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维多利亚时代巨兽复兴:核动力与磁悬浮列车
发布日期:2015-07-31
[导读]相比较于汽车和飞机,火车技术似乎并没有出现较大的改进,轨道交通的安全性和快速性依然没有完全体现出来,磁悬浮是目前极具潜力的轨道交通技术。

维多利亚时代巨兽复兴:核动力与磁悬浮列车

我们的航天技术已经可以让两艘飞船在太空中精确对接,但是我们似乎还停留于维多利亚时代,如何重振铁路交通是目前需要考虑的问题,相比较于汽车交通,高速列车依然是短途旅行最佳选择(腾讯科技配图)

腾讯科学(Everett/编译)据国外媒体报道,轨道交通技术的提升似乎并不太显著,与汽车和飞机相比,新的列车技术仍然有很多需要提高的地方。在各种运输方式上,火车技术的进展显得较为缓慢,汽车技术的不断变化却让人耳目一新。

在过去十年中,卫星导航技术已经非常普及,比如俄罗斯的格洛纳斯导航系统重新进行了补网发射,传感器、混动动力列车以及其他交通技术的创新如同雨后春笋般涌出。每次汽车技术的发展都可以让你切身体验到,购买一辆新车时就会发现增加了许多功能。

航空技术亦是如此,飞行过程中我们可以体验到更多的娱乐和通讯服务,宽大的头等舱把座位改造成了床的模样,巨大的空客A380拥有双层结构,在飞行过程中可以享受到各种娱乐活动,发动机技术的进步使得飞行变得非常安静和高效。与此同时,轨道交通似乎少了很多变化,但有评论指出比较这种变化显得不太公平,因为人们可以购买属于自己的汽车,因此汽车制造商千方百计地提高自己的产品功能,更加注重汽车技术的创新,汽车制造商之间如此激烈的竞争使得汽车技术不断突飞猛进。

没有多少人可以购买属于自己的火车,飞机和汽车型号的改进明显远超火车,专门从事运输的设计咨询公司专家保罗•普利斯特曼认为火车拥有较长的使用寿命,技术改进也需要较长的时间,目前一个铁路规划可延伸至2050年,而购买一辆汽车以及汽车的使用寿命则相对短暂很多。火车技术并不缺乏新的思维注入,轨道交通的工程师们正在稳步提高轨道技术,从牵引、制动以及流线型设计,使得磁悬浮列车可以“悬空”进行快速行驶,达到惊人的每小时500公里的速度,能源使用效率和安全性都有很大的提升,出轨的概率大幅度下降。

有调查显示,高速列车将并入当地的电网进行电能传输,2011年欧洲委员会制定了一个高速铁路的运输方案,连接到欧洲的城市交通网中,试图在20年内减少以化石燃料为动力的汽车数量。高油价和道路拥堵甚至促进了轨道交通的复兴,加快新技术的普及。列车技术的进步可以从车轮与轨道之间的附着度看出,如果轨道出现不均匀的磨损、湿度分布不均、腐烂的树叶附着于轨道上,都会导致火车车轮暂时失去饱和附着力,这时候车轮就会转动得飞快,使得能源浪费并降低驱动力。

近年来,全电技术控制技术已经在火车上应用,减少了车轮打滑的概率,提高轨道的附着度。如果车轮打滑需要额外的驱动介质时,计算机可自动控制喷雾器吹出沙子颗粒,在条件苛刻的环境下,24小时之内甚至能消耗3吨的沙粒。采用最新“防滑控制”的列车已经投入了运营,更多的新型列车正在制造之中,这可以解释美国、加拿大和墨西哥吞吐量为何能在20年之内提升90%。

此外,列车的制动技术也得到升级,传统的制动技术需要更长的时间才能停下,根据欧盟的数据统计,2011年发生了2300多起的轨道交通事故,导致1239人死亡。如何对列车进行快速制动被认为是列车技术进步的一大障碍,几乎所有的列车电源制动器都使用了压缩空气,制动传递到最后一节车厢需要花费两分多钟的时间。对此,工程师研发了“电控气动刹车”技术,已经在六年前应用于一列货运火车上。

火车的普及需要大范围铺设轨道,至少在目前很难与汽车相抗衡。制动能力的不足并非导致列车出轨的唯一原因,如果制动力太大,也会导致火车车厢出轨。一列8000吨的火车在直线轨道上可以被牵引,但是在弯曲轨道或者倾斜轨道上,牵引质量将降低至3000吨。全自动货物配送技术可增加运用列车的安全性,根据加拿大运输安全委员会统计,在过去的五年中,由于意外重量分布不均匀导致的事故大幅下降。

法国的TGV快速旅客列车可以在里昂附近的丘陵地形上快速行驶,制动和加速受到计算机的精密控制,可降低动力损失。全电火车技术使得轨道交通变得更有效率,其中一部分得益于新型材料的使用,庞巴迪公司已经设计出INNOVIA Monorail 300单轨系统,其借助了航天工程的一些减重技术。重量的减少也意味着降低了单轨交通的成本。欧盟境内的电气化轨道正在建设之中,超过6800多公里,可满足200公里每小时速度以上的列车行驶,法国、德国和西班牙正在建设2127公里的高速轨道。

一位意大利工程顾问认为300公里每小时的快速旅客列车,百公里成本仅为200美元,电气化铁路与先进的计算机控制结合,可大幅度降低不必要的能量损失。俄罗斯铁路公司甚至提出设计核动力列车的方案,但这样的列车如果出轨将是一个大麻烦。美国联邦铁路管理局原磁悬浮首席科学家约翰•哈丁认为磁悬浮列车比传统的列车更加安静,需要的维护更少,速度也更快,日本已经开始设计从东京到名古屋的每小时500公里快线。返回腾讯网首页>>

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