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本帖最后由 twq19810302 于 2023-11-7 11:03 編輯
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美國旅行家曾在游記中寫道:“只要有昆侖山脈在,鐵路就永遠到不了拉薩?!?/font>
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7 F- \1 g, L/ y( M; C4 V后來,我國青藏鐵路通車,從此火車穿越昆侖山脈,在拉薩的雪峰穿梭。" R: ]& M# }! f: ^% t9 I5 B0 B
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青藏鐵路是中國乃至世界工程史上的“奇跡”,整體工程分為兩期,第一期是西寧到格爾木,第二期是格爾木到西寧。不過,當火車抵達格爾木之后,需要先更換美國的內燃機火車頭后再前往拉薩。
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: P! H. u# a B. t" d( q. E8 p8 O可中國是基建大國,為什么不選擇抗寒性更好的電力車頭,又為什么要更換美國的火車頭?
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為什么要換美國火車頭9 N) d0 d; C9 U$ T, _6 n
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在長達數(shù)千年的歷史長河中,青藏高原一直都是“危險”的代名詞。
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1 `! J, U; D! K- p2 ?唐代文成公主進藏聯(lián)姻,結果在抵達拉薩時,隊伍只剩下一半人,隨行畜牲更是死傷無數(shù)。
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但是就算進入西藏的難度如同攀天梯,我們也從來沒有想過丟掉西藏,為此我們修建了青藏公路。
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可在經濟發(fā)展的驅使下,公路的運力已經無法滿足需求,青藏和其他省份都需要一條從早到黑、一年四季都能跑的鐵路,于是中國花了半個世紀修建了青藏鐵路。
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但是,在建造鐵路的同時,考慮到鐵路沿線環(huán)境的特殊性跟惡劣性,中國還需要專門為青藏鐵路量身打造一款火車。
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如今中國的火車線路基本上已經實現(xiàn)電氣化,在西寧到格爾木路段也是采用電機驅動的內燃機,這里地勢相對平穩(wěn),可以采用電力驅動的內燃機,既環(huán)保又能滿足運力需求。0 @) ^/ R: P9 N' t$ ?
但是,既然電力驅動內燃機這么好,為什么到了格爾木到拉薩路段就要選用美國的柴油內燃機?中國不能自己造內燃機嗎?; c( m* }! c. z% L! t& L
) Q! {8 j! |% ]5 D" R有人說,這是因為美國的內燃機比較好,確實是這樣子的。' L' S( f" Q# [
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當時中國選擇購買美國通用汽車公司專門設計的“NJ2型”火車頭,該款火車頭采用柴油增壓技術。
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簡單來講,該款火車頭的驅動原理是通過燃燒柴油轉化電能,配備有7FDL柴油機,標定功率3234kw,裝車功率3000kw。+ e+ e8 q: Z& ~3 W2 H! C
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在運行過程中,柴油機的功率可以根據海拔變化而進行調整,從這幾個方面來看,該款火車頭的優(yōu)勢是相當明顯的。
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7 s7 I- d! k: o% a其實格拉段選用美國內燃機確實是因為美國的內燃機更好,當時中國也沒辦法立刻造出來適合這一路段的內燃機,這主要跟青藏鐵路面臨的一些世界級難題有關。
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3 K! i3 N# S- ~' y4 N3 F建設青藏鐵路的兩個難點
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( j: n" k' x9 n% ?1 q首先,青藏鐵路途經的凍土區(qū)長達545公里,是截至目前全球途經凍土區(qū)最長的鐵路。3 G, L2 K% ]# w# A5 d: ~) c
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凍土實際上是指含有水分的土壤,一旦氣溫到達或者低于零度,凍土就會結成冰,成為梆硬梆硬的土塊,反之則會融化。7 C* L/ a7 M& J+ c) o
, e/ N- ~# u; a0 y青藏鐵路相當于要到世界上最高的地方,中間要跨越5000多米的高山,還有大量河流、峽谷等等,這時加上凍土相當于安了一地的不定時炸彈。
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當夏季溫度上升時,一些非永久的凍土會融化,看起來就像是一個隨時會陷下去的泥潭。0 C, D# Z% A+ r( S8 s& ~& R
4 e4 D6 g! |- X/ u$ b& ^因為水化成冰會導致體積縮小,進而使得地面下沉,而冬季恰恰相反。
