隧道效應破壞力有多大?高鐵快速駛離隧道,不可思議的現象發生了

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20 觀看·2024年2月24日
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仔細聽隧道內傳出的聲音
隨著倒計時的秒數會突然響起一聲爆炸聲
接著很快一列高速列車便從隧道口駛出
很顯然剛才的爆炸聲與高鐵有關
像飛機在高速飛行時有音爆
高鐵在隧道行駛時也有音爆發生
隧道音爆是什麼
高鐵快速穿過隧道時
為什麼會有音爆出現呢
飛機產生音爆的原因是
飛機在以高速飛行時
機頭前方的空氣受到壓縮
然後在超音速的時候
會被穿透 從而造成音爆
這個過程中空氣壓縮是關鍵
而高鐵從隧道快速穿過時
由於隧道狹小
車頭前聚集的空氣會被壓縮
然後引起隧道內的空氣壓力集聚波動
形成一定衝擊力
這個壓力波以音速在隧道中傳播
至出口處形成微壓力波
也就是隧道音爆
音爆的能量巨大
甚至可以震動三公里外房屋的門窗
而在隧道內部反射回來的壓力波動
則會使列車以及乘客受到影響
輕者列車晃動
乘客耳膜受到壓迫
嚴重的話會引起車窗破裂
乘客因列車親密性不夠導致耳鳴
那面對隧道音爆
高鐵該如何應對呢
隧道音爆的產生
歸根結底還是空氣不能快速流通
因此將隧道建得大一點
問題便可以迎刃而解
像德國在20世紀80年代初
修建的高速鐵路網
為解決隧道音爆的問題
德國鐵路當局直接採取了
加大隧道斷面積
減小阻塞比的做法
效果比較顯著
但由於這種方法成本較高
所以在其他國家應用較少
那如果不能改變隧道的話
換個角度
要想解決隧道音爆
還可以從列車入手
日本新幹線列車就是個例子
1997年
子彈頭列車技術開發總監
中金英智與其他人一起接受任務
要求在不降低列車速度的前提下
使列車變得更加安靜
最終中金在翠鳥的身上得到了啟發
那就是將翠鳥間歇形繪的流線形形狀
借鑒到高鐵車頭上
而這也是如今新幹線用得最多的車頭形狀
列車的新設計不僅減少了隧道音爆的噪音
還能在保持標準噪音水平的情況下
以更高的速度運行
甚至一定程度上還減少了列車運行時
30%的空氣阻力
降低了能耗
在綜合性能方面比擴大隧道更好用
因此在我國高鐵的發展過程中
也更多採用這種修長流線形的車頭設計
像火箭 青銅箭 軍馬 飛龍等高鐵車頭
唯一例外都是這種形狀
