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第四课我心中的交通蓝图未来的交通工具美国一家著名杂志社近日特邀全球知名科学家和未来学家,让他们联袂畅想未来的交通工具将会是怎么样的?汽车上天、飞机入地、火车下海……这些听起来令人吃惊,好像是只可能发生在神话世界里的幻想,其实它们都是有科学依据的,不久都会变成现实,展示在人们的眼前。“海底”列车200

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正文

第四课

我心中的交通蓝图

未来的交通工具

美国一家著名杂志社近日特邀全球知名科学家和未来学家,让他们联袂畅想未来的交通工具将会是怎么样的?汽车上天、飞机入地、火车下海……这些听起来令人吃惊,好像是只可能发生在神话世界里的幻想,其实它们都是有科学依据的,不久都会变成现实,展示在人们的眼前。

“海底”列车

2001年,俄罗斯铁路专家向新闻媒体透露,再过20年,俄罗斯将投资500亿美元完成一项铁路“超级”工程,即修建白令海峡海底铁路设计。届时,这条分别连接俄罗斯涅兰和美国阿拉斯加诺姆的全长为60公里的贯穿太平洋的海底铁路,可以让旅客从纽约乘火车到北京、莫斯科甚至到英国伦敦,整个列车可以横跨美、亚、欧大陆。铁路专家指出,修建一条安全的海底铁路并非一件容易的事,尽管美俄两国陆地在白令海峡相隔仅为37公里,但是供海底铁路使用的隧道长度必须要增加一倍以上才行,与此同时,修建海底铁路还要解决诸如环境保护等一系列难题。

“飞翔”列车

科学家们预言,在21世纪,人们将会看到一种与传统铁路列车截然不同的新概念列车,这就是被科学家称之为第四代列车的“飞翔”列车。这种“飞翔”列车的确是一种会飞的铁路列车,它的外形酷似没有机翼的飞机,它利用“地面翼效应”的工作原理使列车腾空作贴近地面的超速飞行,它的飞行速度要比第三代的磁悬浮列车快得多,可以让旅客真正体验到“飞”的感觉。一位日本动力学家对未来“飞翔”列车的诞生持十分乐观的态度,他认为到2020年,这种“飞翔”列车就有可能正式投入商业运行,接纳第一批旅客在陆地上“飞行”。

“地下”飞机

20世纪末,日本流体学家提出一种能在地上隧道里飞行的飞机的大胆构想。经过几年来的科学论证和计算,这种时速可达600公里的“地下”飞机分为上下两层客舱,总共可容纳400人乘坐,机身长50米、高4米、宽2.4米。“地下”飞机的整体造型呈流线形,机翼设在机身的中部,外形为长方形,飞机末端则设有垂直的尾翼,在飞机的下部配置有两对轮子,供飞机着陆以及时速在300公里以下时使用,飞机的动力来自喷气气流,在隧道内飞行时仅距地面1米左右。“地下”飞机所需的机场、航站等设施也同时设置在地下,两个机场之间用直径为50米的地下隧道相互连接,隧道分成上下两层,分别供“地下”飞机来回飞行。专家们认为,这种“地下”飞机具有许多优点:一是,它完全不受气候的影响,旅客再也不会遭受诸如大雾、雷电、大风等坏天气致使旅程延

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误的苦难;二是,它绝对没有坠机的危险,旅客生命安全大有保障,令人惨不忍睹的空难事件再也不会发生;三是,地下机场随处可建,空港须建在郊区的惯例也将成为历史,旅客可免受长距离往返机场之劳累;四是,它可以彻底解决飞机起降噪声等严重污染环境问题,使人们的生活环境更文明、更优美。

“飞行”汽车

美国科学家为了解决日益严重的城市交通堵塞问题,正在研究一种能够上天“飞行”的空陆两栖的新型汽车。这种会“飞”的汽车实际上是将汽车和飞行器两者相互结合在一起,它的外形呈蝙蝠状,在地面行驶时可以将机翼和尾翼折叠起来。它与普通汽车最大的区别是除了配备有供飞行的机翼和尾翼之外,它还有8个发动机带动8个螺旋桨,其总动力高达1200马力,因而它可以不需要跑道作最初的冲刺便能直接飞上天空。“飞行”汽车与传统汽车一样可以乘坐4个人,其飞行速度最高可达每小时660公里,飞行高度为1500~3000米。专家们称,这种“飞行”汽车将采用诸如全球卫星定位系统(GPS)、电子计算机自控系统以及卫星控制技术等高端科技装备,因此,驾驶“飞行”汽车也就变得十分简单,驾驶员只要按照显示在挡风玻璃上的路线指示图飞行就可以安全正确地到达目的地,无须掌握像飞机飞行员那样的高难驾驶技术。

