火车发展史。
1. 最初,200 年前英国发明的火车是将车厢前端拴一根绳子,另一端连接到铁轨沿途的蒸汽机上,靠拉动绳子使车厢移动,但每隔一公里设蒸汽机,一个故障就会致铁路运输瘫痪。
2. 1814 年,英国发明家乔治斯蒂芬森将蒸汽机直接放车厢前端,创造世界上第一个火车头火箭号,蒸汽锅炉内加装 25 根金属管,能传大量热气,与水接触产更多蒸汽提升车轮转速,还将活塞排出蒸汽用管道回收至火箭号,使火炉吸入更多空气助燃产更多蒸汽,列车速度达 46 公里/小时,成当时最快交通工具。
3. 后被内燃机取代,因火车头变大受更大空气阻力影响速度,对此车头改为流线型,车轮外沿加装曲形面板防气流搅动,车厢间连接处装橡皮板减空气湍流,速度提升至最快每小时 202 公里。
4. 电力机车发展使列车速度进一步提升,高速列车进隧道时,前方空气挤压成冲击波以音爆冲出隧道会震碎玻璃,工程师在隧道口装带槽口顶棚让空气从槽口排出降能量。
5. 列车达一定速度后车轮失平衡车厢左右摇晃可能脱轨,工程师先换稳定锥形车轮,车轴装阻尼器和减震弹簧吸不稳定横向运动。
6. 铁轨现障碍物列车自行刹车碰撞后车厢会互撞致脱轨,如 1933 年法国严重脱轨事故致两百余乘客丧生,工程师在车厢间装转向架使碰撞后仍留铁轨上保乘客安全。
7. 工业发展供电成火车难题,工程师车头装受电弓让电力从悬空电线传列车里,但受电弓与电线高速摩擦易损坏,用电线交替铺设使均匀受力减损耗,且暴露受电弓损坏易勾电线,加装压缩空气臂回收损坏受电弓。
8. 火车速度越快安全系统越重要,传统火车信号灯极端天气看不清,轨道金属条冰雪覆盖无法感应火车金属刷致信号无法传输易碰撞,工程师改进信号系统,铁轨隔段距离装发报机形成磁场,列车经过传感器通过磁场感应传信号至驾驶室,警报响起系统自动刹车。
9. 短短 200 多年,火车从最初蒸汽时代进入如今高速列车时代。