高铁为什么长这样?力学,力学,还是力学!

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高铁为什么长这样?力学,力学,还是力学!

列车高速运行时受到的空气阻力

列车正常运行时,行驶阻力一般包括轮轨滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速时的惯性阻力,在低速运行时,轮轨阻力占主要部分,但随着列车运行速度提高,空气阻力将增加,当列车速度超过200公里/小时后,其将成为列车运行阻力的主要部分。

日常生活中,我们都有这种经历:在微风中逆风行走,我们几乎不会意识到风的阻力存在。然而,若是在5级以上的大风中逆风而行,风的阻力之大,就会让我们体会到什么叫寸步难行了。

列车运行时受到的空气阻力与速度的平方成正比,因此,中、低速“绿皮”列车运行就好比我们在微风中行走,设计人员基本上不用专门去考虑空气阻力的影响。

可是,对于时速200公里以上的高速列车,情形可就不一样了,空气阻力可以占列车行驶阻力的75%以上,设计者通常需要利用空气动力学原理,通过流线化车头、车身、车体附属部分来尽量减少空气阻力。

空气阻力由三部分组成:一是列车车头迎风受到的正面压力,列车尾部由于空气尾流引起空气稀薄而产生的向后的拉力,这样由于头部及尾部压力差形成的阻力称为压差阻力;二是由于空气粘性而引起的作用于车体表面的摩擦阻力;三是有车辆转向架、车顶设备、门窗、车厢间链接风挡等车辆表面凹凸结构引起的干扰阻力。

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