我心中未来的交通工具

我来到了2080年。站在公路上,可以看到各种各样的飞行器,有折叠飞行器、轨道飞行器、伸缩飞行器等等。车也不在公路上行驶了,它们也搬到天上,比如说:高空列车、车毯……

车毯是所有交通工具中最特别的一个,它的上面是用金属做成的,左右两边也是用金属做成的。车底是用一张薄薄的地毯做的,坐在上面不但不会掉下来,反而还很舒服,不管你怎么在上面跳,地毯也不会破。你还可以在上面躺着坐着,站着,都行。如果要想加速,只要按一下按钮,车毯就会带着你驶向前方。金属有一个透明的玻璃,可以观察到前面的事物,若是有人要打车毯,它就会发出一道光,让人动弹不得。要是想降落,只要你说一声降落,车毯就会停在在地上,如果你饿了,金属就会生产食物给你吃。车毯里还有电视和电脑,让你感觉好像在家里一样。车毯还有一个特殊功能,就是会吸收你鞋里的污垢,可它依然不会脏。

轨道飞行器是由一个长长的轨道发送电力给它,让它飞起来的,而不是行驶在轨道中的,如果那样不是和以前的火车一样了吗?

折叠飞行器和伸缩飞行和高空列车都很特别,给人们带来了许多方便之处,我希望到了2080年,我的想象能够变成现实。

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21世纪的新型交通工具

随着经济的不断发展,科技的不断进步,人们对于生活的质量及生活环境的要求也越来越高。而随着人民生活水平的提高,各种类型的机动车辆也急剧增加,导致了越来越严重的空气污染问题。燃料车辆的污染问题已日益引起世界各国环保部门的重视,各国政府也都根据各自的实际情况采取了一些措施,以防止问题继续恶化,如限制某些燃油车辆的发展、采用新技术净化车辆排放的废气等等。

然而,消极的限制与防范是不能彻底解决问题的,要使21世纪保持一个较为洁净的环境,研制和发展、普及低污染、无污染的新型交通工具势在必行。诚然,在进入21世纪之初,要短期内废弃传统的交通工具是不现实的,因此,采取一些新技术对传统车辆进行改造,以减少其污染物的排放量,仍然是有效而且必要的手段。然而,发展和普及新型交通工具,最后以之取代高污染的传统交通工具,这才能真正满足新时代的要求。

展望未来,我们认为,21世纪的新型交通工具与传统的交通工具相比,至少有以下几个特点:一是能耗小,低污染或无污染。由于太阳能利用技术和蓄电技术研究的突破,许多燃油交通工具改以电能和太阳能作为动力能源,消除了运行中产生的污染;仍然以燃油为动力的工具也因技术的改进而大大降低了污染物的排放量,这是环境保护的必然要求。二是营运速度大大加快,运输效率极大提高,“高速”是21世纪交通的基本特点。三是技术应用水平越来越高,交通工具日益向智能化和计算机化发展。

这里仅对目前已取得相当研究成果,有望在21世纪普及的新型交通工具,向读者作一个简单介绍。

“绿色产品”——电动摩托车

摩托车自其发明以来,发展很快。特别是随着人民生活水平的提高,这种比自行车快捷、比汽车轻便的轻型现代化交通工具,日益走进千家万户,尤为青年人所喜爱,成为一种时尚。然而,由于燃油摩托车本身不可避免的污染问题及其管理的困难性,一些国家的大城市已经逐步开始限制摩托车数量的发展。以电力代替燃油作为车辆行驶动力能源的电动摩托车,就是为解决上述矛盾而开发、研制的。

