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解密车窗速度之谜:高铁和火车究竟有何不同?


文章编号:16549 / 更新时间:2024-03-03 22:48:34 / 浏览:

乘坐动车时你有没有发现高铁比火车快那么多,为什么从车窗里看速度却和火车差不多呢?原来这里面学问不止一点点。为什高铁窗外速度和火车差不多呢?乘坐时速300km/h的动车,窗外景象速度感与普速列车的时速感差不多,也不会感觉眩晕。高铁玻璃难道是玻璃?它又有什么特别之处?高铁车使用安全玻璃。高铁列车使用的车用安全玻璃,是一种夹层玻璃,在两层钢化玻璃中间,夹有一层PVB胶片种玻璃具有良好的光学性能,没有光畸变,能真实反映景物形态与运动状态,视觉非常清晰。光线透过玻璃均匀折射时给肉眼一种减速感。

看风景的视角。列车开行时,我们眼里的速度与列车前进的线速度无关,而是与角速度有关。顺着列车前行方向看风景的角度趋向于0这时角速度变得很慢,垂直或180度时则反之,这也是为什么高铁座椅不倒坐的原因,因此你感觉到的速度慢。由于高铁线路大多建在上,近处没有遮挡物,车窗视野大,远处景物可视时间长,角速度很小,因此会有开得慢的感觉。

高铁为什么不能开窗?高铁不能开窗,这列车高速运行产生的巨大空气压力波有关。动车运行时速快,当空气压力波进入车内后,车内物品会被吹得一片狼藉,车外噪音也会进入内。更严重的是,这种空气压强差,轻则让旅客耳膜产生压迫感,重则令旅客头晕恶心,甚至造成耳膜破裂。实际上,动车上不仅要关紧车它的车门、车厢连接处等都要尽可能地做到密闭,这样才能保证旅客有一个舒适的乘坐环境。

为什么高铁车窗的边角都是椭圆的?无论速列车,还是高铁列车,车窗的边角都是椭圆的。列车运行时,车窗需承受巨大的压力波,椭圆边角比方形边角受力更均匀,可以分散压力受压,大大降低了窗户破损的风险。高铁超过300km/h的运行速度,会让附近空间的空气流速加快,压强变小,和远处空气间产生压强差形成一股空气压力波。当两列车相向交会运行时,产生的会车压力波;再加上高铁经常要穿梭隧道,瞬间压力波的增强,对车窗来说也是一考验。而椭圆形的设计就是为了均匀受力,提高车窗的抗压能力。

不过小编觉得,椭圆边角比方形边角看上去更洋气。坐了这么久的铁,没想到高铁车窗的学问这么大吧。


动车机车为什么不能打开窗户?

解密车窗速度之谜高铁和火车究竟有何不同?

CRH5型动车司机室内侧窗可以打开。 高速动车组高速运行时侧窗打开危险极大,特别是会车时还真容易把人或物品吸出去。 试没试过在高速公路上高速行驶时把车窗全部打开的效果,那才100+km/h,高铁速度可是300+,开窗户会车相当震撼!

动车的减速玻璃是怎么减的速,什么原理啊?

