​地铁会拐弯上下坡吗为什么我们感觉不到「地铁会拐弯上下坡吗为什么我们感觉不

地铁会拐弯上下坡吗为什么我们感觉不到「地铁会拐弯上下坡吗为什么我们感觉不到」

在大城市中，地铁无疑是最常用的交通工具。

然而，对于地铁是否会转弯与上下坡的问题，却很少有人知晓。毕竟，较公交车而言，地铁相对平稳，也相对封闭，乘客无法根据自身感觉与窗外景象判断地铁具体的行进状态。

那么，在实际运行过程中，地铁究竟是否会转弯，又是否会上下坡呢？下面，就让我们来好好研究下这个问题吧！

地铁转弯吗？

对于地铁是否会转弯这个问题，答案是肯定的。在实际的运行过程中，地铁需要行使一段较长的距离，其中势必要通过不少弯道。

但车厢内的乘客，却很少感受到地铁正在转弯。其中的原因就要从地铁列车及线路设计上说起了。

根据基本的力学原理，任何交通工具转弯时，都需要向心力（指向弯道圆心的力），而且转弯速度越快，弯道越急，需要的向心力就越大。

地铁在转弯时，同样需要向心力，否则无法维持沿圆弧的运动。地铁的向心力由自身重力和铁轨反作用力的合力提供。

就像上图中揭示的那样，地铁弯道处的两根钢轨并不像在直道上那样平行，而是呈现外侧铁轨高于内侧铁轨的情况。

其中的原理很简单，在通过弯道的过程中，地铁列车本身就没有与地面在一个水平面上，而是向内侧铁轨方向倾斜。

这样，在重力和铁轨反作用力的共同作用下，列车就可以获得足够的向心力，顺利完成转弯。

如果弯道处的铁轨也保持在一个水平面上，轻则会损伤铁轨与车轮，重则会使通过弯道的地铁列车倾斜角度过大，最终导致列车脱轨。

那么问题来了，为什么地铁里的乘客，几乎感受不到列车在转弯时的倾斜呢？

其实在设计过程中，专家们充分考虑了这一问题。为了最大程度保障乘客的乘车体验，地铁车厢被放置在空气弹簧上。

它的作用是通过空气的充排，让整个地铁列车处于平稳运行状态。这样的空气弹簧，在每个转向架上都有安装。

当然，仅仅靠空气弹簧还不足以解决列车转弯时的平稳运行问题，这时候就需要高度调节装置大展身手了。

当地铁列车在转弯过程中，不可避免地向内侧方向倾斜，高度调节装置就会对空气弹簧的充排气进行有效控制。

内侧的高度调节装置受到列车倾斜影响，被挤压向下，开始进行充气操作；外侧的高度调节装置则对应地开始排气。

在这两侧空气弹簧与高度调节装置的综合作用下，转弯时地铁的外侧车轮虽然比内侧车轮高，但是列车车厢依然能在转弯过程中保持水平状态。

需要注意的是，为了避免极端情况的发生，地铁列车与转向架之间有钢锁连接，以防止弯道两侧的空气弹簧与高度调节装置同时发生故障，这样地铁列车就不会因为车身过度倾斜而侧翻。

地铁上下坡吗？

在地铁转弯的问题解决后，地铁上下坡的问题又出现了。在正常运行过程中，地铁确实会出现上下坡的情况，但由于坡度不大，使得上下坡不易被地铁列车内的乘客所察觉。

成都地铁运营公司的列车驾驶员凌浩在接受媒体采访时，就“进站时列车是在上坡，出站时是在下坡”问题做出解释。

凌浩驾驶员介绍道：“出于节能的考虑以及更好的制动和加速，每个车站在进站时，进站都是上坡；出站时都是下坡，只不过坡度都不大，所以乘客并不会感觉到。”

目前，在地铁运行线路的设计过程中，进站后上坡与出站后下坡已经成为标准做法，并写入工程教材，北京地铁也采用了这种设计。

进站后上坡的意义在于，正常行驶的地铁列车在经过上坡时，能够实现自然减速，同时能够节省一定的制动能源。

出站后下坡的意义在于，正常行驶的地铁列车在经过下坡后，能够借助下坡实现自然加速，节省了一部分为地铁加速的能源。

为了保障乘客的出行安全与舒适度，地铁本身具有坡度限制。根据我国《地铁设计规范》，地铁正线坡度（与水平面角度的正切）一般不超过30‰，困难时不超过35‰。

除了进出站处常规的上下坡外，地铁线路附近如有河流、管道、其他线路等障碍物时，也需要通过上下坡来避让。

为了保证坡度满足要求，地铁通常会在离障碍物1~2站的位置就开始提前缓慢下坡，绕过障碍物后，也需要1~2站的距离来完成爬升，而不是在障碍物附近突然上下坡。

这样严格的坡度限制使得地铁即使上下坡，也不会让人察觉，更不会产生颠簸。比如北京地铁10号线最大坡度为29‰，但这样的坡度，并不会影响到地铁列车的平稳度。

说到这里，相信大家不仅知道了地铁列车在行驶过程中会转弯及上下坡，而且对于其中的基本原理有了一定的了解。

希望大家在看完本篇文章后，能够把地铁转弯以及上下坡的科学知识普及给身边的人，让他们也有机会能够沉浸在科学的世界中。