为了迎合人们的审美观和放置蓄电池的需要,大部分电动摩托车都采用类似于现行踏板摩托车的车体。这种车体不仅造型美观,而且可以减小空气阻力。由于目前电动摩托车大都采用铅酸蓄电池,不仅自重大(占整车重量的40%左右),而且体积大,因此,设计中必须考虑加强车架的强度,注意载荷的合理分配,以确保车辆运行平稳和安全可靠。同时,由于整车重量的增加而导致惯性增大,制动系统的可靠性与稳定性也必须加以考虑。

电机作为驱动车体前进的动力机械,是摩托车十分重要的组成部分,可分为直流电机和交流电机两种。由于直流电机便于调速和控制,并兼有控制系统简单、成本低廉等优

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点,因此,目前直流电机的应用较为广泛。然而,直流电机的缺点也是明显的:在功率相同的情况下,购置成本要比交流电机高,且质量、体积指标远不如交流电机,而且单位功率的耗能也高;另一方面,其制造和维修的工艺性与经济性不如交流电机,检测和保养也甚为不便。所以,许多电动汽车采用的是蓄电池——递变器——交流电机的方式。但对于体积小、重量轻的电动摩托车来说,不宜安装递变器,而应采用直流电机为宜。

控制系统的主要功能是调速,并控制各种信号。一般电动摩托车是利用晶闸管和功率晶体管来进行斩波调速的,以100~1000次/秒的脉冲对直流电动机的磁场进行控制。通过控制电枢端电压和电枢电流就可以控制转速井控制扭矩。另外,控制系统还起着控制灯光、信号、制动时切断电源等作用。

对电动摩托车是否需要传动系统,目前还存在争议。一种观点认为只要合理利用电动机的参数,就可以直接用电机驱动车轮,通过控制电机的转速来调整车辆的行驶速度;另一种观点认为,电机起动低速时扭矩大、高速时扭矩小,为了充分发挥电机的性能,应该配备传动系统。究竟哪一种方法更为科学,还有待于进一步探讨和研究。与燃油的传统型摩托车相比,电动摩托车具有很多优点:

其一是零排放、低噪声。电动摩托以电作为驱动能源,运行时不排出任何废气。而且,由于没有发动机工作时的噪声,其整体噪声也明显低于燃油摩托乍。这对于注重环境保洁与安静的未来社会来说,无疑是一种值得推广的交通工具。

其二是能源来源广。石油资源的日趋不足使燃油车辆日益感到能源危机,而电能却来源广泛,可通过原子能和水力发电等多种途径获得。而且就能源利用效率而言,电动车也高于燃油车。

其三是维护保养费用低。燃油摩托车出现故障是不可避免的,每辆车每年所需付出的维修费就相当可观,而电动摩托车除定期充电外,基本无维护和保养问题。

其四是安全性能好。只要确保蓄电池不漏电,就可以保证电动摩托车的安全,杜绝了汽油车烧车和爆炸的危险。

然而,尽管电动摩托车有着上述许多的优点,但它也存在不少至今还没有克服的缺点和技术上的困难,因此迟迟无法普及,发展缓慢。这些缺点和困难主要有:

第一,续驶能力不足。目前电动摩托车的续驶距离一般仅为60~80公里,远远赶不上同档次的燃油摩托车。其关键原因在于目前的电动摩托车采用的大多是铅酸蓄电池,这种蓄电池尽管工作性能可靠、价格低廉,但质量能(量)(即每千克的电池能够提供的能量,这个指标决定了电动车辆的续驶能力即一次充电能够行驶的距离)太低。所以,选择质量能(量)较高的电池是电动车设计中应该首先考虑的问题。

第二,充电不方便。一是充电时间过长,一般都要在几个小时以上,远不如燃油车的加油来得快捷、方便;二是无专门充电站,即使某些蓄电池具备快速充电能力,也暂时无处可充电。如果恰在中途耗尽电能,就要造成人推车走的“车骑人”的尴尬局面。

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第三,成本偏高。由于电机的一些关键部件成本较高,再加上还没有投入批量生产,致使电动车售价偏高。

第四,蓄电池寿命短。普通铅酸蓄电池的寿命长短与用户的使用、维护关系密切。现有铅酸蓄电池的寿命一般为1~2年,显然偏短。

尽管如此,电动摩托车作为一种绿色产品取代燃油摩托车的主导地位还是在所难免的,这只是时间问题。当然,这还得取决于电动车技术的发展。

从长远发展的角度看,今后电动摩托车的研究必须解决如下几个方面的技术问题:

