今天坐高鐵的時候有帶機子,發現一件很有趣的事情

新竹到台中之間 有幾個地方軌道有稍微轉彎(約略小於10度)

通常我們開車,進彎道之前都會減速,但我發現高鐵好像不是這種開法,彎道前後反而車速非常快

有專家知道為什麼會這樣嗎? 還是我的錯覺?

航跡檔.zip
高鐵遇軌道彎曲路段好像也有倾斜功能 所以能不用降速
像是賽車專用的跑到在彎道處是傾斜的,主要就是計算平均車速、彎曲度所會產生的離心力,然後讓路面傾斜

簡單講平常直線開車時車子只有重力向下
但是當高速轉彎時,離心力作用會使得車子的重力方向向外偏移,遇上路面溼滑車子就會往外側滑出,所以一般路面的轉彎才需要減速,好讓輪胎與路面的摩擦力大於離心力,這樣車子才不會滑出去

至於高鐵使用專用的軌道,在彎道處應有配合軌道傾斜,只是我幾次搭乘高鐵倒是沒特別去注意到轉彎時的速度以及是否有傾斜
這道理我是懂,但就是因為在車上一點也觀察不出來有傾斜(身體的感覺以及目測兩旁景物的角度),才會覺得很奇怪

雖然彎道轉向的角度不大,但是車廂這麼重,速度這麼快,不知道要傾斜多少角度車廂才不會飛出去?

一般的泡泡水平儀在這種情況之下能有效測量實際的傾斜角度嗎?
Wei_1144 wrote:
這道理我是懂,但就是...(恕刪)


不行

如果水平儀當時是放在車上測試,那麼因為水平儀也會承受側向加速力的關係,測出來的數據也會是錯的

類似狀況也會發生在一些內部裝有慣性陀螺儀的設備中,例如有次搭車時拿出具有內建水平儀功能的Nikon D700相機拍照,結果發現同事踩油門加速時,水平儀標示出來的地平線其實與視野中看到的地平線角度天差地遠(依照加速程度的不同,最高可以到30度左右的偏誤量)



稍微補充一下,這種道路或鐵軌在彎道中向內側傾斜設計的線型,有個術語叫『超高』(super elevation),超高是根據路線的設計速率計算出來的,但是它不可以無限制的增加,原因在於如果超高太高,那麼當車輛以遠低於設計速率的車速行經該彎道時,可能會有因為向心力(離心力)不足而朝彎道內側翻覆的風險。

為了解決這個兩難,因此才會出現後來所謂的『擺式列車』,利用懸吊系統的可變設計在車輛進入彎道時改變車體重心產生一些額外的向心力,再配合上原本的路線超高,來達到更高的設計速率,日本的九州新幹線所使用之800系列車是第一款有追加擺式傾斜設計的新幹線車輛,而最近陸續開始出現在東海道與山陽新幹線上的N700系則是沿用了800系的部分設計,所以一樣具有相同的傾斜能力。台灣的700T是以舊型的700系/500系為基礎開發的,所以沒有擺式過彎的功能。有搭過800系的人就會知道,那輛車在過彎時傾斜的角度很誇張,坐在窗旁往下看時會有種幾乎可以看到地上枕木的感覺,但卻不會感覺不舒服,是種很神奇的體驗!
SElephant wrote:
不行

如果水平儀當時是放在車上測試,那麼因為水平儀也會承受側向加速力的關係,測出來的數據也會是錯的

類似狀況也會發生在一些內部裝有慣性陀螺儀的設備中,例如有次搭車時拿出具有內建水平儀功能的Nikon D700相機拍照,結果發現同事踩油門加速時,水平儀標示出來的地平線其實與視野中看到的地平線角度天差地遠(依照加速程度的不同,最高可以到30度左右的偏誤量)

