春节期间,高铁因雪被阻,绿皮车救急的新闻发出后,引发人们对这背后的科学原理的关注。
2 月 4 日,武汉铁路局的微博发布过一份公告,解释了冰冻雨雪天气高铁大面积晚点的原因,主要包括三点:接触网覆冰导电不良、道岔结冰转换不灵活、线路积雪列车降速运行。
其中,线路积雪好理解,重点看道岔结冰和接触网覆冰。
道岔结冰:
高铁列车在转换线路的时候,也跟普通列车一样,需要通过道岔结构来改变路线。道岔内的积雪,冰块会影响道岔的正常工作。虽然一些高速铁路是有道岔融雪装置的,但如果出现极端大雪天气,道岔结构还是可能出现故障。
接触网覆冰:
更严重的是接触网覆冰。跟传统的列车不同,高铁的动力来源不是传统的柴油,而是电。这个电就来自于高铁车厢上方的高压线。这些高压线组成的网络,就被称作“接触网”,或者“架空接触网”。
高铁能够通过一个叫受电弓的结构,跟高压线连接取电。受电弓将高压电取到车内,经过降压处理,用来驱动高铁。
高铁车厢上方的受电弓
但如果电线上出现冰了,弓形头和电线之间的接触会受到影响。有些人看到的高铁一路开一路释放“闪电特效”,就是弓形头和电线之间的冰引起的。
受电弓上的电弧
另外,电线上的冰也可能让电线变得更重,晃动得更厉害。同样影响高铁列车取电,为了尽可能稳定地获取电流,高铁列车也只能降低运行速度,严重的时候只能暂时停车等候。
想解决这个问题,方法也很简单粗暴,就是除冰。但人工除冰需要一定时间,就会造成晚点。
救急的绿皮车是一些非常早的铁路客车车型,这些“老绿皮车”的典型特征就是慢,而且大部分“老绿皮车”没有空调,在炎热的夏天,人们往往要打开车窗透透气。
可以肯定的是,绿皮车当然也会受到道岔结冰和线路积雪的影响,但因为它行驶速度比较慢,再加上铁路工人的连夜抢修,这些问题对绿皮车行驶影响很小。
另外,绿皮车有不同类型的动力来源,有些绿皮车跟高铁一样是纯电力驱动的,有些绿皮车则是靠内燃机驱动的,还有些绿皮车是靠蒸汽机驱动的。
所以对高铁动车组影响最严重的“接触网覆冰”,对靠内燃机驱动、蒸汽机驱动的“绿皮车”来说几乎没有什么影响,所以绿皮车能够参与救急。