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奇妙的悬浮式铁路（第1页）

奇妙的悬浮式铁路

近年来，随着世界科学技术的发展，高速铁路相继在一些工业发达国家投入使用，引起了世人的瞩目，各国竞相提高列车运行速度，最高速度已达到每小时270千米，而且还有继续提高的趋势。

那么人们可能要问：铁路运行速度的提高有没有极限?最高速度能达到多少？能不能赶上飞机的速度呢?

要回答这个问题，首先要从铁路运输的原理谈起。

从1825年英国人修建世界第一条铁路以来，时间已过去了170年。铁路运输遍及全球，科学技术不断发展，但铁路运输的基本原理并没有改变，即有牵引动力的机车（火车头）拉动列车在钢轨上运行，机车的动力有多种：如蒸汽机、柴油机、燃气轮机、电动机等，通过拉动装置驱动动轮旋转，借助动轮与钢轨之间的黏着力而产生机车牵引力，当牵引力大于列车阻力，就可以拉着列车在钢轨上运行，可以拉动比机车自身重量大10～20倍的列车。

科学家们进行过研究，这种借助于机轮与钢轨之间黏着力运行的速度是有限度的。这种铁路随着运行速度的升高，轮轨间的黏着力会逐渐减小，车辆的阻力却会增大，当机车运行速度达到每小时350—400千米时，阻力会大于黏着力，列车就无法运行了。因此，常规的高速铁路运行速度只能以此为限。

然而，有没有别的办法提高铁路的运行速度呢?绝顶聪明的人类现已发明了一种悬浮式铁路，可以大大提高铁路的运行速度。

悬浮式铁路的最奇妙之处，也就是与常规铁路最大的不同在哪里呢?

常规铁路要使机车的轮子与钢轨接触而产生黏着力，而悬浮式铁路的轮子与钢轨却不接触，中间保持着一定间隙，好像机车悬浮在钢轨一样，这个思路多巧妙啊!

现代的悬浮式铁路，按照悬浮方式来分，有气垫式和磁力式两种。

气垫式悬浮铁路就是使列车车底面与钢轨之间充气形成气垫，列车悬浮在钢轨之上运行，这就会大大减少运行阻力。据法国人在1969年试验，气垫式列车运行速度达到每小时422千米，这把现有的高速铁路的速度提高了一倍。

磁力式悬浮铁路是利用电磁铁吸引铁板的原理，使列车车体与钢轨间形成一定的间隙，使列车悬浮于钢轨之上运行。目前德国研制的这种列车，速度每小时可达500千米，英国使用磁力式悬浮列车，已在伯明翰市投入试验营运。

还有一种原理类似但更先进的超导磁力式悬浮列车或高温超导磁力悬浮式列车，它使用高温超导材料，列车的运行速度每小时可达500．i700千米，届时从日本的东京到大阪只需1个小时，差不多赶上了波音747飞机的速度，新干线高速铁路将会黯然失色。

超导磁力悬浮式列车除了高速度之外，还具有无噪音、无振动节省能源等特点，是21世纪颇为理想的运输工具。这种最新式高速列车的技术，日本居领先地位。有报道说，日本人已在1994年11月开始在山梨县研制这种新车辆。它的外形像是一条“眼镜蛇”，可以减少高速运行时的空气阻力，．车身采用的是铝合金材料，因此十分轻巧，制造技术中采用了很多航空技术，但是造价可不低，每一辆车的造价要15亿日元哩!

