高鐵的頭部設計成流線型的子彈頭會帶來以下什麼好處 螞蟻莊園小課堂12月19日答案

在生活中我們會發現高鐵的頭部設計師流線型的子彈頭，其實這不僅僅是爲了外觀上的好看，更多是從安全，舒適方面來考慮的，那麼，子彈頭的頭部設計會帶來什麼好處呢?下面本站小編就帶來介紹。

螞蟻莊園小課堂12月19日答案

高鐵的頭部設計成流線型的“子彈頭”，會帶來以下什麼好處？

正確答案：減少氣動噪聲

小知識:高速行駛的列車會引起空氣流紊亂，產生氣動噪聲( 由氣體流動造成的噪聲)，影響高鐵乘.坐的舒適性。流線型車頭和平整光滑的車體設計，可以減小高速列車的氣動噪聲。

高鐵列車頭部設計成子彈頭的原因是什麼？

高鐵列車有個別稱，叫子彈頭火車，所謂子彈頭，就是流線型的車頭，這個名稱的來源也是因爲它的頭部造型酷似子彈，與方方正正的普通火車相比，高鐵多了一種線條美。但將高鐵的頭部設計成子彈頭形狀，並不只是爲了顏值，這更是設計師爲了解決一些麻煩而創造的卓越智慧。

列車在高速運行時，空氣動力學性能是一個非常重要的考覈指標。空氣壓力的不平衡將影響列車運行的平穩性，引起列車蛇形運動，嚴重時則導致列車脫軌，引發生命安全事故。

空氣動力的另一個方面就是空氣阻力，列車速度越快，它在單位時間內需要“推開”空氣的量就越多。當列車的速度大小達到200公里每時以上，空氣阻力可以佔列車行駛受到的全部阻力的75%以上，一場與空氣阻力的博弈必不可免。

空氣阻力其實也是一個大家族，高鐵運行時受到空氣阻力也不止一種。不過，其中最主要的要屬壓差阻力。

當列車快速前進一段距離，車頭前方的空氣瞬間被擠壓，來不及向周圍散開，於是形成了一片高壓區域。

類似地，車尾在快速駛離原來位置時，周圍空氣還沒來得及填入車尾原來佔據的空間，於是在這裏氣壓比周圍更低，形成一片低壓區域。

於是，在車頭和車尾之間形成了壓強差，高壓區域將車向後推，低壓區域將車往回拉，列車整體就受到一個從高壓區指向低壓區的力，即壓差阻力。這個力正好與列車前進方向相反，阻礙列車前進。

那怎麼減小壓差阻力呢?

減小車頭與車尾的截面積是一個很好的方法。高鐵子彈頭一般的“長鼻子”和“長尾巴”兩端截面積非常小，靠近車身部分截面積緩慢增大，整體呈流線型。

這樣的設計可以在列車高速前進時讓車頭單位面積的空氣排開量減少，同時減少車尾後方單位面積的空氣填充量，讓車頭附近的氣壓上升變化率和車尾附近的氣壓下降變化率不明顯，減小壓差阻力。

除了壓差阻力，設計師還需要考慮由空氣粘性引起的作用在車體表面的摩擦阻力，以及車輛轉向架、車頂設備、門窗、車廂間鏈接風擋等車輛表面凹凸結構引起的干擾阻力。

空氣這個平日裏常常被我們忽略的東西，不僅會給列車帶來空氣阻力，還會在一些特殊的場景形成讓人討厭的壓力波。

在兩列車車頭交會的同時，車頭前方被壓縮的空氣也會匯聚在一起形成新的高壓區域。不同的是，相鄰兩鐵道之間距離並不是很遠，列車相遇後，兩車之間會形成一個狹長的空間，更不利於高壓空氣向四周散開，同時使能量更加集中。

兩車相遇時的被壓縮的空氣會激發出壓力波，在兩列車之間形成交替的高壓區和低壓區，並沿着列車之間的空隙向外不斷傳播。

就好比你鼓起嘴向外吹氣，口腔附近的高壓空氣很快會四散掉，難以形成向外傳播的聲波，你只能聽到風聲。但如果你吹一支中空的管子，管內就容易形成沿着管傳播的聲波，發出聲音，形成交替的高壓區域和低壓區域。

兩列交會的列車中間會形成一個更高的高壓區域，從而導致中間區域的高壓大於兩列車兩側的壓力，將會對列車形成一個橫向的壓力，鑑於列車與軌道的錐形接觸關係，從而引發列車晃動和振動，甚至“蛇形擺動”，對車體和鐵軌造成損傷，同時也可能引起車體異常振動或形成噪音。

無論從舒適的角度還是安全的角度，在高速列車設計階段一定要考慮到兩車交會時產生的壓力波，並儘可能減小它。

經計算機仿真和測試，人們發現又長又扁又寬的流線型車頭可以減小兩列車之間壓力波的幅值。

子彈頭形的車頭和車尾能分別減小高壓區和低壓區的分佈範圍與壓強變化幅度，相對減弱隧道內被車頭和車尾各自激發出的壓縮波與膨脹波。另外，也需要合理地設計車廂結構，使其能夠承受足夠強的壓力波。

子彈頭的設計過程，不僅要以空氣動力學作爲基本原理，更要反覆地進行仿真模擬與實驗。車頭與車體周圍的氣流、氣動力等相關參數之間如何達到最優方案，經過幾千次幾萬次的計算、修改、實踐才能摸索出來。

一個完美的子彈頭，不僅要外貌出衆，上得了檯面，還要減小列車運行阻力、減小列車交會與進隧道時產生的壓力波以及抑制運行時產生的噪聲，它既要靠“臉“折服衆人，也用絕對的實力征服衆人。

以上就是有關全部內容介紹，想了解更多信息請繼續關注。