首先是开发新型动力型蓄电池。蓄电池所存在的技术缺陷是导致电动摩托车发展缓慢的主要原因,因此,开发新型的动力型蓄电池对于电动摩托车的开发和普及至关重要。这种新型电池必须在质量能(量)、体积能(量)(即每升容积的蓄电池能够提供的能量。它决定了蓄电池占据车内空间的大小)、质量功率(即每千克重量的蓄电池能够提供多大功率。它决定电动车的加速性和最高时速)、寿命和价格等五个指标上有大的突破与提高,以延长电动车辆的续驶距离、减轻车体自重、提高时速与加速性能,并使其在价格上具有竞争实力。自然,快速的充电性能也是十分重要的,没有人愿意为充一次电而等上半天。在这种新型电池的开发上,美国和日本都进行了大量的研究,并取得了可喜的进展。据报道,美国飞轮系统公司设计研制的飞轮蓄电池已可使电动车的续驶距离延长三倍,寿命长达25年,而完成一次能量补充仅需15分钟。

其次,运用新型材料减轻车身质量。除采用新技术提高蓄电池的质量能(量)、体积能(量)和质量功率,以减轻蓄电池的体积和重量外,可用新型材料制成轻量化车身,轮胎、车轮,制动器等也应轻量化。这样既可大大减少电动车辆在运行中国自重所造成的负荷能耗,又可使电动摩托车更加体现出其作为轻型交通工具的轻便特点。

另外,实现低成本化、建立配套设施等,也是今后电动车发展中应重视的问题。

科学技术发展到今天,重视环境保护已成为世人的共识,任何污染环境的行为都越来越受到公众的指责。电动车是当今唯一最有希望的绿色产品之一,各国政府、科研机构、企业都不惜耗费大量的人力、物力进行研究,着手解决各个关键技术。所有这些表明,电动车时代的到来已指日可待。

“绿色”自动化汽车

如何解决汽车的污染问题,是世人所关注的问题之一,尽管为减少汽车燃料消耗和排气污染采取了许多技术措施,但基本只是改良性质,治标而不治本。汽车还在不断增多,能源和环境问题日趋尖锐。采用新能源代替石油燃料的呼声也随之越来越高。

科学家们经过多年的研究和试验,近年来研制出了几种以新能源为动力的无污染车辆,尽管技术还有待完善,但毕竟给人们带来了希望。电动汽车和太阳能汽车便是这些处于试验开发阶段的车辆中的两种。

电动汽车是用车载蓄电池作为动力能源的汽车。作为一种新型的绿色交通工具,它具

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有零排放、低噪声、能源补充来源广等优点。但研制电动车的根本问题,一是要研制出高效能的蓄电池,二是要配置一种快速方便的充电系统。

在这两大难题的研究上,目前都已有了突破性的进展。比如,日本日产公司研制的FEV电动小客车采用23个12V的镍镉电池作动力能源,输出电压280V,容量为16千瓦/小时。电池充电采用100V超快速充电,补充充电达到40%时只需六分钟,这与汽车加油时间相比并不逊色,完全充电后的续驶里程以40公里/小时等速行驶时为200公里。日本电动车研究会主持开发的IZA电动小客车则采用24个镍镉电池,输出电压力288V,容量为28.8千瓦/小时,最大时速可达180公里/小时,一次充电的续驶里程达500公里。但因镍镉电池价格高昂,而且它与镍锌、钠硫等蓄电池一样,可靠性能尚差,因此,上述两种车型离商业化还有待时日。

英国与瑞典合资的CleanAir公司与IAD(国际汽车设计公司)联合开发的LA301型混合电动小客车,既能用传统的密封铅酸蓄电池,也能用新型的钠硫和镍镉蓄电池。其特点是安全、可靠,且能适合大众消费水平,具有商业化生产前景。

在社会以及各国政府的关注下,各汽车制造商都进行了电动车的开发工作。我们有理由相信,性能更优越、实用性更强的新一代电动车将成为21世纪城市重要的交通工具。

太阳能汽车从某种意义上来说,它也是一种电动车。它们之间的区别只在于:一般的电动车所使用的蓄电池需要靠工业电网来充电,而太阳能汽车则带有一套专用的太阳能充电系统,包括随车电网和将太阳能转换为电能的光电元件。这些元件统称为“太阳能电池。”

