动车是咋“跑”起来的？

库可 贾飞

火车和高铁有啥区别？

火车，泛指在铁路轨道上行驶的列车，我国火车分为普速列车和动车组列车两种。根据运行速度的不同，列车以不同字母开头进行区分，普速列车包括Z、T、K等，动车组列车包括G、D、C字头。

如同不断升级的地面公路，高速的列车需要配备“高速的铁路”——这就是“高铁”的诞生。“高铁”，即高速铁路运输系统，包括路轨、供电网、高速列车、通信、班车调度等。高速铁路的各项设计指标随着速度等级的提升而提升。以线间距和曲线半径这两个基礎指标为例，速度等级越高，线间距、曲线半径越大。线间距指双线铁路两条铁轨中心的间距，曲线半径指弯道处轨道圆弧的半径。

技术指标的提高，会不同程度地增加工程的施工难度、建设成本。经过20多年的高速发展，我国的高速铁路运营里程已经超过4万公里，居世界第一。

动车跑得快？动车提速的秘密

动车如何跑得快？主要得益于三个方面的技术运用——空气动力学、牵引、供电系统。

首先，列车高速运行时需要克服空气阻力。并且，列车高速运行时强烈的地面效应及列车交会、通过隧道时会产生压力波，这些都需要列车具有良好的空气动力学外形。

其次，为了克服高速行驶带来的巨大的空气阻力，传统的火车是由火车头拉着跑，只有火车头有动力。动车组列车则是由2个及以上自带动力的车厢和其他几个不带动力的车厢组成，相当于一辆列车不止一个“火车头”带着跑。

最后，我国的高速动车组列车使用的清洁能源，均为电力驱动。动车组通过受电弓从接触网（也就是铁路线上面架的电缆）取电，在高速运行时保证受电弓和接触网的良好接触，稳定获取电流，是维持稳定高速运行的关键技术之一。

如何跑得稳？注意高速转弯！

火车的车轮表面是近似锥形的轮廓，为了方便列车通过弯道，转向架也有一定的回转自由度，但在高速运行的时候，列车也会像蛇爬行时一样左右摇摆，称为“蛇行运动”。如果任由列车在铁轨上“摇摆”，速度提升到一定程度就有颠覆的风险。

所以，要让动车组列车跑得稳，就需要对转向架、轮对，以及各类悬挂、减振装置，车轮与钢轨的运动关系进行专门的仿真、试验设计，抑制“蛇行运动”。不仅如此，想要让它跑得快和稳，还需要诸如列车网络、噪声控制、轻量化设计、气密性设计等方面的配合，缺一不可。

当前，我国正在开展400km/h速度级别的动车组研究，未来还将出现高速磁悬浮列车以及真空轨道磁悬浮列车等，届时地面轨道交通将接近或达到航空级别的速度。