“中國速度”的魅力_中國速度
發(fā)布時間:2020-03-12 來源: 散文精選 點擊:
記得30年前,剛開始改革開放時,我們常說“日本速度”,這里的速度是指日本的經(jīng)濟發(fā)展速度和高速鐵路的列車運行速度。上世紀90年代我們又說“深圳速度”,是指深圳的城市和經(jīng)濟發(fā)展速度,后來全國城市發(fā)展都追求“深圳速度”,F(xiàn)在我們開始說“中國速度”,指中國城市和經(jīng)濟發(fā)展速度、科技發(fā)展速度和中國的高速鐵路列車運行速度。這里讓我們一起回顧一下“中國速度”之一――高速鐵路的發(fā)展。
“動車組”的由來
鐵路運輸主要有三大運營參數(shù),即運量O、軸重P和速度V。對于鐵路列車行車速度,當今世界E分檔一般定為:時速100~120公里稱為常速;時速120~160公里稱為中速;時速160~200公里稱為準高速或快速;時速200~400公里稱為高速;時速400公里以上稱為特高速。
鐵路列車是因機車的主動輪向前轉動對鋼軌產(chǎn)生向后的摩擦力,同時由于作用力與反作用力原理,鋼軌對車輪產(chǎn)生向前的摩擦力而向前行駛的。一列火車只有火車頭的車輪是主動輪,其下邊的鋼軌表面提供向前的摩擦力使整個列車向前運行,稱為牽引力。所有車廂下的車輪都是被動輪,下邊鋼軌表面產(chǎn)生向后的摩擦力。即僅幾個主動輪的向前摩擦力克服眾多的被動輪向后摩擦阻力后,列車才能向前運行。為了提高列車速度,需要增加動輪,目前世界高速列車動力(動輪布置)方式分為集中動力方式和分散動力方式:比如列車的前后各有一個機車頭,中間車廂下均沒有動輪,稱為集中動力;中國的高鐵為分散動力方式,一般編組為8節(jié)車輛,4節(jié)動車(主動輪),4節(jié)非動車(被動輪),相當于1、3、5、7節(jié)是“車頭”,2、4、6、8節(jié)為車廂,每兩節(jié)車一個動車,故稱為動車組,從外形看沒有區(qū)別,但下邊走行結構不同,細心的旅客在車輛內(nèi)部可以看出微小區(qū)別:相鄰兩節(jié)車廂內(nèi)部略有不同。
高鐵最經(jīng)濟速度
一般普通鐵路的速度是每小時80公里左右,這時的主要阻力是被動輪和鋼軌之間的摩擦阻力,克服這一阻力將速度提高到時速160公里不算難事,在這樣的行車速度下空氣阻力還不大;當速度從每小時160公里提高到200公里時,因為速度已經(jīng)很高,動輪需要更高速的旋轉才能產(chǎn)生粘著牽引力,加之輪軌之間容易打滑,這時提高一點速度都需要消耗很大的能量:當速度從每小時200公里提高到350公里時,這時除了克服被動輪的摩擦阻力外,還要克服不可忽視的空氣阻力,要提高速度會消耗太多的能量,盡管將車頭做成流線型以減少空氣阻力,然而實際上速度超過每小時300公里是不經(jīng)濟的,專家認為輪軌接觸式的高速鐵路最高經(jīng)濟速度是每小時270公里。為了進一步提高速度,必須取消輪軌摩擦力,即采用懸浮鐵路,磁懸浮鐵路與傳統(tǒng)鐵路有著截然不同的區(qū)別和特點,在傳統(tǒng)鐵路上運行的列車,是靠機車作為牽引動力,以鋼軌和輪緣作為運行導向設備,由鐵路線路承受壓力,借助車輪沿鋼軌滾動前進的,而在磁懸浮鐵路上運行的列車,是利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的吸引力或排斥力將車輛托起,使整個列車懸浮在線路上,利用電磁力進行導向,并利用直線電機將電能直接轉換成推進力推動列車前進的,與傳統(tǒng)鐵路相比,磁懸浮鐵路由于消除了輪軌之間的接觸,因而無摩擦阻力,線路垂直負荷小,適于高速運行,時速可達500公里。懸浮鐵路取消了摩擦阻力,由于還有空氣阻力,只能達到時速數(shù)百公里,空氣阻力和速度的三次方成正比關系,要再提高速度就得取消空氣阻力,所以有人設想,在管道內(nèi)利用真空原理,設計一種真空磁墊列車,最高時速將達2萬多公里!如果真是這樣的話,從青島到濟南乘坐真空管道磁墊列車,只需要1分鐘,從最東部上海到最西部國界需要1刻鐘,繞地球轉一圈需要2個小時。
