导语:自从人类发明铁路和火车以来,关于一日千里的想象,就不断地萦绕在我们的心中。现在,它真的要实现了,高铁的出现,改变了人们对速度的所有想象。朝发夕至,本来只是古人对于速度的美好愿望,现在,它的真的实现了,朝发夕至从此不再是幻想,它真真切切地出现在我们的身边了。庞大的高铁,究竟是如何获得如此快的速度的?在高铁飞速行驶的背后,有着哪些令人赞叹的技术在支持着呢?

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01

高铁的结构

1、车体

高铁的车体与普速列车完全不同,它的车体呈流线型,可以有效地减小阻力。这整个车体分为车头和中间车体,车头和车体之间通过连接装置相互连接在一起。它的连接装置和普通列车不一样,高铁的连接器非常稳,不会像普速列车的连接器一样,车子行驶起来左摇右晃,因此,高铁非常舒适。高铁有两个车头,转向时不用像普速列车那样麻烦。

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2、转向架

高铁的转向架非常灵活,它是由多个轮组构成的。转向架增加了高铁的载重量,可以非常好的保证高铁的平稳性。这种多轮组的结构,使得高铁在高度运行的过程中更加平稳,同时也更加安全。转向架还是整个车体的支撑,高铁的所有部分都以转向架为支撑。转向架还负责将列车固定在铁轨上,防止列车脱轨,保障列车的行驶安全。

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3、制动系统

高速行驶,也就意味着要有很好的制动系统,如果制动系统不过关,整个车体的安全是无法保证的。为了获得更好的制动效果,高铁采用了全新的双重制动方式。它在传统的车轮踏面制动系统上,又添加了电力制动。这样可以保证列车能够做到正常的减速,也可以确保安全。为了保证制动有效,除了在主轴上增加了制动系统之外,各个从轴上也添加了制动系统。

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02

高铁飞速行驶的秘诀

1、强劲的动力

高铁列车采用了全新的电力机车,这种电力机车比传统的普速电力机车动力更加强劲,寿命更长。它采用三相异步电动机,这种异步电动机效率高而且很环保。每一列高铁动车组有两个车头,每个车头的地板下面都放置着八台这种超级电机。每台电机的功率都在三千千瓦以上,需要三千伏的电压才能够驱动。虽然耗电量大,但是,却获得了巨大的动力。

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2、新型的无砟轨道

传统的列车采用的都是有渣轨道,铁轨上铺了厚厚的石子。这些石子的作用是为了减轻列车对铁轨的伤害,防止铁轨被列车破坏,从而产生安全问题,这也导致了普速列车难以提速。然而,放在高铁列车的运行中,本来保护铁路的石子,反而会带来安全隐患。首先,列车在高速行驶的时候,会导致石子飞溅,影响列车安全,其次,石子的存在使得铁路的维护和保养更加困难,而且无法让列车提速。因此,高铁全部采用最新型的无砟轨道,保护列车的安全运行。

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3、超大功率的IGBT芯片

IGBT是电流控制芯片,它是整个高铁列车的大脑。IGBT的运算速度非常快,它可以在一秒钟内完成上万次的电流通断。整个列车的运行,全部都由这个超级芯片进行控制,它是高铁列车能够高速平稳运行的重要保障。大功率的IGBT芯片属于尖端科技,长期以来,IGBT的生产和制造都被少数国家所垄断。我们要想获得更速度更高的列车,IGBT的自主研发是非常关键的,它是高铁列车的命脉所在。

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03

高铁的普及面临着哪些困难

1、地形给施工带来了巨大的困难

我国的地形非常复杂,在北方和南方的某些平原地区,修建高铁线路不成问题。然而,在西南山区或者是横断山脉这些地形复杂的地方,修建高铁线路将是一件非常困难的事情。它需要投入大量的人力、物力、财力,进行长时间的艰苦施工。而且,这些地方的生态环境非常脆弱,一旦破土动工,势必会给生态环境带来不可逆转的伤害。青藏高原还要面临着高寒缺氧的挑战,以及如何在冻土层中施工的困难。

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2、受电弓在高度行驶中如何正常工作

高铁列车需要两万五千伏的超高电压才能够带动,这一切都依赖于车顶的受电弓。受电弓是列车的动力来源,如何保证受电弓在和线路接触的过程中,不会因为高度运动产生的摩擦而受损呢?这一直是困扰着高铁运行的一个难题,早期,人们用石墨做润滑油,石墨导电,是减小摩擦的理想材料。然而,石墨的特性决定了它不能适应高速运行的情况,而且,石墨非常容易磨损。为了解决这个问题,高铁在运行过程中,尽量会减少受电弓的使用。未来,如果找不到合适的材料代替石墨,高铁将无法再次提速。

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3、知识产权限制

现在,高铁列车的各种关键部件的生产,大都掌握在少数国家手中。我们要生产高铁列车,就必须向他们缴纳高额的专利使用费。为了摆脱国外的垄断,我们就必须自己研发高铁的关键技术。这将会是一个浩大的工程,需要花费大量的精力和财力。即使是研发出来了,因为投入成本太高,高铁的车票费用也将会随之水涨船高。高额的车票费用,势必让很多人承受不起。所以,如果技术创新问题得不到解决,高铁将会处于一个非常尴尬的状态。

结语:风驰电掣,用来形容高铁再贴切不过了,高铁是一项名副其实的超级技术。高铁的出现,颠覆了我们对速度的理解。它像是一个陆地飞行器,载着我们走向全新的时代。虽然现在的高铁技术仍然面临着诸多的问题,但是。这并不妨碍我们对高铁的喜爱与期待。高铁未来的发展,离不开技术创新,我们只有研发出属于自己的关键技术。才能不受制于人,才能进行获得更加长足的发展。