為什么鐵路列車沒有方向盤也能轉彎

大家都知道，要使汽車轉彎，駕駛員必須控制方向盤讓前車輪改變方向。列車車頭上并沒有方向盤，那么，火車司機究竟是如何讓列車轉彎的呢？有人認為，沿著鋼軌鋪設的方向鐵路列車自然就能順利前進，但是，這僅僅是其中一部分道理。

首先，列車的左右兩個輪子是和輪軸固定在一起的，也就是說，兩個輪子滾動的距離是相等的。然而，一個不容忽視的問題就擺在我們面前：彎道處的鋼軌是呈弧形的，兩根鋼軌的長短是不一樣的，內(nèi)側鋼軌的長度要比外側鋼軌的短，怎么辦？為了解決這個問題，技術人員將車輪與鋼軌接觸的一面——踏面設計成有一定坡度的斜面。這樣，車輪的直徑就從外向內(nèi)逐漸變大。當列車在直道上行駛時，兩個車輪都是踏面中部與鋼軌接觸，當列車進入彎道時，內(nèi)側車輪在踏面外側與內(nèi)側較短鋼軌接觸，外側車輪在踏面內(nèi)側與外側較長鋼軌接觸，這樣一來，兩個車輪就變得“步伐一致”，列車就能平安拐彎了。

其次，列車轉彎時還得依靠一種叫作轉向架的裝置，因為轉向架不僅是連接車輪和車廂不可缺少的“橋梁”，而且還能使車廂不受轉彎的影響。通常，一節(jié)車廂是架設在兩個轉向架上面的，而一個轉向架則裝有兩組輪對，當列車轉彎時，車廂的中心線就會偏離軌道中心線，這將會使得列車不能圓滑地通過彎道。此時，裝在轉向架上的一個石磨狀“心盤”就起了很大的作用，心盤能使轉向架相對于車廂作自由轉動，這就像大吊車無需轉動下部車體，其駕駛室連同長吊臂一起可以自由轉動一樣。

此外，當列車通過彎道時會產(chǎn)生一種離心力，它將嚴重威脅列車的行駛安全。為此，在設計彎道時，設計師會根據(jù)彎道的曲線半徑和列車速度的快慢，來抬高外側鋼軌，使內(nèi)側鋼軌高度低于外側鋼軌高度，從而列車通過彎道時會產(chǎn)生一個向心力，用來抵消彎道引起的離心力，在線路曲線半徑、列車通過速度和軌道傾斜度這三者達到協(xié)調(diào)的情況下，列車就能安全、高效、平穩(wěn)地轉彎了。