Победит ли ток песок?
Железное колесо легко, почти без сопротивления, катится по железному рельсу, и в этом одно из главных преимуществ железнодорожного транспорта. Но иногда из-за низкого трения ухудшается сцепление между колесом и рельсом, колесо начинает проскальзывать — возникает пробуксовка. В дождливую погоду и на крутых подъёмах пробуксовка колёс локомотивов происходит достаточно часто. Загрязнение рельсов опавшими листьями, машинным маслом, смазочными материалами тоже нередкая причина буксования. После начала пробуксовки коэффициент трения скольжения между колесом и рельсом резко падает, и самопроизвольно она прекратиться уже не может. При этом тяговое усилие локомотивов тоже падает. Так сильная сторона железнодорожного транспорта становится его слабостью.
Буксование колёс может приводить к повреждению двигателя и рельсов. На верхней поверхности рельса (головке) образуются пропилы и волны. Кроме того, от сильного трения металл разогревается, из-за чего под нагрузкой течёт в стороны. У паровозов пробуксовка колёс часто возникала из-за недостаточной нагрузки на ведущие колёса и, соответственно, небольшой силы трения. У современных локомотивов проблема частично решается за счёт значительно большей массы, но её нельзя чрезмерно наращивать из-за возможной порчи пути.
С середины XIX века единственным средством борьбы с буксованием было мастерство машиниста в сочетании с подсыпанием песка под колёса для улучшения сцепления. На паровозе запас сухого песка хранился в так называемой песочнице — резервуаре, расположенном сверху на цилиндрической части котла. Под колёса песок выбрасывался через трубку с помощью сжатого воздуха или пара. В нужный момент машинист включал подачу песка краном, который располагался в его будке.
Как ни странно, но песок до сих пор остаётся одним из основных средств борьбы с пробуксовкой. Только теперь используют исключительно кварцевый песок и располагается он в боковых резервуарах локомотива. На участках железнодорожного пути с большим количеством крутых подъёмов при трогании с места и разгоне поездов на один километр пути подаётся 300—400 кубометров песка в год. В некоторых странах Европы используется смесь «сандит» на основе песка и антифриза.