Почему колеса у электровоза и электропоездов с дырками?

Человек, когда смотрит на рядом проезжающий локомотив, замечает, что колеса у него по форме отличаются от стандартных типов, которые на обыкновенных вагонах. И задаются вопросом, почему у полувагона колесные пары полностью литые, а у электровоза спицы либо другой рисунок катка? 

Бытует мнение, что это сделано для уменьшения массы колеса, экономии металла или для улучшенной вентиляции. Существуют дополнительная гипотеза, что на колесе создаются магнитные поля, которые не позволяют локомотиву нормально разогнаться и сохранять набранную скорость на рельсах.  

Основная причина наличия «креативной» формы колесной пары у локомотива в гибкости и в прочности самого колеса. На обычной колесной паре вагона не устанавливаются дополнительные элементы, а у электровоза на ось монтируются электродвигатели.  

Вес электродвигателя составляет от 3 до 7 тонн, который жестко упирается на ось. Если бы отсутствовали спицы на колесе, то в процессе передвижения локомотива по путям, появлялись колебания, особенно на стыках, где соединяются рельсы между собой и на кривых участках.  

Колебания вызывают вибрацию и в месте крепления двигателя на ось, шестерни, которые вращают колесную пару локомотива, постоянно бы ломались и выходили из строя. Такая неправильная форма колес привела бы к поломке, к частым ремонтам локомотива и к заменам деталей электродвигателя.  

Спицы придуманы, чтобы гасить вибрацию, уменьшать вредное влияние веса электродвигателя на ось колеса, которая приводит к быстрому износу металла и появлению в оси и в катках трещин. Физика вращения колеса с дырками на локомотиве, немного похожа с колесом на велосипеде, когда обод наезжает на камень или другое препятствие на дороге и происходит гашение удара и уменьшение вибрации. От износа и вибраций защищена не только ось, но и само колесо, которое может со временем треснуть и разрушиться, а отверстия в катке уменьшают вибрацию от ударов.  

Стоит добавить и вес самого локомотива, а также вес подвижного состава, который перевозит электропоезд, особенно, если это груженые полувагоны. Особенно, катки подвержены нагрузке на участках пути, где была ее замена или частичный ремонт: замена рельс, отделка, смена шпал. Выровнять такой участок без специальной техники нельзя и в этих местах даже визуально в кабине машиниста заметны неровности и впадины. Благодаря уникальной форме катков с отверстиями, можно предотвратить их разрушение, а также быстрый износ металлических частей электродвигателя.