科普｜地铁列车在转弯时，为什么乘客在车厢感受不到？

地铁

作为现代城市的重要交通工具

每天搭载着数以万计的乘客

穿梭于城市的各个角落

平时坐在车厢的你是否注意到

在地铁列车转弯时

往往难以感受到列车的转弯动作？

这隐藏着哪些科学原理和设计巧思呢？

今天，我们就来一起揭开这个谜团

基本原理

根据物理学中的力学原理，任何物体在转弯时都需要向心力来保持其沿弯道运动的稳定性。当列车进入弯道时，其外侧车轮与铁轨之间的摩擦力会增大，为列车提供必要的向心力，使其能够顺利地沿弯道行驶。

不过

仅仅依靠摩擦力来提供向心力是不够的

为了乘客的舒适体验

地铁列车在设计和制造过程中

采用了多种技术手段

最为关键的就是

车厢底部低横向刚度的空气弹簧

高度调整装置和抗侧滚扭杆装置

空气弹簧

它是一种利用空气压力来支撑和缓冲的装置。在地铁列车中，空气弹簧被安装在车厢底部，与转向架相连。当列车进入弯道时，空气弹簧会根据列车的倾斜程度和速度变化自动调整其内部压力，从而实现对车厢的支撑和缓冲作用。这样，即使列车在转弯时产生了倾斜，乘客也几乎感觉不到任何晃动或不适。

高度调整装置

它能够实时监测列车的倾斜角度和速度变化，并通过控制空气弹簧的充排气来保持车厢的稳定。在列车转弯时，高度调节装置会迅速调整车厢的高度和倾斜角度，确保列车平稳地通过弯道。

抗侧滚扭杆装置

它是为了限制车体由于通过曲线时离心力和侧向风产生的倾斜运动。当车体侧滚时，水平放置的两个扭臂对于扭杆分别有一个相互方向的力与力矩的作用，使弹性扭杆承受扭矩而产生扭转弹性变形。扭杆产生的反扭矩，总是与车体产生的侧滚角角位移的方向相反，从而来约束车体的侧滚振动。

地铁列车的转向架设计

也是实现平稳转弯的关键因素之一

转向架

它是连接车轮和车厢的重要部件，它能够在列车转弯时实现车轮的自动转向。通过合理的转向架设计，地铁列车能够在不同的弯道半径和速度下实现平稳转弯，减少乘客的不适感。

当然，除了技术手段外

地铁线路的设计和维护

也对列车的平稳转弯起到了重要作用

例如

地铁线路在设计和施工过程中会充分考虑弯道的半径、坡度等因素，以确保列车能够平稳地通过每个弯道。同时，定期对地铁线路和列车进行检查和维护也是保障其平稳运行的重要措施。

来源：南昌地铁