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凍土的凍脹會直接威脅鐵軌跟列車的安全,后來工作人員先是到了青藏高原建設凍土觀測站,以便摸清沿線的凍土情況,然后采取在基地鋪設草皮、泡沫塑料等材料給凍土“保溫”,進而降低凍土對鐵軌的影響。. a" @+ P7 }9 K- y; q0 M$ r
l4 u1 s/ b0 p# h在盡量降低凍土對鐵軌的影響之后,還需要考慮凍土跟溫度的變化給火車帶來的影響。這些變化會直接影響火車頭的功率,而“NJ2”型火車頭能夠根據這些變化而調整功率。
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其次,青藏鐵路格爾木到拉薩路段的平均海拔高達4438.41千米,其中有超過八成的線路,海拔超過4000米。& Z+ V O* `( l
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在這一段線路中,青藏鐵路需要經過高山、峽谷等復雜地形,地形的起伏跌宕要求火車車頭要有足夠的牽引力,而中國的內燃機主要還是適用于平原、丘陵地區(qū),牽引力不足以滿足列車在高原高速行駛的需求。" G: A" a$ X, _ |2 E/ m- e& d
+ K9 s- W `& }3 e, O d其實一般海拔4千米以上的地方已經直接跟“死亡”掛鉤,這里的含氧量極低,許多人會因為缺氧而出現(xiàn)惡心、血壓升高等高原反應。4 O+ x' b( ?5 N4 |
加上海拔較高的地方氣候寒冷,導致每年真正能夠施工的時間僅有七八個月。* q0 \/ c* e! U5 R- E, I
2 t2 ^7 H: F! J7 T1 P: w( k% r如果選擇采用電氣化線路,工人們需要先到海拔4000多米高的地方鋪設電纜,這相當于要去高原鋪電線、建電站,可想而知整個過程會有多困難。7 c4 n+ m Q/ Q, E0 X# r% {! R# a8 N
8 D$ J6 b' p) ?7 E# s/ {9 H更為棘手的是,特殊的氣候、地質、地形導致格拉段自然災害多發(fā),這些自然災害隨時可能會導致供電線路出現(xiàn)中斷,甚至引發(fā)安全事故。7 m4 z' O8 y" f [: J) u0 V5 }. K
: D* f+ O* p u% k- \而柴油機發(fā)動機的內燃機不用外部提供電力,加速、變軌等都只依賴內部裝置,只要鐵軌正常就能行駛,更加具有穩(wěn)定性。5 e9 _! o: M I8 m6 c. R# ~6 S
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另外,相比較傳統(tǒng)線路,電氣化線路對于維護的要求較高。
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0 i2 \1 o4 I7 r' {以高鐵為例,如今中國一條高鐵的維護成本是幾千萬乃至上億元不等,而放到高原上這一數(shù)字還會繼續(xù)飆升。% K+ s' r1 C9 y" f% y
( n$ |% D$ m2 T1 G3 j s' W% w就算真的財大氣粗不愁錢,有沒有人每天去維護都是個大問題。
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但問題來了,為什么就格拉段選擇柴油發(fā)動機?這與柴油發(fā)動機一大弊端有關。
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柴油發(fā)動機的局限* j5 q+ ]" Q# K) K: S4 |. E' c
3 u0 P8 V; Q- O- q柴油機在工作過程中會產生一氧化碳、二氧化硫等諸多污染物,但是青藏高原的生態(tài)環(huán)境相當脆弱,一旦遭遇破壞,很有可能在幾年乃至幾十年內都沒有辦法恢復,所以要盡可能地減少使用內燃機。
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2 g: J) S& @: N5 V# y- E' n 更直白一點來講,格拉段選擇內燃機是不得不選的,既然已經決定要使用內燃機,中國為什么不自己造呢?2 ~8 l# |5 L/ I8 G9 V6 E
$ d, N, L9 U1 n; u- k5 }( X: J事實上,中國并不是完全沒有內燃機,但是當時中國的重心是放在研究高鐵上,很難掏出大量金錢投入內燃機的研發(fā)。- `- F2 O* ~; y: h/ k
8 f; i* X; x/ b/ i/ |加上建設青藏鐵路已經迫在眉睫,最終中國便選擇了最簡單粗暴的辦法,即從美國購買火車頭,直接搞出了“混血列車”。- _+ z9 O* j4 z9 b* z, r. d$ I
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正是在如此惡劣的環(huán)境下,中國人花了近半個世紀的時間,終于將青藏鐵路修完了,這再一次給世界上演了一出逆天改命的大作。
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$ p' Z0 q; \& r5 \. y但是,隨著技術的進步,未來格拉段有沒有可能更換成電氣線路,甚至讓高鐵動車跑上青藏高原呢?
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早在2023年7月1日,“復興號”動車順利駛入西格段,這意味著青藏鐵路已經正式進入“動車時代”。
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$ m# W+ m. s( f, h本次駛入青藏鐵路的動車是新型的CR200J復興號動車組,時速高達160公里。該款動車是專門根據高原地區(qū)的環(huán)境設計的,可以在海拔3500高的地區(qū)行駛。
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在鐵路科技快速發(fā)展的中國,動車駛入青藏鐵路已經不是難題,未來動車駛進海拔更高的格拉段更是指日可待$ M% x# P* S, q% |/ i
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