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火车相关知识

[移动版] 佚名
铁路便在城市中应运而生。后来,还在高架桥的两侧装设了防音壁,使噪音进一步减小。日本是建造高架铁路最多的国家,而且多为独轨跨座型和悬空型单轨高架车。这些高架铁路的建成,有效地解决了日本一千多个道口的交通阻塞问题。其中,东京——大阪——博多之间建成的铁路新干线,全长1078公里,就有高架铁路208公里。目前,世界上最快而又安全的单轨高架铁路是日本的羽田至浜松町之间的铁路,全长13.1公里。在这条线路上行驶的列车,每三辆编成一组,共长29.4米,重41吨,每次可载乘客240人,每89~15分钟可开出一趟车,最高时速达80公里;第三种办法比较新颖,它不在难度大、牵扯面广的线路上打主意,而是另辟蹊径,在列车上挖潜力。它既不需要将铁路的弯道变直,又不花费大量资金建高架铁路,只是将普通列车的固定轮轴变成可以随着铁轨的弯度自动改变方向的活动轮轴,从而就可使火车以较高的速度通过弯道,保证列车的高速行驶。瑞典于1990年制成并投入使用的高速列车,就是这种类型列车的典型代表。它可以在普通铁路轨道上高速行驶,时速可达200公里,而且列车行驶平稳,噪音很小。如果对铁路弯道进行加固,并建立新的信号装置和控制系统,就可使车速增加到每小时250公里。这种高速列车的可贵之处,就在于它构思巧妙,可利用普通铁路轨道,因而具有推广使用价值。假若北京至天津之间使用这种列车,半个小时就到了,那该多快呀!

人们还在(zai)进(jin)一(yi)步提高(gao)列(lie)车的(de)(de)(de)(de)行驶(shi)速(su)(su)度,研制新型(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)高(gao)速(su)(su)火(huo)(huo)车。原联(lian)邦德国在(zai)慕尼(ni)黑附近建立一(yi)座巨大的(de)(de)(de)(de)高(gao)速(su)(su)火(huo)(huo)车试验(yan)台。它利用电(dian)子计算机装(zhuang)置模拟试验(yan)高(gao)速(su)(su)火(huo)(huo)车和(he)线路的(de)(de)(de)(de)各种情况。例如,模拟慕尼(ni)黑至斯(si)图加特之(zhi)间(jian)任何一(yi)段路程的(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)车行驶(shi)情况,列(lie)车的(de)(de)(de)(de)时速(su)(su)可以达到200公(gong)里,最高(gao)可达500公(gong)里。这种试验(yan)台为不久(jiu)的(de)(de)(de)(de)将(jiang)来建造(zao)更快的(de)(de)(de)(de)高(gao)速(su)(su)火(huo)(huo)车创造(zao)了有(you)利条件(jian),人们期待着这种新型(xing)(xing)火(huo)(huo)车早日投入使用。

没有轮子的火车

火车和其他车辆一样,是利用车轮行驶的。火车的轮子不断地在钢轨上滚动,才推动列车飞速前进。然而,车轮也对列车的高速行驶带来不利影响。

随着火车速度的提高,轮子和钢轨便产生猛烈的冲击和磨损,引起列车强烈的震动,发出很强的噪音,从而使乘客感到不舒服。不仅如此,由于列车在行驶中所受到的阻力(空气阻力和摩擦阻力)与速度的平方成正比。速度愈高,阻力愈大。所以,在利用车轮滚动行驶的条件下,当火车行驶速度超过一定值 (每小时300公里)时,就再也快不了了。

但是,人们总希望火车的速度越快越好。怎样解决这个矛盾呢?有些人就提出把妨碍列车速度提高的车轮甩掉,设法使列车像飞机在空中飞行一样,在钢轨上腾空行驶,不就克服了轮子所带来的各种缺点吗!于是,没有轮子的火车便随之诞生了。

火车头和车厢都很重,如何使它们腾空起来呢?科学家通过研究,提出了两种解决方法。

第一种办法是,利用功率很强的航空发动机向轨道上喷射压缩空气,使列车的车底和轨道之间形成一层几毫米厚的空气垫,从而将整个列车托起,悬浮在轨道面上。再用装在后面的螺旋桨式发动机推动列车前进。这种火车通常叫做“气悬浮列车”。由于它好像被气垫托起来一样,所以又叫做“气垫列车”。

法国是世界上最早修建气垫列车的国家。本世纪60年代,在巴黎和奥尔良郊外建成了两条气悬浮式铁路,一条长18公里,另一条长6.7公里,曾进行了多次运行试验。列车的试验速度为每小时200至422公里。1969年在奥尔良郊外使用的气垫车,长26米,宽3.2米,高4.35米,重20吨,可乘80人。

后来,英国也进行了气垫列车试验。

第二种办法是,利用磁体同性相斥的原理,使车体在轨道上悬浮起来,再用发动机推动列车前进。人们把这种列车叫做磁浮列车。

磁浮列车是在列车的底部装有用一般材料或超导体材料 (在一定温度下这种导体的电阻接近于零)绕制的线圈,而在轨道上安装环形线圈。根据法拉第的电磁感应定律,当列车底部的线圈通入电流产生的磁力线被轨道环形线圈所切割,就在环形线圈内产生感应磁场,它与列车底部超导线圈产生的磁场同性相斥,就使列车悬浮起来。由于悬浮列车克服了轮子和轨道的摩擦阻力,因而可使列车的速度达到或超过每小时300公里。

由于磁浮列车的速度非常快,可与一般飞机的飞行速度媲美,人们称它为“飞行列车”和“超特快”列车。乘坐这种列车,使人感到既舒适、安全,又特别迅速。在车内听不到单调刺耳的车轮撞击声,即使行驶速度很高时,乘客也会觉得像坐飞机那样平稳。它的速度可达每小时500多公里。从北京到上海,距离约1600公里。如果乘坐这种没有轮子的火车,只要3个小时就可驶完全程,比普通火车快了六七倍。

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