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維多利亞時代巨獸復興:核動力與磁懸浮列車
發布日期:2015-07-31
[導讀]相比較于汽車和飛機,火車技術似乎并沒有出現較大的改進,軌道交通的安全性和快速性依然沒有完全體現出來,磁懸浮是目前極具潛力的軌道交通技術。

維多利亞時代巨獸復興:核動力與磁懸浮列車

我們的航天技術已經可以讓兩艘飛船在太空中精確對接,但是我們似乎還停留于維多利亞時代,如何重振鐵路交通是目前需要考慮的問題,相比較于汽車交通,高速列車依然是短途旅行最佳選擇(騰訊科技配圖)

騰訊科學(Everett/編譯)據國外媒體報道,軌道交通技術的提升似乎并不太顯著,與汽車和飛機相比,新的列車技術仍然有很多需要提高的地方。在各種運輸方式上,火車技術的進展顯得較為緩慢,汽車技術的不斷變化卻讓人耳目一新。

在過去十年中,衛星導航技術已經非常普及,比如俄羅斯的格洛納斯導航系統重新進行了補網發射,傳感器、混動動力列車以及其他交通技術的創新如同雨后春筍般涌出。每次汽車技術的發展都可以讓你切身體驗到,購買一輛新車時就會發現增加了許多功能。

航空技術亦是如此,飛行過程中我們可以體驗到更多的娛樂和通訊服務,寬大的頭等艙把座位改造成了床的模樣,巨大的空客A380擁有雙層結構,在飛行過程中可以享受到各種娛樂活動,發動機技術的進步使得飛行變得非常安靜和高效。與此同時,軌道交通似乎少了很多變化,但有評論指出比較這種變化顯得不太公平,因為人們可以購買屬于自己的汽車,因此汽車制造商千方百計地提高自己的產品功能,更加注重汽車技術的創新,汽車制造商之間如此激烈的競爭使得汽車技術不斷突飛猛進。

沒有多少人可以購買屬于自己的火車,飛機和汽車型號的改進明顯遠超火車,專門從事運輸的設計咨詢公司專家保羅?普利斯特曼認為火車擁有較長的使用壽命,技術改進也需要較長的時間,目前一個鐵路規劃可延伸至2050年,而購買一輛汽車以及汽車的使用壽命則相對短暫很多。火車技術并不缺乏新的思維注入,軌道交通的工程師們正在穩步提高軌道技術,從牽引、制動以及流線型設計,使得磁懸浮列車可以“懸空”進行快速行駛,達到驚人的每小時500公里的速度,能源使用效率和安全性都有很大的提升,出軌的概率大幅度下降。

有調查顯示,高速列車將并入當地的電網進行電能傳輸,2011年歐洲委員會制定了一個高速鐵路的運輸方案,連接到歐洲的城市交通網中,試圖在20年內減少以化石燃料為動力的汽車數量。高油價和道路擁堵甚至促進了軌道交通的復興,加快新技術的普及。列車技術的進步可以從車輪與軌道之間的附著度看出,如果軌道出現不均勻的磨損、濕度分布不均、腐爛的樹葉附著于軌道上,都會導致火車車輪暫時失去飽和附著力,這時候車輪就會轉動得飛快,使得能源浪費并降低驅動力。

近年來,全電技術控制技術已經在火車上應用,減少了車輪打滑的概率,提高軌道的附著度。如果車輪打滑需要額外的驅動介質時,計算機可自動控制噴霧器吹出沙子顆粒,在條件苛刻的環境下,24小時之內甚至能消耗3噸的沙粒。采用最新“防滑控制”的列車已經投入了運營,更多的新型列車正在制造之中,這可以解釋美國、加拿大和墨西哥吞吐量為何能在20年之內提升90%。

此外,列車的制動技術也得到升級,傳統的制動技術需要更長的時間才能停下,根據歐盟的數據統計,2011年發生了2300多起的軌道交通事故,導致1239人死亡。如何對列車進行快速制動被認為是列車技術進步的一大障礙,幾乎所有的列車電源制動器都使用了壓縮空氣,制動傳遞到最后一節車廂需要花費兩分多鐘的時間。對此,工程師研發了“電控氣動剎車”技術,已經在六年前應用于一列貨運火車上。

火車的普及需要大范圍鋪設軌道,至少在目前很難與汽車相抗衡。制動能力的不足并非導致列車出軌的唯一原因,如果制動力太大,也會導致火車車廂出軌。一列8000噸的火車在直線軌道上可以被牽引,但是在彎曲軌道或者傾斜軌道上,牽引質量將降低至3000噸。全自動貨物配送技術可增加運用列車的安全性,根據加拿大運輸安全委員會統計,在過去的五年中,由于意外重量分布不均勻導致的事故大幅下降。

法國的TGV快速旅客列車可以在里昂附近的丘陵地形上快速行駛,制動和加速受到計算機的精密控制,可降低動力損失。全電火車技術使得軌道交通變得更有效率,其中一部分得益于新型材料的使用,龐巴迪公司已經設計出INNOVIA Monorail 300單軌系統,其借助了航天工程的一些減重技術。重量的減少也意味著降低了單軌交通的成本。歐盟境內的電氣化軌道正在建設之中,超過6800多公里,可滿足200公里每小時速度以上的列車行駛,法國、德國和西班牙正在建設2127公里的高速軌道。

一位意大利工程顧問認為300公里每小時的快速旅客列車,百公里成本僅為200美元,電氣化鐵路與先進的計算機控制結合,可大幅度降低不必要的能量損失。俄羅斯鐵路公司甚至提出設計核動力列車的方案,但這樣的列車如果出軌將是一個大麻煩。美國聯邦鐵路管理局原磁懸浮首席科學家約翰?哈丁認為磁懸浮列車比傳統的列車更加安靜,需要的維護更少,速度也更快,日本已經開始設計從東京到名古屋的每小時500公里快線。返回騰訊網首頁>>

(  責任編輯:九三學社)
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