日本的超导磁力悬浮式列车可望于本世纪前制造完成使用，而真正投入商业运营的将是21世纪的事了，那时，这种高速火车真可以与民航飞机相媲美了。

千姿百态的城市地铁

在19世纪50年代末至60年代初，英国有一位能言善辩的律师，叫查尔斯．皮尔逊。他看到伦敦的地面交通十分拥挤，并想到今后这种情况会越来越严重，而新兴的铁路运输在人和货物的运载量和速度方面，已显示出巨大优势，就建议市政府兴建地下铁道。在1863年。伦敦建成了世界上第一条地下铁道，长6千米。这是名副其实地将地面的铁道搬到了地下。在地下的巨型管道中，蒸汽机车拉着列车轰鸣运行，冒出的黑烟长时间地在车站、隧道中聚集，让人看不清周围的东西，呛得人们咳嗽不停。到1890年，英国建成了用电力机车牵引的地下铁道。

由于地下铁道具有运量大、不阻塞、低噪音、无污染、安全舒适、节约能源等优点，因此发展很快。目前，地下铁道运行里程最长的是美国，而兴建地下铁道城市最多的国家是前苏联，其次是美国，日本居第三。修建地下铁道的方法愚可分明挖法和暗挖法两种’明撺单就是在地面先挖一长坑，在坑里铺设一条巨大的管道，再在管道内铺上铁道，安装信号系统，建好站台，等等，再用土把这管道埋好。这种方法一般用于建设离地面较浅的地下铁道（15米以内）。这种施工工序简单，可充分发挥大型土建机械设备的效能。天津地下铁道和北京地下铁道的一线、环线都是这样建成的。

而暗挖法是像蚯蚓钻洞那样，所有的工作都在地下完成，仅把挖出的土运到地而就是了。现在北京、广州正在建设的地下铁道就是采用的这种方法，它特别适用于城市中心地带或距地面较深处修建地下铁道。

现在，地下铁道使用的机车都是电力机车，但与常规的电力机车不大一样。为了降低隧道的高度，电源线路不在车厢上方。而在侧面，所以机车的导线架也不设在车顶，而设在车门以下。此外，每节车厢都有电动机，许多车厢都有驾驶室，这样，列车起动、制动都快而灵活，易于编组，可以从两个方向运行。地下铁道的列车一般由3—6节车厢组成，每节长13—15米，可搭乘11—200人，有的车厢更大，可容纳900人左右。

1997年，前苏联在地震多发区的塔什干（现为独立的塔什干共和国首都）建成了一条长15．4千米的地下铁道。这是第一条建在地震区的地下铁道。他们采用了多种特殊技术和设施来应付地震。比如，每隔15米安装一台地震传感器，只要有任何轻微震动，传感器就能自动发出警报，使人们戒备。这样，一旦发生即使是里氏七级的地震，地铁会立即停止运行，整个地下铁道仍能安全，保持完好。地震区的地下铁道对发展当地的经济和交通事业起着重大作用，但由于这种地下铁道每千米的造价和自动化程度都高于一般标准，所以投资、运行费也高，要求更复杂、严格的管理系统。

欧洲的人力资源不那么丰富，为节省人力，提高客运量，法国于1982年建成世界上第一条无人驾驶的地下铁道。列车时速为60—80千米。在人流高峰时，1分钟开出一趟，平常是每5分钟一趟，每天客运量约5万人次。无人驾驶的地下铁道自动化程度高，驾驶、售票、检票全部采用自动装置。全线只有5名工作人员在控制室内通过2000台电视屏幕进行监控。控制室的电脑与各站台、车厢内200个微型信息处理机相连。万一发生故障，遥控系统可令列车减速或停车。一般故障由控制中心排除，特殊故障才到现场处理。此外，每个车站都装有双重安全系统，站台门只有车门打开时才开启，以保证安全。如果车厢内有人犯罪，乘客可随时用车内电话与控制中心联系，遥控系统可令车门锁上，把车一直开到有40名警察的特种警卫车站，然后处理事件。这条线路从未发生过事故，以安全可靠著称。

地下铁道的优点虽然很多，但造价昂贵是它的致命弱点。为降低造价，很多国家把郊区的地下铁道线路建在地面上，把市区部分地下铁道线路建在高架桥上，因此“地下铁道”成了市内地下、地面、高架铁道的总称。现在只有马德里、汉城、北京等十几座城市的地下铁道全部建在地下（但北京至通县的地铁将建在地面），而像芗加哥、伦敦、旧金山等城市．地下铁道的地下部分还不及全长的一半。