鉄道のブレーキ
電気鉄道においては、空気ブレーキと並んで電気ブレーキが使用されている。この技術は、フランク・スプレイグが電気鉄道の総括制御の技術を19世紀後半に発明したことに始まっている。スプレイグは電力系統へ回生を行う技術の原理も発明していたが、これがより広範に適用されるようになったのはより制御技術が進歩した20世紀後半のことである。
こうした電気鉄道の総括制御の技術は、まず動力分散方式の電車から適用が始まったが、次第に機関車牽引方式の列車やディーゼル列車にも適用が行われるようになった。これとともに、電磁自動空気ブレーキや電磁直通ブレーキなど、電気的な指令によりブレーキ弁を制御する仕組みが開発された。さらに現代では、電気ブレーキと空気ブレーキを統一的に制御する電気指令式ブレーキが開発され、多くの車両に適用されるようになっている。
車輪を介さずにレールとの作用で直に制動力を得る方法で、電気式と機械式、ハイブリッド式に分けられる。国内での使用例は路面電車や一部の山岳線などに限られ少ないが、ヨーロッパではICEやTGVなどの高速鉄道でも利用されている。
機械式
圧着式レールブレーキは、空気圧などを利用して制輪子をレールに押し付けて制動力を得る形式。レールに圧着させる反発力が車体を持ち上げる方向に働くので、輪重が減少する欠点がある。高い耐熱性と耐久性が求められることから制輪子に炭化ケイ素(カーボランダム)を使用するため、カーボランダムブレーキとも呼ばれる。箱根登山鉄道では保安ブレーキとして搭載、使用されている。また愛知高速交通100形電車では、停止状態を維持するために、油圧によってブレーキシューを軌道に押し当てる方式を取る。
電磁吸着ブレーキは、車体に搭載されている電磁石をレールに吸着させることで制動力を得るブレーキである。
非常ブレーキは、事故が発生した場合など緊急に列車を停止させる必要がある時に用いられるブレーキで、運転士だけでなく車掌や時には乗客によっても作動させることができる。これに対して通常用いられるブレーキは常用ブレーキと称される。非常ブレーキは常用ブレーキよりもより大きな制動力を得られることが普通であるが、一方で乗り心地を損ない、車内で立っている人を転倒させるなどの危険性もある。非常ブレーキは、一度使用すると完全に停車するまで緩めることができないのが普通で、また緩めるための手順は通常のブレーキと異なっていることが多い。
しかしその能力の低さから、1919年(大正8年)に自動空気ブレーキの採用が決定され、真空ブレーキの使用は全面的には適用されずに直接自動空気ブレーキの時代に移行した。1921年(大正10年)から取り付け工事が始まり、1925年(大正14年)までに全ての車両にブレーキ管が取り付けられて、仮にその車が自動空気ブレーキ装置の取り付けられていない車両であっても、ブレーキ管をつなぐことで編成中の他の車両へは空気圧を伝えて自動空気ブレーキが使えるようになった。さらにブレーキ装置の取り付けも進展し、1930年(昭和5年)10月から全ての貨物列車が自動空気ブレーキで運転されるようになった。取り付け期間中は、ブレーキシリンダーをまだ搭載していない車両と区別するために取り付け済み車両の両端には白線が引かれた。1931年(昭和6年)以降は、逆に一部の旧型貨車でブレーキシリンダーの取り付けられていないものについて、白い十字の印を表記するようになっている。
蒸気機関車では可動部のないスチームエゼクターを使うことで、蒸気の力で比較的簡単に真空を作ることができた。これに対して圧縮空気を作るのは複雑なコンプレッサーが必要であり普及の阻害となったが、蒸気機関車の時代が終わると共に真空ブレーキのこの利点もなくなり、世界的に空気ブレーキが普及するようになった。
油圧作動のものについても研究されている。
液体は気体に比べてエネルギー密度が格段に高いという特徴があり、高い応答性、小型軽量化が図れる。三菱重工による空圧ブレーキとの比較では、以下のような差があるという。油圧の駆動源となる油圧ポンプの大きさは、圧縮空気を生産するコンプレッサの1/60となり、オイルタンクの大きさも油の場合7Lで済むが、空気の場合空気だめ100L必要である。ブレーキの立ち上がりも早く圧縮空気の1.2秒に対して、0.3秒で作動するという。
かつて、1970年代末に日本で軽快電車として高性能路面電車が研究開発された際には、装置全体のコンパクト化が実現できることとブレーキ管の結露による腐食対策から、電気指令式ブレーキのブレーキ作用そのものは従来通り空気圧で行うものの、その場で空油変換弁による圧力変換を行って基礎ブレーキ装置は油圧キャリパーによるディスクブレーキ搭載としたことがあった。