研制这种带专用太阳能充电系统的太阳能汽车,现在看来已不再是一件异想天开的事,只要能研制出将太阳能转化为电能(太阳能电池)或热能(斯特林发动机)的装置就可以实现。在这种条件下,地球上一半的空间将有可能利用太阳的光能和热能,无论是北欧地区还是极地地带,利用太阳能汽车都是可行的,更不用说赤道附近地区了。

世界上不少工业发达国家已全面展开了对太阳能汽车的研制,并取得了许多成果。例如,美国“鲍英克”公司研制出了砷化镓太阳能电池元件,在使用太阳光线聚集器的情况下,这种元件可将能量转变效率提高到37%,已接近于理论上的极限值。日本一家公司研制的晶体硅太阳能电池能量转化效率也达到了14.5%。

目前,太阳能汽车的研制已接近于成功。其典型样车按结构可分为三类:第一类的外型奇特、轻便(150公斤以下),空气动力性好,有的带蓄电池组,有的则不带(其电动机直接利用太阳能电池的电能来驱动);第二类太阳能汽车的车身是以塑料单独制作的,重500公斤左右;第三类则是采用批量生产的汽车车身或专用车车身的电动车,这种车采用蓄电池和电动机代替内燃机,车上装有太阳能电池,用以给蓄电池充电,是蓄电池和太阳能电池的良好组合。

太阳能汽车成为国际汽车集团和整个科学界的主攻目标。日本一家公司已造出了第三

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辆太阳能汽车样车,车重150公斤,外形尺寸5.9×1.6×1.0米,车身外装有由2500片晶状硅片构成的太阳能电池,功率为1.4千瓦,该车时速可达10O公里。专家们拟在下一个型号上装用镍—锌蓄电池,使车速提高到130公里/小时,在澳大利亚举办的汽车赛上,由美、德联合研制的太阳能汽车,平均时速已达110公里,现已进入商业开发阶段。

如果太阳能汽车的研制工作今后能继续保持当前的进展势头,那么我们可以断言,21世纪的陆上交通中,太阳能汽车将大显身手,占尽风流。

目前,英国科学家正在研制几种用在未来汽车上的智能玻璃,看来也颇具吸引力。这些玻璃包括以下几种:

有色玻璃。这是一种能控制太阳光的智能玻璃,它能阻挡84%的太阳光,可有效地保护车内纤维和装饰品不褪色。

映象玻璃。这种智能玻璃可作车前挡风之用,实际上是未来车内的路线导航、标记和信息系统。司机可以直接从挡风玻璃上了解到所需要的一切信息,还可以在雾雨天气里看到一英里外的景物。

防雨、防光玻璃。这种玻璃表面采用新技术处理,使它容易防水,并降低玻璃对光的反射率。它除用于车窗玻璃以外,主要用作车内各种仪表面罩以防从挡风玻璃上映射进来的光反射到司机的视线。

嵌入天线玻璃。这种玻璃可将无线电天线嵌入其内部,还可将蜂窝电话或电视机等各种设备嵌入到玻璃里面,这样使车型更为美观,不会因天线而破坏车的整体形象。

无疑,这些玻璃的开发和应用,将会使未来的汽车更为完美。

诚然,未来汽车不仅仅是动力与材料上的变化。正如美国一位汽车制造工程师所预言:21世纪的汽车将是名副其实的自动化汽车。这种汽车全部由电脑操纵,电脑能用语言指示驾驶人员何时转向、何时加速等。假如驾驶人员在途中打瞌睡,电脑不但能发声予以警告,而且在驾驶人员出现差错、可能发生意外时,还可以自动刹车并收紧安全带。

这种汽车也可以不用人驾驶。在特殊设计的公路上,它可以自动行驶。这种公路装有感应器,装在车上的感应器能接收它们发出的信号,作出相应的自动化操作。其情况与目前大型民航机自动飞行操纵类似。

