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中国高铁“头型”为什么像子弹头?

CRH2G“骏马”车型。中国铁路成都局集团成都动车段供图

CRH380AM“青铜剑”车型。图据中国铁路公众号

CRH380A“火箭”车型。图据成铁微家园公众号

CR400AF“飞龙”车型。图据西南铁路公众号

  高铁有个别称叫“子弹头火车”,之所以有这样的别称,是因为高铁列车拥有独特流线型的车头,造型酷似一颗子弹。为什么要把高铁车头设计成子弹头的样子,而不是方的、圆的或扁的呢?这个独特设计背后,蕴藏着高铁高速、安全运行的秘密。

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更快速流线型设计可减小空气阻力


  同学们,如果你仔细观察就会发现,高铁车头是没有棱角的,整体线条连续、平滑。这被称为流线型设计,在工业设计、航空航天、交通工具等领域比较常见。
  高铁车头为什么要采用流线型设计呢?最重要的原因就是减小空气阻力,保证运行速度。
  列车在高速运行时,空气动力学性能是一个非常重要的考核指标。通俗来讲,高铁运行的速度越快,空气阻力就越大,想要实现高速运行,就必须想办法克服空气阻力。
  子弹头形状的车头能很好地克服风阻。可以这样理解,当流线型车头“穿过”空气时,空气在流过车头表面时能更加平滑,阻力自然也就更小。
  相比于传统绿皮火车的方形车头,“子弹头”车头的流线型设计能够保证列车的运行速度和能效。例如,复兴号修长的流线型车头,让列车运行阻力降低了12%,当它以时速350公里运行时,人均百公里能耗下降了17%,往返一趟京沪可以节省5000度电。这背后,低阻力的“头型”功不可没。

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更安全子弹头造型可分散冲击力


  除了保证速度,子弹头形状的车头还能保障安全。
  安全一直是高铁设计的重中之重。子弹头形状的车头在发生碰撞时,能够更好地分散冲击力,将碰撞能量均匀地分布在车头各个部位,减少对乘客和车体的损害,为乘客生命安全提供坚实保障。
  此外,高速行驶的列车会引起空气流紊乱,产生气动噪声(由气体流动造成的噪声)。流线型车头和平整光滑的车体设计可以最大程度地减少噪声,提高高铁乘坐的舒适性和安全性。

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更美观车头造型让中国高铁又酷又潮

  车头是高铁的“脸面”,也是高铁给人的第一印象,除了承担相应功能,车头美观也很重要。除技术之外,高速列车的头型还要“颜值”高,达到技术与艺术的完美融合。可以说,头型设计极富挑战,一个“高分”车头,必定经过千锤百炼。
  如果你仔细观察就会发现,即便高铁车头都是“流线型”的,不同车型的“头型”还是有细微差别。根据“头型”的不同,每款高铁车型都有自己的别称:CRH380A型和谐号动车组叫“火箭”,CRH380AM型高速综合检测动车组叫“青铜剑”,CRH2G型高寒动车组叫“骏马”,CR400AF型复兴号 动 车 组 叫“ 飞龙”……就像它们的名字一样,这些高铁造型又酷又潮,成为亮丽的中国“名片”,也有了大批粉丝。
  华西都市报-封面新闻记者 曹菲 综合安徽省科技厅微信公众号、知识就是力量公众号