(首先声明在玻璃行业里面,没有专业的“减速玻璃”这个术语,它只不过是质量更好、更高级的车用玻璃而已。 ) 除了真空,任何透明的物体包括玻璃、甚至空气对传到我们眼中的光线都是有影响的,要不然怎么会有海市蜃楼。 你如果在光线良好的平直马路上驾车,会发现远处路面好像有一滩水似的,等到了跟前却发现什么也没有。 这就是路面附近空气密度发生了变化,从而对光的折射率也发生了变化所导致的结果。 光线穿过折射率不同的两种介质时,随着入射角度的不同,折射也按一定的关系变化。 有经验的渔夫总是将鱼叉投向鱼的下方;你也可以做一下中学物理书上的实验:在透明的水杯里观察硬币的位置。 上面说了这么多,都是为了我解释“减速玻璃”做的铺垫,大家一定要知道光的折射这个基本的物理现象(司空见惯的事其实也是有大道理的,呵呵)。 玻璃的主要作用就是透过光线,能起到的最佳效果就是:要让这玻璃的存在和它不存在时完全一样。 “减速玻璃”的名字取得不科学,其实减速玻璃并不能让外界景物的运动看起来比实际更慢,而是看起来和实际速度一致——和没有玻璃时一模一样,因此所谓减速玻璃准确的名字应该叫“不增速玻璃”。 而其它的普通玻璃,相对而言,可以称为“增速玻璃”。 如果汽车的全车玻璃都是理想化的平板玻璃——不但厚度绝对均匀相等,而且在宏观和微观方面(能做到纳米级更好)都笔直平整。 那么就用不着研制价格高昂的“减速玻璃”了。 因为普通平板玻璃不能做到上述等厚平整的话,在外界平行方向上透过的光线,它们的入射角度和折射角度就是不一样的,这时就会由于光线折射不均匀,而使得运动物体看起来变得恍惚,给人的感觉就是物体本身运动得比实际的更快,于是这种玻璃能使外界的运动物体“增速”(所谓“增速”也是一种不严谨的说法,但有利于读者理解)。 更何况现在的汽车玻璃不是平板玻璃,而是为了配合车身的曲线,都带有一定弧度,前风挡玻璃尤为明显。 那么光线入射角度和折射角度更是不可能理想化了。 减速玻璃一方面很准确地矫正了玻璃在厚度、平面度上(对于弯曲的玻璃则是曲率)的误差。 如果车身玻璃是弯曲的,为了保证驾乘人员的视觉效果与没有玻璃时一样,整块玻璃各处厚度不应当完全相同,而是应该遵循一个按照厚度和折射率推导出来的函数关系(就象电视机或电脑的平面显示器的那个视觉平面补偿曲线一样的原理)。 除了以上的形状矫正外,还应该做到玻璃材质成分的充分均质,保证各处的折射率相同。 减速玻璃原理 “减速玻璃”是存在的,但是名字取得不科学,或者可以认为是为了商业目的的误导。 其实减速玻璃并不能让外界景物的运动看起来比实际更慢,而是看起来和实际速度一致——和没有玻璃时一模一样,因此所谓减速玻璃准确的名字应该叫“不增速玻璃”。 而其它的普通玻璃,相对而言,可以称为“增速玻璃”。 很多人一定记得很多年前,一般楼房的窗玻璃——那时浮法玻璃还没有普遍应用,老法制作的玻璃的平面度都比较差,厚度也不均匀,透过这种玻璃看世界,具有类似哈哈镜的效果,外面的世界常常是扭曲的,当外面有东西在运动时,你透过玻璃看到的不仅有物体本身的运动,还叠加了一个由于光线折射不均匀带来的快速的随机的前后“运动”的分量,使得运动物体看起来变得相对模糊,感觉和物体本身运动得更快时有点相似,于是这种玻璃能使外界的运动物体“增速”。 当然,即使在很久以前,汽车的挡风玻璃也不会做得象建筑玻璃那么差,但是和现在的“减速玻璃”相比仍然有点差距。 减速玻璃一方面很准确地矫正了玻璃在厚度、平面度(对于弯曲的玻璃则是曲率)的误差,要求高的时候,理论上还应该矫正:1.如果玻璃是弯曲的,为了保证其后的观察者视觉效果与没有玻璃时一样,整块玻璃各处厚度不应当完全相同,而是应该遵循一个按照厚度和折射率推导出来的函数(就象三星平面显示器的那个视觉平面补偿曲线一样的原理);2.矫正玻璃材质的误差,保证各处的折射率相同。

高铁车窗为什么不能打开?

高铁行驶时会产生巨大的空气力波,空气力波进入车内之后,桌上的物品就会被吹得一片狼藉。车外飞进来的尘土会污染车内的空气,车外的噪声也会随之进入到车内。更严重的是,乘坐者根本没办法忍受这种空气压强差,轻则会让乘客的耳膜产生压迫感,重则会令乘客感到不适、头晕恶心,更严重的时候甚至会造成耳膜破裂。

高铁窗户不能打开并非设计漏洞,而是和空气压力波有着密切的关系。什么是空气压力波呢?物体移动的快慢和空气压力波的大小是成正比的,也就是说,物体移动的速度越快,它所产生的空气压力波就越大。这个原理我们观察一下日常生活也能略知一二:狂风呼啸,悬挂在高处的广告条幅被吹得紧贴在墙面上;一辆汽车在马路上疾驰而过,散落在路面上的纸片瞬间就被吸入车底……为什么会发生这些现象呢,这是因为空气在传播中会形成一种波。不管是呼呼刮着的北风还是高速行驶的汽车,它们都会让附近空间的空气流速加快、压强变小,和远处空间空气间产生压强差,并且形成一股空气压力波。在这种空气压力波的作用下,广告条幅、纸片等物品就发生了快速地移动。那么,以200千米/小时以上的高速行驶的高铁列车,一旦打开车窗,将会发生怎样的情景呢?

显然,高铁列车行驶的时候会产生巨大的空气力波,空气力波进入车内之后,桌上的物品就会被吹得一片狼藉。车外飞进来的尘土会污染车内的空气,车外的噪声也会随之进入到车内。更严重的是,乘坐者根本没办法忍受这种空气压强差,轻则会让乘客的耳膜产生压迫感,重则会令乘客感到不适、头晕恶心,更严重的时候甚至会造成耳膜破裂。实际上,高铁上不仅要关紧车窗,它的车门、车厢连接处等都要尽可能地做到密闭,这样才能保证旅客有一个舒适的乘坐环境。

在空气动力学中,高铁对密闭性能的特殊技术要求被称作气密性,有没有气密性也是区别高铁列车和普通列车的主要标准。除了紧闭的车窗,高铁还会有很多注重气密性的特殊措施。比如,车窗整体是在车体上固定的,还采用橡胶密封条在接缝处加以密封。还有,车门采用电动塞拉门的技术,这样车门关闭后就会和车体外表严丝合缝、平滑一致。另外,各种供水的管道和外界连接的地方也加装了密闭装置。

不能开启的密闭车窗和高铁上的其他气密装置都是创造高铁列车清静、安宁和舒适环境的头等“功臣”。


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