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力與運動

更新時間: 2007/06/22 下午 09:31:11
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傾斜列車》曲線路搖擺 太魯閣號快跑         【聯合報/記者蔡惠萍、郭錦萍】       2007/05/09

「哇,這是高鐵嗎?可是這裡明明就是火車站啊!」當銀底車身、腰間漆上閃亮橘線的流線型鋁合金車體緩緩駛進樹林車站時,所有乘客莫不睜大了眼睛;這是台鐵首次自日本引進傾斜式列車「太魯閣號」,昨天起將加入東部幹線服務行列,成為台鐵的「生力軍」,原台北到花蓮間需時兩小時卅分鐘,將縮短至一小時五十五分。

「傾斜式列車」顧名思義,就是在行駛時會左右搖擺的列車,不論是傾斜式列車、擺錘式列車、搖擺式列車、振子列車都是「擺式列車」,指的是車體在轉彎時可以側向擺動,因此能夠在彎曲路段高速行駛無需減速。

外貌和高鐵神似的台鐵傾斜式列車,太魯閣號開始在東部幹線奔馳;而傾斜式列車就是靠車廂下轉向器旁這傾斜控制器(右圖),才能「很搖擺」。(聯合報系資料中心/提供)

任何車輛在高速轉彎時,車內的物件和乘客都會受到離心力的影響,這是因為車內的物件以本來慣性直線前進,與轉彎中車輛的前進方向並不一致,於是產生了相對的加速和力;在鐵路列車上,這種「離心力」引致車上的物件和行李傾側滑行,不但會把座位上的乘客推向一旁,若是站著的乘客更可能因此失去重心跌倒。

但是像飛機及單車之所以能夠較高速轉彎,因為它們在轉彎時都會向側面傾斜,但是像汽車與火車這類在路面行駛的運具,車輪都須緊貼地面,本身並無法傾倒,所以一轉變就必須減速。

列車轉彎時需要一個向彎道內側的向心力支撐,否則列車將會因離心作用而脫軌。傳統的輪軌鐵道都是將彎道外側鐵軌適當填高,讓列車轉彎時稍微向內側,只要傾斜度與列車在彎道時的速度配合恰當,路基對列車的斜上支持力和列車重力,便剛好提供列車轉彎時所需的向心力。

但因外側鐵軌能提高的程度有限,而且是修建時就固定了,所以列車經過彎道時速度不可能太高,並且運行速度也不可能與設計值完全吻合,也因此,彎道處的鐵軌的不均衡磨損也會特別嚴重。同時,列車由直道進入彎道,和通過穩態彎道所需的向心力是逐漸變化的,所以僅靠列車速度調節,效益也不好。

為了讓轉彎時能夠維持高速,傾斜式列車主要在於車廂與車輪間增加彈性機電裝置,當車輛向左轉時,主動車體向左傾擺,讓重力抵銷向右推的離心力,好讓列車在行經曲線路段時,車廂能用更大的傾斜度而不必擔心會翻車,也不必降低車速以保持行車的安穩,讓火車也可以「很搖擺」。

延伸閱讀

1.台灣鐵路火車百科/蘇昭旭/人人出版社
2.日本新幹線四十年/廣田尚敬、廣田泉/人人出版社
3.台灣鐵道趣味漫談/洪致文/時報出版社
4.台灣的火車母圖鑑•台灣的鐵道年表/戴震宇/遠足文化

相關參考:
•台鐵太魯閣號簡介
•搖啊搖 太魯閣號好暈喔(此新聞連結7日內有效)

【2007/05/09 聯合報】

 

 

飛彈》狙敵千里外 飛彈有眼睛     【記者盧德允】

由飛機發射的響尾蛇飛彈,會透過裝在飛彈上的接收器或尋標器,捕捉目標物放射出來的能量後,鎖定攻擊。(本報資料照片/記者杜建重攝影)

外電報導美國政府開始關心台灣發展的飛彈具有攻擊性質,可能「挑起台海軍事緊張,破壞區域安定」。前一陣子北韓發射大浦洞「飛彈」,讓美日中都為之緊張。飛彈常見於日常口語和時事新聞,但它到底有多少種,可以拿來打什麼目標?

飛彈一般分成四種:

一、地對地飛彈或面對面飛彈SSM:從地面或水面船艦、潛艦發射,攻擊目標包括地面設施或海面船艦。德國V-1及V-2都屬於地對地飛彈;反艦飛彈也歸在這類,如美製魚叉、法製飛魚和國造的雄風。

二、地對空飛彈或稱面對空、防空飛彈SAM:從地面或水面船艦、潛艦發射,攻擊在空中飛行的目標。如國軍現役的愛國者、天弓等。

三、空對空飛彈AAM:從飛機發射,攻擊敵機或飛彈。也可用來特指可以攻擊敵方內陸重要關鍵目標的戰略武器,且依其飛行方式,可再細分「彈道飛彈」 和「巡航飛彈 (或巡弋飛彈)」。如美製的響尾蛇、麻雀、AM-RAAM,和國造的天劍一型、二型。

四、空對地飛彈或空對面飛彈:從飛機發射,攻擊地面設施、車輛,或水面船艦及水面以下的目標。如美製的小牛、地獄火、空射魚叉、空射雄風等。

彈道飛彈是以固體或液體燃料火箭為推送升空的動力,推力終止後,以慣性作用繼續未完成的大部分飛行路徑,因受地球重力作用,飛行軌跡趨近拋物線(俗稱「彈道」),所以叫彈道飛彈。最近北韓發射的「蘆洞」、「大浦洞」都是彈道飛彈。

巡航飛彈必須符合數項要件,譬如其彈體、彈翼穿越空氣時會產生上升浮力,也需要自身具備「吸氣式推進」如噴射引擎來前進;而且還要能夠巡航,以最少燃料飛行最大距離,即飛行過程中絕大部分都以最經濟有效的速率和高度作等速飛行,速度及高度當然遠較彈道飛彈來得低。

「戰斧」可說是世界上最有名的巡航飛彈,而魚叉和雄風二型兩種反艦飛彈,也都屬於巡航飛彈。

【2006/07/19 聯合報】