给“铁马”套上“缰绳”

2014-04-29 00:00:00叶文
发明与创新·小学生 2014年3期

19世纪初,以蒸汽为动力的火车出现了。由于刹车不灵,那时的火车就像脱缰的“铁马”,经常发生运行事故,因此有人戏称它为“踏着轮子的混世魔王”。

如何才能有效地制服奔驰的“铁马”,让它迅速刹车呢?

很多人曾致力于改进火车刹车装置的研究,但谁也没想到,最终获得成功的是一位贫困的美国年轻人威斯汀豪斯,而且他发明新型火车空气闸的念头,是由一次偶然事件激发的。

在一次旅行中,他恰好赶上了因火车刹车不灵造成的严重撞车事故,目睹了一场车毁人亡的惨剧,于是就下定决心要发明一种有效的制动闸,保障铁路运行安全,避免类似事故再次发生。

他首先想到了蒸汽:既然火车是由蒸汽推动的,为什么不用蒸汽来制动呢?

他设计了一套装置,用管路把锅炉和各个车厢连接起来,试图用蒸汽推动汽缸活塞,从而压紧闸瓦,达到刹车的目的。但由于高压蒸汽在长长的管路里迅速冷凝,丧失了压力,实验未能取得预想的效果。

蒸汽不行,那用什么制动才好呢?

正一筹莫展时,有一天,他偶然买了一份《生活时代》报,上面报道了一则消息:法国用压缩空气驱动大型凿岩机开凿塞尼山隧道。他受此启发,心想:既然压缩空气可以驱动凿岩机开掘坚硬的岩石,或许能够驱动火车制动闸。

基于这个想法,威斯汀豪斯制成了灵敏可靠的空气制动闸,给火车这匹巨大不羁的“铁马”系上了“缰绳”。

空气闸的工作原理并不复杂,只要增加一台由机车带动的空气压缩机,通过管道将压缩空气送往各个车厢的汽缸就行了。刹车时,阀门一打开,压缩空气就会推动各车厢的汽缸活塞将闸瓦压紧,使火车迅速停下来。

1868年,年仅23岁的威斯汀豪斯取得了空气制动闸的专利权,成立了威斯汀豪斯制动闸公司。直到今天,空气制动闸仍然是火车和汽车运行的安全保障。