中國上海陸家嘴到浦東機場有磁懸浮鐵路,并且是世界上惟一的投入運營的磁懸浮鐵路。磁懸浮鐵路列車并不是一起步就浮起,而是在達到一定速度時才浮起,所以也有車輪,在啟動和制動階段車輪接觸軌道運行,在運行階段浮起運行。日本、法國、德國等研制的磁懸浮鐵路,以直線電機作為動力推動列車前進,其試驗速度達517公里。這種列車基本上無噪音、無污染,能源消耗低。
中國高鐵將超越法國
近年,中國高速鐵路技術的發(fā)展經(jīng)歷了準高速、提速、客運專線、高速鐵路等發(fā)展階段。一開始首先進行準高速鐵路的研究,以奠定高速鐵路的基礎。1994年中國自行設計、施工建設的第一條時速達160公里的新型鐵路一準高速鐵路,試驗最高時速達到174公里。1995年到2000年在既有線上進行了大量的普遍的提速,達到每小時200公里左右。之后開始了客運專線的研究,2002年秦沈客運專線,綜合試驗中創(chuàng)造了321.5公里/小時的試驗速度。在此基礎上向高速鐵路進軍,2009年在京津城際鐵路上創(chuàng)造了時速370公里的紀錄。2009年12月開通運營的武廣高鐵,是世界上一次性建設里程最長的高速鐵路,全長1068.6公里,試運行時曾創(chuàng)下294.2公里的時速紀錄。2010年9月,滬杭高鐵試運行最高時速達到416.6公里。12月3日,中國新一代高速列車在京滬高鐵跑出486.1公里的最高運營時速。速度一次次刷新,這是中國高速鐵路飛速發(fā)展的又一重要見證,也是中國高速鐵路技術創(chuàng)新不斷取得新成績、成功實現(xiàn)引領世界高速鐵路發(fā)展潮流的重要標志之一。
1964年10月1日,世界上第一條高速鐵路――日本的東海道新干線投入運營,時速達到210公里。之后,法國在1981年建成了它的第一條高速鐵路TGV東南線,列車時速達到270公里。后來又建成了TGV大西洋線,時速達到300公里,F(xiàn)在法國高速鐵路技術超過了日本。談到交通就會談到“網(wǎng)”字,中國高鐵將在全國省會城市、重要地區(qū)級城市修建高鐵,形成高速鐵路網(wǎng)。從規(guī)模和運營速度以及發(fā)展趨勢來看,中國高鐵將超過法國,居世界領先地位,中國即將是世界高速鐵路速度最快、規(guī)模最大、延長公里最長、乘客最多、效益最好的國家,且中國高鐵技術將走向國外,走向世界。
世界各國高速鐵路都有特殊的專用名稱;日本原來普通鐵路規(guī)矩是1000mm,高鐵是1435mm,所以叫新干線;法國高鐵叫TGV;德國叫ICE;英國叫APT模式;中國高鐵叫和諧號。
高速鐵路是多種專業(yè)先進技術的集成,是綜合性高新技術,包括機車車輛、通訊信號、橋梁、路基、隧道、計算機、自動化等專業(yè),高鐵的高速發(fā)展將帶動科技巨大進步,帶動各個產(chǎn)業(yè)飛快發(fā)展,拉動經(jīng)濟上更高臺階。如主要關鍵部件在青島生產(chǎn)的南車青島四方股份,在準高速、提速、客專和動車組機車車輛的研究和生產(chǎn)中,起到了極大的作用,南車青島四方股份生產(chǎn)的高速列車遍及全國各地,并向國外進軍。再如通訊信號和自動化技術,在高速鐵路中也發(fā)揮了很大的作用,高速列車實現(xiàn)了全自動化無人駕駛技術。
行程85-1058公里高鐵最劃算
從旅客送達時間的比較,高鐵有其適用距離。中長途旅客選乘交通運輸工具首要考慮的是消耗的旅行總時間,即旅客從甲地到乙地的“門到門”的時間。由居民點到火車站或長途汽車站平均需0.5小時,到機場需1小時;檢票、托運或提取行李、以及等候所需的時間,鐵路為0.5小時,長途汽車為0.25小時,飛機為1.5小時;乘坐小轎車出發(fā)或到達的市內(nèi)走行時間為0.4小時;每小時的平均運行速度,高速公路為100公里,高速鐵路為240公里,飛機為750公里。在旅行時間方面,其他交通運輸工具與鐵路相比,通過副央旅行距離的計算可知i如果乘坐高速列車,行程在85公里以上時比乘長途汽車快,在205公里以上時比乘小轎車快,在1058公里以內(nèi)時比乘飛機快,也即行程在85~1058公里范圍內(nèi),乘坐高速列車比乘坐其他交通工具節(jié)省時間。另外高鐵的安全性、舒適度和時間準確性都比較好。
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