大家好，歡迎關注我的百家號尖端科技論，今天給大家介紹的是沒有輪子的氣懸浮列車能正常運行嗎、管道電動機列車能入地行走嗎。
一般而言,車輛都是利用車輪行駛的,火車也是這樣。火車的輪子不斷地在鋼軌上滾動,推動列車飛速前進。然而,隨著火車速度的提高,輪子和鋼軌便產生猛烈的衝擊和磨損,引起列車強烈的震動,發出很強的噪音,使乘客感到不舒服。此外,車輪對火車的速度也是一個限制。我們知道,高速度會產生很大的阻力,當火車行駛速度超過一定值時,就再也快不了。
但人們總希望火車的速度越快越好,怎樣解決這個矛盾呢?有人提出將妨礙車速提高的車輪甩掉,設法使列車像飛機在空中飛行一樣,在鋼軌上騰空行駛,於是,沒有輪子的火車便隨之誕生了。火車頭和車廂都很重,如何使它們騰空起來呢?科學家們提出了兩種解決方法。其中之一就是研製氣懸浮列車。氣懸浮列車的基本原理是,利用功率很強的航空發動機向軌道上噴射壓縮空氣,使列車的車底和軌道之間形成一層幾毫米厚的空氣墊,從而將整個列車託起,懸浮在軌道面上。然後,再用裝在後面的螺旋槳式發動機推動列車前進。
氣懸浮列車在行駛時好像被氣墊託起來一樣,所以又叫「氣墊列車」。法國是世界上最早修建氣墊列車的國家,20世紀60年代,在巴黎和奧爾良郊外建成了兩條氣懸浮式鐵路,曾進行了多次的運行試驗。後來,英國也進行了氣墊列車的試驗。另一種使列車騰空的方法是利用磁體同性相斥的原理,使車體在軌道上懸浮起來,再用發動機推動列車前進,這就是磁懸浮列車。如上所言,所謂磁懸浮列車,就是利用車體兩側安裝的電磁鐵同地面上設置的短路線圈之間產生的磁力排斥作用,使列車懸浮起來,然後靠利用直線運動推動車體前進的線性馬達使列車向前飛奔。
磁懸浮列車的概念是由美國最先提出的,後來德國、法國、日本等相繼仿效,都對此進行了開發試驗。日本早在1974年,便在九州修建了一條試驗線,時速是普通火車的好幾倍。這是什麼樣的速度呢?直接說,在速度上它已經可以同飛機比高低,可稱為「地面飛機」。磁懸浮鐵路的關鍵技術是超導磁鐵,它被稱為磁懸浮鐵路的心臟。超導磁鐵是用零電阻轉變溫度極低的超導材料製造的。這種超導材料需要在液態氦冷卻下才能正常工作,不僅裝置複雜,而且價格昂貴。
磁懸浮列車的車體構造是密閉式的,並且車體外形各部分都力求平滑。例如,廂板用鉚釘的部位都改成焊接方式,車窗與車廂板應密接,沒有突出的稜,這樣可以減少空氣對車體的阻力,有利於提高車速。懸浮作用只在列車行駛時才有。行駛時,磁鐵產生的磁力線切割地面上的短線圈,使線圈產生感應電流。這一電流引起的磁場,極性正好與車體上磁體的極性相同。因此,產生相互排斥的力使車體懸浮起來。在停車時,由於沒有感應電流,所以沒有懸浮力,列車便落在地面上。在列車啟動的最初階段,列車也懸浮不起來,這時還得靠車輪在鐵軌上行駛。
由於磁懸浮列車不存在同鐵軌之間的摩擦力,因此,其行駛速度非常快,而且行車平穩,沒有噪聲。乘坐這種平地飛行的「超特快」列車使人感到舒適、安全、迅速。打個比方,從上海到北京之間的漫長路程,如乘坐這種沒輪子的火車,只需兩三個小時即可行完,比普通火車快了六七倍。目前,世界上已有英國、德國、美國和日本等國家製成了多種磁懸浮列車。其中,由於日本使用了超導材料,所製造的磁懸浮列車比較先進。現在,世界上最長的磁懸浮鐵路是日本東京一成田機場線。
管道電動機列車能入地行走嗎
速度始終是列車設計人員所追求的目標。為了設計更快的列車,科技人員可以說是費盡了心思。有人曾考慮過採用螺旋槳或噴氣式發動機推進的氣墊式列車等方法來提高車速,但大多數科技人員對此並不看好。於是,便有人主張使用電動機列車,這一想法得到了很多人的支持。目前已基本確定,採用在管道內運行的線性電動機列車為較好的方案。
普通電動機裡的線圈排成圓形,在其內側有鋼板或鋁板製成的圓筒形轉子旋轉;線性電動機可以看作是把普通圓筒形電動機展開平面的形式。線性電動機列車的底部加了鋁板,行駛時,在像枕木一樣排列的線圈上滑行。同時,線性電動機列車採用了利用磁性的反作用力使之騰起的辦法。這種列車只要在軌道的線圈上通過電流即可,列車上既不需要發動機,也不需要操縱裝置,就像一個活動的箱子,類似纜索滑行車和噴氣滑行車。
對於列車上的乘務員來說,他們太省事了,只需監視列車的正常運行就可以了,只有在非常時刻才需進行必要的操作。列車的運行操作都集中在管道系統的控制室內進行,控制室內值班的調度員分別操縱著管道內運行的列車。列車操縱器分為10檔,根據線路的坡度操作。各輛列車的運行狀態,在中心控制室內可以看得一目了然。控制室的牆上掛著一個大圓盤,上面畫著整個管道的線路全部列車的位置和各列車的編號都用亮著的電燈表示,乘務員和中心控制室都用無線電話直接聯繫。
為了確保列車高速行駛的安全和節省有限的土地資源,線性電動機式列車都在地下管道內行駛。這樣,即使遇到惡劣的天氣也不受影響。現在,科學家們又在設想,假如,讓磁懸浮列車在真空的管道中運行,就可以克服空氣的阻力。如果是這樣,列車時速還可以成倍提高,簡直令人難以置信!憑藉人類的智慧、發達的科技,新一代的列車一定會越來越先進。