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为什么铁路列车没有方向盘也能转弯

孙小飞老师

　　大家都知道，要使汽车转弯，驾驶员必须控制方向盘让前车轮改变方向。列车车头上并没有方向盘，那么，火车司机究竟是如何让列车转弯的呢？有人认为，沿着钢轨铺设的方向铁路列车自然就能顺利前进，但是，这仅仅是其中一部分道理。

　　首先，列车的左右两个轮子是和轮轴固定在一起的，也就是说，两个轮子滚动的距离是相等的。然而，一个不容忽视的问题就摆在我们面前：弯道处的钢轨是呈弧形的，两根钢轨的长短是不一样的，内侧钢轨的长度要比外侧钢轨的`短，怎么办？为了解决这个问题，技术人员将车轮与钢轨接触的一面——踏面设计成有一定坡度的斜面。这样，车轮的直径就从外向内逐渐变大。当列车在直道上行驶时，两个车轮都是踏面中部与钢轨接触，当列车进入弯道时，内侧车轮在踏面外侧与内侧较短钢轨接触，外侧车轮在踏面内侧与外侧较长钢轨接触，这样一来，两个车轮就变得“步伐一致”，列车就能平安拐弯了。

　　其次，列车转弯时还得依靠一种叫作转向架的装置，因为转向架不仅是连接车轮和车厢不可缺少的“桥梁”，而且还能使车厢不受转弯的影响。通常，一节车厢是架设在两个转向架上面的，而一个转向架则装有两组轮对，当列车转弯时，车厢的中心线就会偏离轨道中心线，这将会使得列车不能圆滑地通过弯道。此时，装在转向架上的一个石磨状“心盘”就起了很大的作用，心盘能使转向架相对于车厢作自由转动，这就像大吊车无需转动下部车体，其驾驶室连同长吊臂一起可以自由转动一样。

　　此外，当列车通过弯道时会产生一种离心力，它将严重威胁列车的行驶安全。为此，在设计弯道时，设计师会根据弯道的曲线半径和列车速度的快慢，来抬高外侧钢轨，使内侧钢轨高度低于外侧钢轨高度，从而列车通过弯道时会产生一个向心力，用来抵消弯道引起的离心力，在线路曲线半径、列车通过速度和轨道倾斜度这三者达到协调的情况下，列车就能安全、高效、平稳地转弯了。

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