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未来列车
来源:学生百科图书 类别:阅读 发布时间:05-19

  生活在史蒂芬逊时代的人們, 恐怕不可能想象到今天的安全、舒适、安静的高速列车.同样, 生活在今天的人們, 要想很准确地說出未來的列车是什么样子, 也不太可能.但我們可以设想: 按已有的科学原理, 我們可以通过努力造出什么样的列车來.

  总的看來, 列车的发展无非是改进牵引和改善列车的运行条件.前者包括能源形式和牵引功率的提高.比如: 从蒸汽机车到正在发展的磁悬浮列车, 能源从煤变成了电, 动力装置从简单的蒸汽机变成了线性电动机.轨道从本身的制造到铺设技术都有了很大的提高.其目的是提高运行的速度和安全性.那么未來的列车在這些方面会有什么提高呢?

  自奥托·哈恩发现核裂变以來, 核能的利用已广为人知.是否能將原子能用於列车的牵引呢? 科学家們正做這种设想.目前, 轻元素的聚变还无法人工控制, 核能的利用通常是指利用重元素的裂变释放出來的能量.常用的重元素如铀235 等.一克铀235 裂变释放的能量相当於两吨半优质煤完全燃烧所产生的能量.利用原子能机车來拉3000 吨重的负载, 只需50 克铀235 即可从北京到上海再到广州.如果用内燃机牵引, 则要带上30 吨的油作为燃料, 若用蒸汽机车就要带上100 多吨煤.差别不能說不大.

  原子能机车的动力部分除了原子反应堆外, 还要有蒸汽锅炉、汽轮机、发电机、配电设备和电动机, 总的结构非常复杂, 简直就是带着一个小的核电厂在运行.它的原理是將核裂变的热能经蒸汽锅炉、汽轮机、发电机变成电能供电动机來牵引机车.這种车的结构虽然复杂, 但我們可以设想: 其控制全由计算机自动完成, 包括发出减速和停车的指令等.這种车预计时速可达到300 千米以上.

  除了改进能源, 富於想象力的美国人还设想了一种未來的列车.美国科学家设想在纽约与洛杉矶之间横贯美国大陆修一条地下铁路(這恐怕不是一件轻易而举的事), 用闸门將轨道分成若干段, 每段叫闸室.每个闸室的大气压力略有差异.设想的运行情况是這样的: 当列车进入第一闸室时, 這里的气压只有大气压力的1/4, 其后每个闸室递减1/4, 整个线路的气压相当於距地球50 千米处的气压.由於气压低, 几乎没有空气阻力, 所以可以高速行驶.但是, 由於气压低, 列车得密封.這种列车可以在很短的时间内將速度提高到惊人的程度.但是加速度不能过大, 這是很显然的.应把加速度控制在0.6g 以下.为了减轻加速度给乘客造成的不适, 科学家們还设计了一种特殊的座椅, 它可随着加速度的变化改变倾斜度.

  美国人还设想了一种风动列车.它不需要发动机.其行驶原理是這样的, 在两座城市的地下建一密封管道, 管道一端气压远高於另一端.靠气压差产生强大的推力.但是, 必须还要考虑如何使车停下來.当然, 這种没有发动机的车并不是不消耗能量, 因为形成气压差是要消耗能量的.很显然, 這种设想不如前面的一种, 但比较一下, 最现实的还是磁悬浮列车.估计在不久的將來即可进入实用.

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