嗯,但是列車傾斜的時候,泡泡水平儀裡面的泡泡受到的離心力與向上浮升的方向是一致的,個人覺得可能會讓泡泡水平儀對這種傾斜更敏感,下次想到的時候再實地實驗一下好了


稍微補充一下,這種道路或鐵軌在彎道中向內側傾斜設計的線型,有個術語叫『超高』(super elevation),超高是根據路線的設計速率計算出來的,但是它不可以無限制的增加,原因在於如果超高太高,那麼當車輛以遠低於設計速率的車速行經該彎道時,可能會有因為向心力(離心力)不足而朝彎道內側翻覆的風險。

為了解決這個兩難,因此才會出現後來所謂的『擺式列車』,利用懸吊系統的可變設計在車輛進入彎道時改變車體重心產生一些額外的向心力,再配合上原本的路線超高,來達到更高的設計速率,日本的九州新幹線所使用之800系列車是第一款有追加擺式傾斜設計的新幹線車輛,而最近陸續開始出現在東海道與山陽新幹線上的N700系則是沿用了800系的部分設計,所以一樣具有相同的傾斜能力。台灣的700T是以舊型的700系/500系為基礎開發的,所以沒有擺式過彎的功能。有搭過800系的人就會知道,那輛車在過彎時傾斜的角度很誇張,坐在窗旁往下看時會有種幾乎可以看到地上枕木的感覺,但卻不會感覺不舒服,是種很神奇的體驗!...(恕刪)

這個很有趣,剛剛到網路上查看了一下圖解,擺式列車好像會根據車速主動的傾斜車廂,就像我們跑步過彎時會傾斜身體一樣。台灣的700T是沒有擺式過彎的功能,所以行車安全要憑靠 超高、車速、重量、轉向角度 的配合 歐?! 真巧妙

Wei_1144 wrote:
這個很有趣,剛剛到網路上查看了一下圖解,擺式列車好像會根據車速主動的傾斜車廂,就像我們跑步過彎時會傾斜身體一樣。台灣的700T是沒有擺式過彎的功能,所以行車安全要憑靠 超高、車速、重量、轉向角度 的配合 歐?! 真巧妙...(恕刪)


其實最有感覺的比喻方式,就是騎腳踏車時壓車啦!

試想一下如果強制規定騎車過彎時不可以壓車,只能用轉龍頭過彎的話,需要把速度降到多慢才過得了........
剛剛把 台中-新竹(北上) 的一段航跡拿出來分析一下,下圖中:
. 時間由左到右
. 黃色細線代表速度
. 藍色細線代表高度
. 綠色箭頭指出這段路段最高速(302Km/h)的發生點


可以看到此點是在過彎之前



我猜,是這樣的:


說不定是順便利用彎道減速

有點像是雲霄飛車的感覺...



疑,還是故意將速度拉高一點,以補償過彎時的速度損耗?

奇怪,路線真的是迫不得以才有這樣的轉向嗎? 還是故意設計成像這樣 有點輕微的轉向?
iPodMan wrote:
caawang大 您說的提早七八分鐘或十分鐘的情況實在不太可能
我都是盡量將列車控制在表定時間的正負五秒內到站...(恕刪)

請問一下是怎麼控制的啊?會不會很困難?

這種控制是由電腦自動化的嗎?列車的速度是自動控制的?還是需要人工控制?

3Q
Wei_1144 wrote:
請問一下是怎麼控制的...(恕刪)


列車運轉都會有一個表定速度,按照表定速度開車就行,電腦去計算就好,這個東西在排列車時刻表就已經算好了


另外高鐵目前商業運轉最高速度300km/h(ATC號誌給的最大速度300km/h),速度高過300km/h,ATC號誌系統會強制煞車到300km/h,所以不可能有320km/h,那是您GPS的誤差了.(前面的討論文章沒再看喔)

另外台灣高鐵除了台北-板橋 最高指示速度是120km/h外,其餘路線目前最高安全運轉速度都可以給予300km/h(其實台灣高鐵土木建設是用350km/h)但其實很少有列車跑道300km/h,因為以現在列車排點,不用300km/h就可以準點。
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