高速列车的“飞毛腿”
你知道飞速疾驰的高铁的是怎么转弯的吗?走进高铁司机室,我们会发现,除了3个手柄,并没有类似方向盘一样的东西。说到这你肯定更疑惑了,别着急,我们现在就来揭晓答案。
在高速动车组上有这样的一个神秘部件,叫做转向架,它就是用来帮助列车运行以及转弯的工具。我们可以把它看作成一辆车,这台车的大小和长相其实和普通轿车的框架类似,只不过因为动车组的车厢存在于这些小车之上,所以我们很难注意到它,一列列的动车组就是被这些小车带动运行起来的。
如果说高铁是百米冲刺的博尔特,那么转向架就是博尔特强健有力的腿。可别小看转向架,科研人员用了整整8年时间才设计出了适合中国钢轨使用的转向架。
我们先来看一看转向架的结构,在转向架的构造中和转弯关系最大的就是“轮对”。轮对其实就是火车的轮子,火车轮对并不像汽车轮胎那么的圆润平滑。轮对内侧大外侧小,还存在着一定的斜度。也正因为有这样的斜度,列车才能够顺利地转过弯来。
那么,高铁这列庞然大物究竟是怎么在转向架的作用下完成转弯的呢?当火车进入弯道时,由于自身的重量会倾斜向转弯的一侧,此时外轮斜度大,内轮斜度小。这样一来,两侧车轮的转弯半径就不相同,外轮的转弯半径会稍大于内轮的转弯半径,自然而然火车就会从外侧向内侧转过弯来。高速动车组正是借助了轮对这样的斜度,才使得转向架上的火车轮对可以同时顺利转过弯道。
当然,转向架的功能肯定不止这一项。列车运行时,轮对会发生类似S形的运动,我们把它叫做蛇形运动,列车速度越快,蛇形运动就越明显,列车的稳定性也会相对降低。所以转向架的另一项重要工作,就是要解决列车的蛇形运动失稳问题,为此科研人员在转向架上安装了弹簧减震系统,再以高平顺度的无砟轨道作为辅助,高速列车就能始终保持平稳安全的运行状态了。
不论是转向架还是无缝钢轨,都只是中国铁路科技革新的一小步,正是这些一点一滴的进步承载着铁路人探求创新的梦想,在中国乃至世界交通运输发展历程中镌刻下永载史册的中国印记。而我们也有幸见证了一个成就科技强国梦想的时代,一个中国速度不断走向世界的时代。
(作者供职于中国铁道博物馆,曾获2017年北京市科普讲解大赛三等奖,被授予“十佳科普使者”称号。北京市可持续发展促进会供稿), 百拇医药(左 什)