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。