让高铁飞

意林 日期:2021-6-9

当今世界上,铁路速度一般定为五个档次:时速100~120公里称为常速;时速120~160公里称为中速或准高速;时速160~200公里称为快速;时速200~400公里称为高速;而时速400公里以上称为特高速。

中国在铁路的运行速度上,目前最高时速可达350公里,正在建设的京沪高铁最高时速将达到380公里,堪称陆地飞行。国人惊呼“太快了”、“难以想象”。

然而,380公里的时速便是高铁的最后极限吗?答案是否定的。现在世界上的不少国家都正在抓紧研发和实验更快、更节能环保、更匪夷所思的新型高速列车,并且初见成效。而我们所要做的便是,改变对列车的传统心理定位,做好迎接一路风驰电掣的心理准备。

法国:TGV与飞机抗衡

TGV是法文单词letrainàgrandevittesse的缩写,翻译过来是高速列车的意思。TGV列车最早的原形是TGV001。起初它以燃气涡轮发动机为动力,在1972年11月8日创造了时速318公里的世界纪录。这种车在试验中曾175次跑出超过300公里的时速。然而,今天的法国铁路公司已经远远不满足于此了。为了和飞机抢客源,法国的阿尔斯通铁路公司正在研发一种新型的TGV列车,这种新型列车极大减少了列车与钢轨之间的摩擦力,2010年8月,在一次试跑模拟测试中,曾获得了时速达573公里的高速行驶,成为目前已知列车的最高世界纪录。对此,阿尔斯通却称“这不是高铁列车的极限,我们相信很快就有人会打破和超越它!”

果不其然,这个惊人的速度很快便被改写了,只不过改写它的是阿尔斯通公司自己TGV的另一个分支AGV,AGV是指装备有电磁或光学等自动导引装置,确保列车能够沿规定的导引路径无障碍和突击停车的行驶。

AGV除了自动导引装置外,还通过利用碳复合材料代替传统的钢铁车身,给列车最大化“瘦身”,以减轻其车身的重量,让笨重的车身轻盈起来,同时他们还将之前的一个个车轮改换成铰链式的一体化车轮(像坦克车轮一般),以减少一个个体车轮与钢轨所产生的巨大摩擦力。为此,AGV的测试速度比TGV的整整提高了10个百分点,达到630。3公里。据阿尔斯通公司称,这种速度的列车将会在10年之内投入正式运营,“届时我们将击垮飞机。”

日本:让“猫耳”和速滑选手一样进入弯道

阻碍列车运行速度的一个关键因素便是弯道,因为一旦遇到弯道,列车便不得不大幅度地减速,以保证不出现出轨和翻车的危险。作为全世界列车运行路上弯道最多的日本,一直为此头痛不已,深受其困。好在日本人并没有就此便让列车的速度停滞不前,相反,他们从上个世纪末并就展开绕开弯道纠结的研发,结果他们最终胜利了。他们成功研发出一套列车倾斜系统,并将其安装在列车上,这套系统发挥了它神奇的自动感应效应,日本的N700子弹头型列车上便装有这个系统。当N700要进入弯道时,自动感应器会提前发出倾斜指令,接着,列车上的16节车厢,每节便都会按照先后的顺序,进入自动倾斜状态,结果列车就如同一名速滑选手在进入弯道时一样游刃有余,不但不会减慢速度,而且还能让车厢里的旅客丝毫感觉不到列车正在转弯。

接下来日本又研制出N700子弹头的下一代FLASHCH360,俗称“猫耳”,这种新型列车能像一块浮木箱一般浮在铁轨上飞行,预计5年后,正式运行。

还是日本,日本早稻田大学的小滨教授,研制出一辆能借助空气动力,推着列车飞行的列车,他称这是一架“飞机”。小滨的原理是,当飞机低空飞行时它与地面的作用力还远比在高空飞行时的小,这就好比一张纸片在地面几米之上和高空中,它飘行所需要的动力是不一样的,越低则所需动力越小,而这就是“翼地效益”。利用“翼地效益”,小滨让列车在一个半封闭的脱离地面的混凝土上飞行,并且利用太阳能电子螺旋桨推动列车前进,测试的结果是,这种利用空气动力飞行的列车所耗的能力只是磁悬浮列车的1/4,但时速却可高达435公里,每次的载客量为450人。

美国:绒毛轨道滑行列车

给列车铺上一层绒毛轨道,是美国纽约大学威因鲍尔的设想。威因鲍尔是从滑雪中得到启示的,滑雪运动员告诉他,每次滑雪时,他们都感觉到下面的空气让自己浮了起来,因此他们很容易很轻松地就能在空气中滑过。威因鲍尔觉得这是雪下空气所提供的浮力的结果,也就是说浮力有着巨大的潜力,这种潜能如果被利用起来,将会提升100万倍。威因鲍尔认为,这些被提升起来的巨大潜力能够让一辆重达70吨的列车和200多名乘客像被“打冰球”一样自由轻松地“滑行”到目的地。

为了证明自己的设想不是天方夜谭,而是实际可行的,威因鲍尔和他的助手从一家家居用品店里,买回了许多抱枕的内胆填充绒毛物,然后用这些绒毛模拟雪花。结果,只用了少许的能量便让滑行在绒毛轨道上的模型列车达到了飞机一样的惊人速度,而更妙是,因为不需要轨道能节省一大笔费用。

英国:让列车在圆环中飞梭

让列车不要轨道就能运行的,不只是威因鲍尔一个人的专利,还有英国皇家科学院的普尔利曼。普尔利曼的实验是要在空中架起一座座彼此隔一段距离就相连的O型的管状圆环(类似于高架桥的一个个桥墩)。列车被悬吊在圆环之中,每个圆环上都有一个马达,并且设有与列车想匹配的凹槽,以保证列车在运行起来不会错位,管环道路的好处是,减少了列车与铁轨之间的摩擦,而且可以上下层叠,既节省空间又不会发生车祸,这种让列车在空中行驶的做法,最高的时速可达340公里,这个速度虽然不是最快,但它却不占用地面资源、避免拥堵,并且省下了铺铁轨的钱,是管环与技术的完美集合。

不论未来的列车将会以什么样的形态出现在我们的面前,但它们都会有一个共同点,那就是完全超乎我们的想象。

我们要改变对列车的传统定位,因为风驰电掣的列车时代很快就会到来的!

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