無(wú)論是回鄉(xiāng)團(tuán)圓，還是踏上返程，不斷增加的高鐵加快了我們出行的速度。而在高鐵飛馳的同時(shí)，我國(guó)還存有81對(duì)“慢火車”，圖片這些慢悠悠的綠皮車，主要運(yùn)行于交通不便的山區(qū)?？赡苡腥藭?huì)問，為什么綠皮車不能加速呢？它們明明享用了獨(dú)占的鐵道，只要事先把各個(gè)班次的火車調(diào)配好，不就可以讓乘客快點(diǎn)到站嗎？嗯，這個(gè)想法當(dāng)然美好，但是現(xiàn)實(shí)卻很殘酷，因?yàn)榛疖嚥皇窍胩崴?，就能隨便提速的！
眾所周知，普通火車的速度永遠(yuǎn)控制在一定范圍內(nèi)，那是什么原因讓火車不能提速呢？提速就要漲價(jià)，客流量小的線路沒必要吧。真正原因并不是成本控制這么簡(jiǎn)單！其實(shí)，早在火車誕生之初，許多鐵道工程師也有給火車提速的想法，但當(dāng)他們真的開始做了以后，就發(fā)現(xiàn)提速后的火車，會(huì)開始致命扭腰——蛇行振蕩。
啥是蛇形振蕩？
這樣的軌道，火車還能開嗎
其實(shí)坐過綠皮車的人都有體會(huì)，火車剛開起來(lái)的時(shí)候，左右晃悠就是蛇形振蕩的表現(xiàn)。視頻4蛇行振蕩的本質(zhì)是火車車輪的形狀，以及車輪和鐵軌接觸面的受力導(dǎo)致的。如果在洗手間剛好趕在火車進(jìn)站，想要站穩(wěn)可需要一點(diǎn)功夫視頻。
不知道大家有沒有仔細(xì)觀察過火車的車輪，其實(shí)火車車輪并不是平整的圓柱體，而是圓錐形的。如果火車是汽車的車輪的話，不光轉(zhuǎn)向不方便，還特別容易脫軌。在火車車輪內(nèi)側(cè)靠近鐵軌的地方，還有一個(gè)叫做輪緣的硬片，平時(shí)它和鐵軌并不接觸。但是在關(guān)鍵時(shí)刻，它可以拉車輪一把，防止火車脫軌。
蛇形振蕩在低速時(shí)并不明顯，但當(dāng)車輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，蛇形振蕩會(huì)變得異常劇烈，損壞軌道和車輪，甚至導(dǎo)致火車在平直的軌道上脫軌。蛇形振蕩現(xiàn)象最先在19世紀(jì)末被發(fā)現(xiàn)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的火車車速，已經(jīng)提升到可以產(chǎn)生蛇形振蕩的水平。
由于蛇形振蕩的存在，火車的車速都必須壓在一個(gè)值以下，這個(gè)速度就被稱為蛇行運(yùn)動(dòng)的臨界速度。也因?yàn)樯咝握袷庍@個(gè)天然障礙，在20世紀(jì)60年代，人們產(chǎn)生了拋棄傳統(tǒng)火車的想法，工程師開始設(shè)計(jì)氣墊火車或者磁懸浮系統(tǒng)，來(lái)擺脫傳統(tǒng)鐵軌的限制。
上世紀(jì)60-70年代， 廷研發(fā)的“不要火車輪”，靠高壓氣體托住火車前進(jìn)，速度達(dá)到了每小時(shí)418千米。很快，英國(guó)人也制造了 RTV-31氣墊火車。美國(guó)隨后還造出了更加先進(jìn)的城市履帶式氣墊車。
但是氣墊火車在低速時(shí)非常沒效率，所以后來(lái)大家的興趣又轉(zhuǎn)移到了磁懸浮列車上。不過，磁懸浮列車不能利用現(xiàn)存的鐵軌，而且建造和維護(hù)費(fèi)用高昂，所以到目前為止也沒有幾個(gè)國(guó)家采用磁懸浮系統(tǒng)。
英國(guó)鐵路公司曾對(duì)傳統(tǒng)火車進(jìn)行過改良，改良后的火車速度可以超過每小時(shí)290千米。此后，大多數(shù)高速火車都是采用英國(guó)鐵路公司的設(shè)計(jì)。英國(guó)設(shè)計(jì)師首先減少了車輪的錐角，錐角越小，車輪看起來(lái)越平，并且配上了吸收震動(dòng)的抗偏器。比如，在設(shè)計(jì)日本新干線的時(shí)候，日本工程師們將就圓錐形車輪的錐角減少到普通車輪的二分之一，新干線車輪的錐角只有普通車輪的二分之一。
還有一個(gè)關(guān)于火車的冷知識(shí)，你知道什么季節(jié)更容易發(fā)生火車晚點(diǎn)嗎？答案是秋季。晚點(diǎn)的原因你猜不到，和植物有關(guān)。根據(jù)英國(guó)國(guó)家鐵路的介紹，植物的葉子浸泡了水以后，會(huì)形成一種類似于不粘鍋上的特富龍的物質(zhì)——果膠。果膠覆蓋在鐵軌上，會(huì)變成天然潤(rùn)滑劑，讓火車輪子打滑。為了防止溜出軌道人仰車翻，秋季的火車就必須經(jīng)常剎車，也不能大力地加速，這就容易導(dǎo)致晚點(diǎn)了。
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