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没有轮子的火车

时间:2019-10-07    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

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。

磁浮火车是在本世纪 60 年代开始研制的。世界上第一条实用性的磁浮铁

路建在原联邦德国汉堡市展览馆至展览广场之间,全长 908 米,轨道为高架

桥式。磁浮列车长 26.24 米,可载客 68 人。它可浮离轨面 10 毫米运行,最

高时速为 75 公里。


1979 年 12 月 12 日,日本研制的磁浮列车进行了一次运行试验,时速达

到 504 公里。试验是在日本宫崎县向市的铁路试验中心进行的。所用的试验

车长 13.5 米,高 2.7 米,宽 3.8 米,重 10 吨。试验时,列车先经过一段短

距离行驶,获得起始速度后,列车便在导轨上(通常为单轨,也有双轨的)

浮升 100 毫米,并快速向前飞驰。

磁浮列车在悬空行驶时,是不使用车轮的。但在起动或刹车时,还需要

用车轮。

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