汽车机件出现问题时,电脑会预先提出警告,让车主修理,车辆始终保持一种良好的使用状态。

“家庭式”列车

专家们预言,随着科学技术的迅速进步和铁路运输的不断发展,铁路列车将会有一个质的飞跃。未来的各种各样的高级、舒适、安全的列车将为旅客提供一个良好的旅游环境,那种使人感到宾至如归的“家庭式”列车不再是一个遥远的梦想。

众所周知,发展高速铁路不仅是铁路现代化的一个重要标志,而且它也是现代工业化发达国家用来缓解公路、水运和空中交通拥挤的一个必然趋势。因此,高速列车已成为

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未来列车的一个重要发展目标。

各国高速列车运行实践证明,高速列车的研究开发是实现铁路高速化的一个极其关键的课题。任何一种高速列车的研制,都必须解决许多技术难点。为了解决这些技术难点,各国在研究中都大量引入相关领域中的众多高新技术,从根本上突破了铁路列车传统设计的条条框框。这些高速列车融合了当今最先进的电子、机械、动力和计算机技术。其流线型的车体和风驰电掣般的速度,使人感觉到它就像一架地面飞机,可以说,“高速”将成为未来铁路列车的一个共同的基本特点。

那么,未来的列车究竟是一副什么样子呢?我们来看看最具代表性的高级列车。

高级列车通常采用各种先进的、舒适性和安全性能高的新型材料来制造和装饰车体内外设施。整节列车厢显得豪华气派,乘坐十分舒适。例如,流线型车体外壳用铝合金或不锈钢制成,地板以耐热阻燃塑料铺设,座椅由高级仿皮人造革、铝合金或玻璃钢制成,聚苯乙烯泡沫塑料及人造板制成的板梁混合结构的宽大行李架造型美观、坚固,等等。

车厢内部布局宽敞新颖,两侧的车窗采用通长的大幅面玻璃从外侧连成一片,视野开阔,光线充足。座席车厢内有可躺式旋转座椅,每排三个或四个座位,中间为走道。座椅的旋转角度可以任意调节,也可以由列车乘务员用电动按纽统一操作。每个座椅都附设有一个脚靠、一个报刊架和一个折叠桌,折叠桌平时藏在座椅的靠手内,旅客用餐时可拉出使用。有的高级列车在座席中还辟有独立的小型客室,供诸如吸烟旅客等使用,独立客室用透明幕墙同主客室隔开。

卧铺车厢通常采用包厢式格局,一般分成经济包间、豪华包间、家庭包间、公务包间等几种形式。经济包间通常设置两张铺位,内部还配备有衣柜、书架、小垃圾箱和厕所等设施;家庭包间则有四张铺位,并比经济包间多一间淋浴室;豪华包间通常只一张铺位,除了各种旅行设施外,还配备有酒吧、图书室、电视、更衣室等高档生活、娱乐设施。

无论四季如何变化,高级列车内部所具有的完善的空调系统和通风设备使车厢里始终保持温度适宜、空气新鲜,且干湿度符合人体需要,让人时时感到舒适惬意。旅客上下列车可以通过高度可调的踏板畅通无阻,车门口还装有供晚间上下车使用的照明灯,旅客上下车时照明灯会自动开启。列车上还设有专供残疾人、妇婴等特殊旅客使用的服务设施,例如轮椅升降、哺乳、换尿布等各种器械。

此外,高级列车上的厕所已由目前的直排式改为集便式。这种集便式厕所粪便不外溢,厕所内清洁卫生,没有任何异味。集便器中的粪便将在列车到达终点后通过管道设施送到地面进行集中处理。之后用压缩空气或真空泵水流对厕所进行冲洗,或采用混有化学药剂的液体进行循环冲洗。

双层列车作为一种理想的中、长途观光度假旅游列车,可能会成为未来客运列车的主要车型。这种列车可以有效地利用其空间,尽可能地增加列车的乘坐定员。从实践的效

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果看,双层列车可使座席定员增加40~60%。而且,双层列车可以提高列车的了望性和舒适性。由于其上层视野开阔,人们可以透过两侧大开面玻璃窗尽情眺望沿途风光。同时,上层座席又远离车底行走部位和发电装置及其它设备的噪声源,显得安静舒适。下层则设有各种用途的包间以及诸如自助餐厅、酒吧、卡拉OK等服务设施。

按原有的非高速铁路为基础设计的一种新型列车——倾摆式列车,由于其速度与高速列车不相上下(目前时速达210~250公里),而投资还不足高速铁路的一半,为更快、更好、更经济地发展高速化列车提供了新的思路,引起了各国的广泛关注。这种列车特别适合于那些由于经济或生态保护等原因不可能进行改造的多弯道线路上运行,并能在提供极佳的舒适条件下为旅客节省下大约30%的旅行时间。

各种娱乐服务设施是否齐全,是列车现代化的一个重要体现。那么,未来的列车在这方面有哪些新的改进呢?

