明天的火车能跑多快?
来源:晨网初中物理 作者:佚名 时间:2015-05-05 浏览:次 星级: 下载权限:点券[点击下载]
1825年9月27日,发明火车的斯蒂芬逊亲自驾驶自己研制的“旅游号”机车,牵引33辆车,载货90t和450位客人,在世界上第一条铁路——英国斯多克顿至达灵顿铁路上试车运行。沿途看热闹的是人山人海,盛况空前。 人们看见这“庞然大物”能行驶,将信将疑,甚至有人还赶着马车要和火车赛跑。 当时这列火车以每小时13km·h- 1速度,运行了32km,在万众欢呼声中,隆隆驶入终点站。 从此,火车运输开创了陆上运输的新纪元。
自世界上第一条铁路诞生到20世纪50年代,100多年的时间里,火车速度提高不快。 在世界上大多数国家的火车速度每小时达70km~80km ,少数发达国家,火车速度也仅在每小时100 km左右,与飞机速度相比,大有望尘莫及之叹。 由于火车速度低,影响运输能力,铁路运输也正面临着“日落西山”的困境。铁路当然不甘心被淘汰,世界各国许多科学家为提高列车速度作着不懈的努力:他们将原始的蒸汽机车改用内燃机车、电力机车,以及更强有力的燃气轮机车;将铁轨断面加大、加重,并将过去的短轨焊成没有接缝的无缝线路,行车十分平稳,制造安全舒适的新型机车;采用先进信号设备和用计算机来指挥行车等许多现代化技术,火车速度不断提高。
欧美、日本等国纷纷研究高速铁路(指火车时速超过200km·h-1以上的铁路)。1964年,日本率先建成了世界上第一条高速铁路——东海道新干线,火车时速达到210 km·h- 1,这标志着世界铁路进入了高速化时代,使一度被人们认为“夕阳产业”的铁路,出现了生机,展现了一派诱人前景。之后,火车速度一破再破历史纪录。1981年初,法国采用高速涡轮机车牵引,列车时速达到380km·h-1。 20世纪八九十年代,法国、德国、日本用电力机车牵引列车,时速达到400km·h-1。 我国铁路高速化虽然起步较晚,但近几年来,全国铁路经过3次大提速,大多数铁路干线火车时速都在120km·h-1以上。 1994年,广深(广州——深圳)准高速铁路建成,时速160km·h-1,这标志着我国铁路向高速化迈进了一大步。之后,京广(北京——广州) 线, 京沪(北京——上海)线,京哈(北京——哈尔滨) 线等铁路,火车速度达每小时140~160km。 前不久在京广线上一个区间,列车提速试验,时速为240km,这是目前我国铁路史上最高行车速度。 从此,中国的火车开始风驰电掣地飞起来了。
为了进一步提高火车速度,科学家认为必须改变火车传统运行方式,因为现行火车是依靠车轮在钢轨之上滚动,产生黏着力使列车前进,由于受到摩擦阻力影响,速度受到限制。于是,许多科学家提出采用磁悬浮技术,使列车腾空悬浮在轨道上10mm。 然后用电力或喷气发动机推动着列车滑行前进,可达很高速度。 日本曾在宫崎县进行磁悬浮列车运行试验,创造时速570km 的世界上火车速度最高记录。 这种磁悬浮铁路除了速度快,还有噪音低,振动少,无磨耗,安全、舒适、节能等优点,引起了人们极大的兴趣,许多国家都在纷纷研制这种火车。我国在十几年前就开始研究磁悬浮理论,最近已建成首条磁悬浮铁路试验线, 并同时开始载人试验。
磁悬浮火车试验成功,把火车速度大大向前推进到接近航空运输的速度。 然而人们对此还不满足。 美国科学家大胆设想真空管道铁路,让磁悬浮列车在地下密闭管道里行驶。就是将管道内空气抽净,无空气阻力,列车可飞速前进。 据理论计算,火车时速可达22500km·h-1 ,但考虑到旅客生理上、心理上对列车加速、减速所能承受的限度,列车加速度必须控制在0.6m·s-2 以下,这时列车时速也可达13500km·h-1 。 目前,美国有人设想在相距4600多千米的纽约和洛杉矶之间修建这样的铁道,将来一旦建成,两地游客只要20多分钟就可到达。这个诱人的设想,引起了人们极大的兴趣,我们相信经过科学家的不懈努力,时速上万千米的火车将会由设想变为现实。
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