为什么火车比汽车慢?
这个问题的核心是,为什么火车没有高速路那么快 先放结论,火车的速度上限由线路提供,也就是铁路的承载能力决定。火车的平均速度目前只能达到400km/h(重载列车),而高速公路能够轻松达到600+km/h。所以火车即使跑到350甚至400公里也没办法做到和汽车一样快的。因为铁轨不是自己的。要提速必须先加建高速路,或者将铁轨重新铺设一遍。这两件事都不是轻松的事情,成本高昂。所以火车的速度在现有条件下只能这么慢。 而高速公路之所以能跑这么快,是因为公路本身是由我们自己掌控的。我们可以在任何一条高速公路上想怎么优化就怎么优化,前提是不破坏原有结构的基础上增厚路面、更换高规格钢缆等等。当然,如果仅仅是提高公路的承重能力的话,只要花几十亿把整个中国境内的高速公路全部翻新一下就可以达到了。但是这样依旧没法完全提升高速公路的通行能力。要想真正提升高速公路的通行能力,还需要从科技上下功夫——这就是我们下面要讲的内容。
接下来咱们说说为什么火车的速度受线路影响这么大,而汽车却几乎没有。这就要聊一聊火车的起源了。众所周知,蒸汽机车是火车的起源,而蒸汽机工作的原理就是用可燃物燃烧产生热传递,带动机器运转。当热量传到机车上时,部分热能就会转化为动能,从而使列车前进。然而,人们利用蒸汽机车的时候发现一个弊端,就是速度越快的蒸汽机车,温度越高,需要散热的面积越大,同时产生的余热越多。这就像汽车中的涡轮增压技术一样,虽然能提高效率,不过也会产生更多废热。如何高效地传热就是一个问题了。为了降低热传递带来的问题,人们想到了在蒸汽机车身后“扇扇子”的办法来给机车散热。后来经过不断地改进,才有了现在的动车和高铁。
可以说火车的速度早就受到了线路的极大限制。而我们今天之所以能把时速从120提升到350,正是因为我们掌握了核心技术,能从技术上解决高温问题以及再升温的问题。而汽车若想提升速度就只能从路上搞文章了。