为什么坐在高铁上速度再快也不会有颠簸感?原理是什么?

为什么坐在高铁上速度再快也不会有颠簸感?原理是什么?,第1张

坐在高铁上速度再快也不会有颠簸感其实有两个原因:

第一:高铁虽然速度很快,但是大部分的时间都是匀速行驶的,而且加速度不快。

在坐车的时候之所以会有颠簸感,是因为惯性的原因,比如说坐飞机的时候会感觉到颠簸和剧烈的失重感,其实就是因为加速度太快造成的。特别是飞机起飞的时候,由于需要足够的速度才能够升空,所以飞机在这个时候的加速度是非常快的,于是产生的惯性就很大,人就会依照惯性往后退。

但是高铁跟飞机有很大的不同,虽然高铁的运行速度也非常的快,但是它的加速度并不快。高铁的加速过程是比较缓慢的,从动车开始运行的时候开始就会慢慢的加速,由于在加速的过程中加速度不是很快,所以说惯性感觉就不大,人坐在高铁上的时候是感觉不到速度的变化的。等到高铁加速到一定的速度的时候就会保持匀速行驶了,这个过程会更加平稳,因此坐高铁的时候是不会感觉到颠簸感的。

第二:高铁不会突然变道也不会突然刹车。

高铁在运行的过程中基本上都是机器控制的,所以说不管是高铁运行的速度,还是高铁运行的轨道,甚至高铁运行的时间,基本上都是固定的。很少会出现认为降速或者提速的情况,那么高铁在运行的时候为了保证乘客的安全基本上都是匀速行驶。

而且高铁本身就有两个轨道固定住了,这是最稳定的状态,因此在运行的过程中只要不是急刹车或者紧急加速,高铁都不会感觉到剧烈的颠簸感。再加上高铁都是在轨道上行驶,也不会出现上坡下坡或者颠簸的路段,因此只要按照设定运行都是非常平稳的。

连孩子都知道,开车要系安全带,因为 汽车 速度快,为了家人安全,即便是乘车的人也要系好安全带。那么问题来了,为什么比家用 汽车 快得多,时速达250公里以上的高铁,却从没有人提醒你系安全带呢?高铁工程师说:根本不需要。

图:高铁上没有乘务员提醒乘客系好安全带

安全带工作原理是在载具出现突发状况时,吸收巨大的动能,使人体不至于直接飞出座位或撞击在其他地方造成伤害,安全带保护的是载具在运动状态突然改变时的乘客安全。一份来自欧洲铁路安全与标准委员的调查发现,火车出现事故后,被束缚在座位上的乘客比没有被束缚住的乘客更容易受伤,列车发生事故后,车厢结构发生坍塌事故是造成伤亡的主要原因,乘客如果被安全带束缚在座位上,就不能及时做出躲避,因此更容易受伤。

图:德国高铁事故现场惨不忍睹

但是,对于时速达到250km/h以上的高铁来说,一个微小的震动带来的都会是整个车体运动状态的突然改变,因此对高铁而言,稳定性极其重要,如果做不到运行的稳定,即使安装安全带,巨大的颠簸也会让里面的乘客痛不欲生。

而中国高铁的稳定性,堪称完美。在不断加速的高铁上立烟头、立硬币的视频屡见不鲜,高铁运行的平稳性由此可见一斑。加速中的高铁还能保持烟头不倒,得益于中国的高铁对列车纵向加速度的严格控制,但列车运行的平稳度不取决于加速度的值,而是由列车的加加速度决定,所谓加加速度就是加速度对时间的导数,用来反映加速变化的程度,值越小,纵向加速度变化越小,列车运行得越平稳。CRH380动车组的加加速度小于0.7m/s3,这种加速度变化,人体几乎感应不到。

图:高铁上立硬币,笔,手机和倒立的水瓶

除了纵向加速引起的颠簸,横向晃动也可能引起车体的剧烈颠簸。为解决横向晃动,高铁轨道采用无砟钢材料,超高的加工精度和无焊缝的设计工艺使得列车在极少出现横向晃动,正是对高速列车纵向横向加速度的严格控制,才保证了高铁那令世界震惊的稳定性。有此看来,确实不需要安全带。

图:高铁内部舒适的环境

即便不需要安全带,高铁工程师也认真考虑过如何应对突发情况,高铁上的座椅,其实是安全防撞的,安全防撞椅的材料可以吸收撞击产生的能量,受到撞击时,座椅能及时变形,吸收冲击,将乘客安全弹回。

中国对高铁建设投入巨大,既保证了速度与安全,又最大程度提高了使用时的舒适度,让高铁在中国具有了 汽车 和飞机难以望其项背的平稳性与安全性,使得安全带在中国高铁上毫无用武之地!


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