车内的广播电视系统是未来列车中一个具有代表性的娱乐设施。列车的AV音乐系统,可以向全体旅客播放四通道的高保真立体声音乐和转播无线电广播。在每个座椅扶手上都有一个耳机插孔、一个通道选择开关和一个音量控制旋纽。AV音乐系统有三套无线电广播节目和三套立体声音乐节目供旅客任意选择。同时,列车的闭路电视系统,可以向所有旅客提供各种电视节目。在每个座椅靠背后都设置有一个五英寸的彩色电视显示屏幕,有一套闭路电视节目和二个无线电视频道,可供旅客自行选择,电视节目的伴音则可以通过设在座椅扶手上的耳机插孔提供。那时,人们再也不会因旅行错过观看自己喜欢的节目而懊丧。

未来列车上还设有旅客公用电话、传真机、电子计算机等现代化通信设施。旅客可以在高速行驶的列车上使用电话与世界上任何一个地方进行通话联络;通过传真机接收来自世界各地的传真和电子信函;旅客使用列车上的电子计算机可以像在自己的办公室里一样查阅各种资料,编写各种文件,还可以通过它在列车上预订旅行目的地的住宿房间、返程车票,等等。

安装在车厢内部的信息显示装置,可为车内旅客提供各种旅行信息。例如,电子显示屏定期向旅客发布诸如车次、车厢号、列车沿途到站时间,中间站换乘列车车次及开车时刻等消息。而安装在车厢外的信息显示装置,则可以为上车的旅客提供诸如本次列车车次、到站、车厢等级以及车厢内预留座席数量等情况的信息。

带有酒吧、咖啡厅、卡拉OK厅的餐车,除提供饮食之外,也为旅客营造了一个交友叙情的环境。

此外,列车内还设置有投币式或磁卡式的寄存小柜,专供旅客存放各种贵重物品;还设置有电子游戏机、卡拉OK机、录象机,供人们娱乐、消遣;有的列车甚至还配备有医疗、健身器械、儿童玩具等设施,以满足不同层次旅客的需要。

海运家族的新贵——地效翼船

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1956年,前苏联著名的船舶设计专家阿列克谢耶夫领导研制的一种新型海上船舶在里海进行秘密试验。当这艘被西方称“里海怪物”的船舶以时速400千米的惊人速度超低空掠过里海海面时,整个西方世界都被震惊了。一个新的海运时代,也就由此拉开序幕。

这个“里海怪物”,就是前苏联出于军事目的而研制的世界上第一艘试航成功的地效翼船——KM“样板船”。

什么是地效翼船?地效翼船是指在航行过程中,利用贴近水面或其他支撑表面时的表面效应,气翼上产生气动升力来支撑船重的动力气垫船。良好的耐波性、船与支撑表面气动联系、飞行过程中可随时升空或迫降的性能,是对地效翼船航行安全起保障作用的因素。

为什么这种可以脱离水面飞行的“怪物”要称为“船”呢?这是因为,地效翼船要在水上才能起飞降落;贴近水面是最能充分发挥其长处的理想场所。为跨越障碍,地效翼船可作短暂升空飞行,但这只能属于短时间的特殊工况或应急工况。因此,地效翼船显然应当属于水运工具,其安全主要应由航海规范保证。

自第一艘“样板船”成功试航以来,地效翼船的研究遭到了不少挫折和损失。然而,困难和曲折终究抵挡不住新技术被人们广为接受的大趋势。地效翼船已经显示出来的优势是抹杀不了的。与飞机相比,地效翼船不仅装载量大,而且造价要比飞机低得多。当年建造一架“伊尔—62”飞机试验样机的造价,要比“雏鹰”号地效翼船首制艇的造价高出好几倍。而且,地效翼船还有许多潜能尚未完全发挥出来。这就是为什么地效翼船技术会在军工工业转换机制后,成为各国竞相引进目标的原因。

