庫可 賈飛
火車和高鐵有啥區(qū)別?
火車,泛指在鐵路軌道上行駛的列車,我國火車分為普速列車和動車組列車兩種。根據(jù)運行速度的不同,列車以不同字母開頭進行區(qū)分,普速列車包括Z、T、K等,動車組列車包括G、D、C字頭。
如同不斷升級的地面公路,高速的列車需要配備“高速的鐵路”——這就是“高鐵”的誕生?!案哞F”,即高速鐵路運輸系統(tǒng),包括路軌、供電網(wǎng)、高速列車、通信、班車調度等。高速鐵路的各項設計指標隨著速度等級的提升而提升。以線間距和曲線半徑這兩個基礎指標為例,速度等級越高,線間距、曲線半徑越大。線間距指雙線鐵路兩條鐵軌中心的間距,曲線半徑指彎道處軌道圓弧的半徑。
技術指標的提高,會不同程度地增加工程的施工難度、建設成本。經(jīng)過20多年的高速發(fā)展,我國的高速鐵路運營里程已經(jīng)超過4萬公里,居世界第一。
動車跑得快?動車提速的秘密
動車如何跑得快?主要得益于三個方面的技術運用——空氣動力學、牽引、供電系統(tǒng)。
首先,列車高速運行時需要克服空氣阻力。并且,列車高速運行時強烈的地面效應及列車交會、通過隧道時會產生壓力波,這些都需要列車具有良好的空氣動力學外形。
其次,為了克服高速行駛帶來的巨大的空氣阻力,傳統(tǒng)的火車是由火車頭拉著跑,只有火車頭有動力。動車組列車則是由2個及以上自帶動力的車廂和其他幾個不帶動力的車廂組成,相當于一輛列車不止一個“火車頭”帶著跑。
最后,我國的高速動車組列車使用的清潔能源,均為電力驅動。動車組通過受電弓從接觸網(wǎng)(也就是鐵路線上面架的電纜)取電,在高速運行時保證受電弓和接觸網(wǎng)的良好接觸,穩(wěn)定獲取電流,是維持穩(wěn)定高速運行的關鍵技術之一。
如何跑得穩(wěn)?注意高速轉彎!
火車的車輪表面是近似錐形的輪廓,為了方便列車通過彎道,轉向架也有一定的回轉自由度,但在高速運行的時候,列車也會像蛇爬行時一樣左右搖擺,稱為“蛇行運動”。如果任由列車在鐵軌上“搖擺”,速度提升到一定程度就有顛覆的風險。
所以,要讓動車組列車跑得穩(wěn),就需要對轉向架、輪對,以及各類懸掛、減振裝置,車輪與鋼軌的運動關系進行專門的仿真、試驗設計,抑制“蛇行運動”。不僅如此,想要讓它跑得快和穩(wěn),還需要諸如列車網(wǎng)絡、噪聲控制、輕量化設計、氣密性設計等方面的配合,缺一不可。
當前,我國正在開展400km/h速度級別的動車組研究,未來還將出現(xiàn)高速磁懸浮列車以及真空軌道磁懸浮列車等,屆時地面軌道交通將接近或達到航空級別的速度。