开往未来的列车
开往未来的列车
一百年前,人们如果想从北京去往巴黎,会选择什么样的交通工具呢?一位法国画家曾在1900年创作过一系列“畅想公元2000年”的油画作品,其中就有一幅描绘的正是他想象中的车站,人们可以从那里搭乘列车从巴黎前往北京。正是在那个年代,莱特兄弟发明了飞机,为人类的交通史谱写了新的篇章。
随着科技日新月异的发展,人类的航天技术已经迈上了好几个台阶。如今,人们早上从北京乘上飞机,晚上就能到达巴黎了。那么,火车就这样被人们抛弃了吗?当然不!火车的速度虽然还比不上飞机,但是它仍然在不懈地追赶着。人们有理由相信,未来火车的速度会比飞机更快!现在,就请跟我一起登上“时光列车”,进行一次神奇的穿越之旅吧!
法国画家1900年创作的“畅想公元2000年”的油画作品
穿梭于澳大利亚悉尼市的单轨列车
1804年,英国出现了世界上第一列蒸汽火车,当时的人们把它叫作“冒烟的魔鬼”。当时的火车用蒸汽机做发动机,以煤炭为燃料,行驶时“火光四射,黑烟滚滚”,所以被称为“火车”。
最初的火车模样笨重,速度很慢,车头只能拉动5节车厢,载重每小时只前行5千米,前行过程中还会时不时地出故障。有一次,这笨重的火车还压垮了不太结实的轨道,因为轨道铺设技术也不成熟。刚刚出现时,火车并不算“先进工具”,而是人们眼中滑稽可笑的“无用怪物”。
19世纪末,工程师们开始升级列车发动机,渐渐地,蒸汽机被以柴油为燃料的内燃机代替。这时的“火车”这个名字就有点儿名不副实了,因为内燃列车行驶时,不再喷火冒烟了。
内燃机是一种通过使燃料在机器内部燃烧释放出热能,再将热能直接转换为动力的热力发动机。内燃列车与蒸汽火车比起来,具有很多优点,比如噪声小、运行平稳,也不需要频繁停车加装燃料了。
现在,电动机又代替了内燃机,火车的动力系统越来越先进了,被称为“动车”。
高速动车以电动机为动力,铁轨采用无缝焊接技术,加上动车内部设施“豪华”,所以乘坐动车出行速度快,噪音低,像乘坐飞机一样享受。
从笨重如牛的第一列火车,到今天前行如飞的高速动车,我们不得不赞叹列车技术发生了翻天覆地的变化。直到今天,列车技术仍然没有停滞,人们还在不断更新技术,力图造出更快、更舒适、更环保的列车
磁浮列车的设想很早就有了,最早由德国工程师肯佩尔于1922年提出,至今有近百年的历史了。肯佩尔当时的想法很简单,就是通过磁浮技术,让车厢和车轨免于接触,使列车运行时摩擦力减为零,以达到高速运行的目的。
相信你一定玩过磁铁吧?磁铁有两极,要把两块磁铁放在一块儿,会产生“同极相斥、异极相吸”的现象。磁浮列车的概念就是基于这个现象产生的。
简单地讲,磁浮列车技术就是把铁轨和车厢当作两块“磁铁”,把它们相同的两极相对,这样铁轨和车厢之间就产生了“斥力”,当这个斥力克服了地心引力时,列车就会在铁轨的上方悬浮起来。悬浮起来的列车再由“电磁力”引导前行,这就是磁浮列车的基本原理。那么,如何让列车和车轨变成两块“磁铁”呢?这个好办,就是在车轨和车厢底部装载线圈,线圈通电后就会产生电磁,这时车轨和车厢就变成“电磁铁”了。
磁浮列车开启了新一代轨道交通技术的大门,许多国家都致力于将之开发成实用技术。只是,可实用的磁浮列车的研制过程困难重重,很多国家都“知难而退”,让他们对磁浮列车的研发处于“有名无实”的停滞状态
磁浮列车的概念最早是在1922年出现的,当时中国正处于战乱时期,科学技术相当落后,国家没有能力搞磁浮列车的研究,可以说,我国的磁浮列车技术在“起跑线”上落后了。
1981年,世界上第一条磁浮列车轨道开铺的时候,我国对磁浮列车这事才有所耳闻。我国的科学家和工程师们马上开始着手研究这个项目,我国的磁浮列车技术这才开始萌芽。“磁浮目标”一经确立,我国在这方面的研究就有了跳跃式的发展,以惊人的速度不断缩小与国际领先技术的差距。
2001年,我国研制的“中低速磁浮列车中试系统”完成了数万小时的运行实验,达到了实用水准。我国已经掌握了磁浮列车从制造到运行的“全套技术”,标志着我国成为磁浮列车技术的强国。换句话说,我国的磁浮列车技术虽然“起步落后”,却“赢在当下”,要知道,目前掌握此项技术的国家只有四个(德国、日本、中国、韩国)。
2003年,上海磁浮列车全线开通,成为世界上第一条商业运营的高架磁浮专线。上海磁浮列车的时速可以达到430千米,仅次于飞机的飞行时速。
2015年12月8日,我国第一条中低速磁浮路轨在湖南长沙全线铺通,它西起长沙南站,东至黄花机场,全长18.5千米,列车通行磨损小、噪声低、振动小、成本低,是没有尾气排放的“纯绿色”交通工具。
开往未来的列车
有趣的空中列车
其实空中列车并不稀奇。早在一百多年前,德国的乌帕塔尔就已经建成了全世界第一条空中列车线路,当时那里只有几个小村镇,连城市都还没有建立呢。因为流经此地的乌帕河河道很窄,所以,在乌帕河上架设空中列车的方案一经提出,就很快被议会采纳了。这条铁路于1901年开通,全长13.3千米,深受附近居民的喜爱,并且直接促成了1929年乌帕塔尔市的建立。
经过一百多年的发展,空中列车的技术进步显著,它具有造价低、工程简单、不影响地面建筑、扩建容易、绿色环保等优点。我国温州、上海、天津等城市也正在计划修建全自动、智能化的空中列车系统。
不停车的列车
要是列车能不停车,人们怎么上下车啊?一位中国设计师提出一种设想:乘客们走入铁轨上方站台上的一个吊舱,当火车进站时,铁轨下沉,火车从吊舱下通过,吊舱直接从上方连接上列车。同样的道理,要下车的乘客只需要提前走进列车尾部的吊舱中,列车到站时,这个吊舱将与列车脱离,留在站台上。这样,列车不需要停车就可以满足乘客上下车的需求,能大大节省燃料并缩短整个旅程的时间。
神奇的超级高铁
“超级高铁”概念来自“真空管道运输”的设想,最早是由美国学者罗伯特·戴维在1904年提出的。1999年,美国机械工程师达里尔·奥斯特将这一概念申请了专利,并在2010年成立了致力于开发真空运输项目的ET3公司。真空管道运输就是用一个外形酷似胶囊的运输容器,通过真空管道进行传送,在真空中,胶囊容器的速度可以达到6500千米/小时。2013年,有着“科技狂人”之称的美国富豪埃隆·马斯克对“真空运输”的理念进一步进行了丰富,并提出“超级高铁”的设想,预计时速可达到1200千米,是飞机飞行时速的两倍。“超级高铁”具有安全、环保的优点,不受天气变化影响,还可以使用太阳能作为驱动力。
时风文