由于地效翼船有诸如航速高、两栖性、航行隐蔽性好,不易被雷达发现,在水面以上低空掠行,不易受到水雷、鱼雷等武器攻击等等优点,早就受到美国许多军事专家的瞩目。几乎就在阿列克谢耶夫开始潜心研究地效翼船技术的时候,美国即已展开这一课题的研究。洛克希德公司1960年即组织技术班子专攻这一项目。但是,美国地效翼船技术尚欠成熟,除了一些小型试验艇外,还没有造过大型的地效翼船。

水运业完成客货运输时船舶运力的增长,有赖于船舶航速的提高,而在现有的新一代船型中,速度最快的就是地效翼船。无论从何种指标看,地效翼船在运输效率方面的优势都是无可置疑的。

为了发挥地效翼船的快速性、经济性的优势,特别强调应当在地效区内低空飞行。还应注意的是,地效翼船的短暂升空飞行只能在应急工况和特殊场合不得已而为之。

此外,地效翼也并非没有缺点。地效翼船在运行时,除巡航工况外,还可以呈排水状态在水中浮航,在进出港口时少不了这种工况。这时便会受港区水文气象条件的限制。还有起飞和降落时,虽说时间短暂,但也会造成受力构件超负荷。排水状态下浮航时,地效翼船不够灵活的特点便显露出来了:尺寸特别宽大,机动性差;此时同样有耐波性问题。过大的船体尺度,易遭波浪拍击,于结构强度和设备寿命不利。

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地效翼船作为航运工具中的一枝新花,当它以15~20千米时速进行排水状态航行时,欲作机动航行当无限制,其航行状态与水上飞机差异不大。但当地效翼船在3~5米高适用的水面上空以400千米每小时的速度飞行时,便不可以急剧改变航向和航速,因而,其机动性也就受到限制。因此有人提议应当划出一个专供地效翼船飞行的地带,其他船舶不应进入这一地带。在划定地效翼船航行地带时,应当考虑能用无线电导航设备、卫星导航系统、无线电导航台、雷达确定其方位,以保障航行安全。

尽管目前无论在俄罗斯还是在其他国家,都还没有建立起真正稳定开航的地效翼船客运航线,但我们有理由借鉴俄罗斯地效翼船多年的运行经验。航运事业的发展,终究必须依靠科技进步。地效翼船是迈向新世纪的任何常规排水量船、水翼船、气垫船都不能相比的速度最快的船舶。沿海路长距离运送旅客,地效翼船的运输能力远胜于其他常规船只。地效翼船可以做到在四小时内把200名左右的旅客送达相距2000千米以外的地方,这是其他船只无法企及的。

由于地效翼船本身的特性,确定它在海上的航线所需考虑的问题便要复杂的多。比如,途中和终点是否处在地震活动带、航线所在区域的地磁学特性、洋底地貌等等,都是必须考虑的问题。此外,航线区还应当能方便地接收到气象及导航信息、数据等。各个区域实际客流量及经济上的承受能力,也是关系到新型高速船舶投入航班营运成败的关键之一。经各种指标的综合比较后认为,东南亚是少数几个比较适合最先开辟地效翼船客运航线的地区之一。

曾几何时,人们还对“里海怪物”的试航感到新奇和惊讶。如今,则有越来越多的人们希望早日利用地效翼船这一科技成果,为人类创造更多的效益。新加坡已有人向俄罗斯订购地效翼船。英国也已于1992年与俄下诺夫哥罗德气垫船科研中心签署协议,联合研制用于英法之间的快速航线客、货运地效翼船“水上显贵”分船队。这些新型快速船舶将有可能在14米高度只需10分钟驶完英吉利海峡航程。富于想象力的美国人则认为可以在“21世纪的设计”中建造载重量为5000吨、航速为900千米每小时的新世纪地效翼船用于越洋商业航线。

所有这些都说明当今世界对地效翼船诸多特殊性能的肯定。可以预见,地效翼船这朵瑰丽的奇葩,必将盛开于21世纪的水面上。

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