出品：科普中国

作者：石畅（物理化学博士）

监制：中国科普博览

据“央视新闻”官方微博报道，有网友近日在山东青岛拍摄到普速列车、“和谐号”与“复兴号”三代列车同时在铁轨上行驶的罕见画面，不同发展形态的列车同框，犹如现实版的“平行时空”。

中国三代列车同框

（图片来源：央视新闻微博视频号）

从“中国温度”到“中国速度”，三代列车的同框亮相，不仅是一幅令人震撼的时代进步画卷，更是中国自主创新能力与科技进步的辉煌见证。从普速列车到现在的复兴号，中国列车这些年经历了什么样的变化呢？

普速列车：岁月的低吟

“啤酒饮料矿泉水，花生瓜子八宝粥，胳膊腿儿收一收”，如果你坐过普速列车，肯定对这句话不陌生。高铁、动车问世之前，普速列车一直是铁轨上的“霸主”，不管你是深处异乡的游子，还是向往诗和远方的旅行者，“绿皮车”总能带你到想去的地方。如今普速列车已经不仅仅是一种交通工具，更是承载着无数人怀旧情怀与时代记忆的载体。

普速列车的全称是普通速度列车，是指行驶速度较低的客运列车。一般情况下的正常车速只有120km/h左右，部分特快列车可达160km/h，包括以字母K开头的快速旅客列车、以字母T开头的特别快速旅客列车、以字母Z开头的直达特别快速旅客列车。

绿皮火车

（图片来源：veer图库）

除了熟悉的叫卖声，普速列车最令人印象深刻的就是早期车头的白色蒸汽或者黑烟。普速列车的车头为什么会出现蒸汽或黑烟呢？火车头的白色蒸汽其实是水蒸气。最初，普速列车的动力主要来源于燃煤蒸汽锅炉，煤等燃料在锅炉中燃烧，加热水产生蒸汽，推动活塞运动，从而驱动列车前进。

随着科技的发展，内燃机车逐渐取代了蒸汽机车，成为普速列车的主要动力来源。内燃机车以柴油为燃料，通过柴油机工作带动发电机运转，进而驱动列车，该过程中燃料燃烧不完全会产生黑烟。

内燃机车

（图片来源：veer图库）

而进入现代，电力机车成为普速列车的主流，它们依靠电网供电，通过变压器将高压电转换成驱动电机的低压电，实现列车的稳定运行。同时，从环保的角度来看，电力机车对环境要友好一些。

和谐号：时代的强音

时间回溯到2004年，为满足列车提速的需求，我国相继从国外引进高速动车组技术并开启了为期数年的研发与制造工作。2007年，中国铁路第六次铁路大提速正式开始，属于中国的和谐号动车组列车正式上线，填补了中国高速列车领域的空白。

尽管多方引进、弯道超车的策略为中国高速列车的发展赢取了时间，但是也带来了技术兼容性的问题。例如基于不同技术平台研发车型的操作平台、相关零部件等难以互通，给实际运行和维修带来了极大的挑战。基于此，中国多家研发单位突破国外技术的封锁，逐步实现了车体、转向架等技术的自主研制，并且实现了中国标准动车组列车网络控制系统的硬件和软件的自主化，为列车装上了“中国脑”。

和谐号的出现为大家的出行带来了质的飞跃，不仅缩短了旅行时间，还大大提高了旅途中的乘车舒适度。一般情况下，以D开头的和谐号动车组列车速度为200-250km/h，以G开头的则代表速度更快的高速动车组列车，时速可达300-350km/h。为什么和谐号列车可以具有更高的速度？

高速列车

（图片来源：veer图库）

先进的动力系统：和谐号列车采用先进的电力牵引技术，整列火车的每一个车厢都装有驱动电机，可以在提供更大牵引力的同时提高列车的稳定性和安全性。

更低的空气阻力：和谐号列车的车头采用流线型设计，类似于“子弹头”，该设计不仅能够降低列车在高速行驶下的空气阻力，还能增大列车与轨道的作用力，避免列车脱轨。同时，列车的车身结构和悬挂系统也经过精心设计，确保了列车在高速行驶时的稳定性和舒适性。

完善的基础设施：中国高速铁路的基础设施建设非常完善，包括无缝钢轨、无砟轨道、高架桥梁和隧道等，这些设施为和谐号列车的高速运行提供了坚实的保障。

高铁铁路桥

（图片来源：veer图库）

复兴号：未来的序曲

复兴号是中国自主研发、具有完全知识产权的新一代高速列车，是真正意义上的“中国娃”。最高运营速度可达350km/h左右。复兴号的研发集成了大量国产高新技术，实现了牵引、制动、网络、转向架、轮轴等关键技术的突破。这一过程中，中国铁路科研团队攻克了众多技术难题，形成了具有自主知识产权的高速列车技术体系。

与和谐号相比，复兴号列车的车头采用了更加先进的低阻力流线型车头，整体车身也更加平顺，在运行过程中的能耗更低。

复兴号列车

（图片来源：veer图库）

复兴号列车还给旅客带来了更好的乘坐体验，不同于普速列车中的人挤人的场面，复兴号列车内部显得尤为宽敞，座椅间距超过1米。此外，列车还实现了全车Wi-Fi覆盖，全程免费。细节之处均能彰显中国制造的强大。

复兴号列车内部

（图片来源：veer图库）

未来列车还将在哪些技术方面进行突破？

超高速列车技术：高温超导磁悬浮技术依靠高温超导材料的创新应用，可以实现列车的无接触悬浮与高效推进，极大降低了摩擦阻力。该技术在列车的应用有望实现高铁速度的进一步突破。

疾驰的列车

（图片来源：veer图库）

环保与节能技术：利用太阳能、风能等可再生能源或清洁能源作为动力来源，减少化石燃料的使用，降低碳排放。例如，燃料电池为列车提供电力，不仅具有环保的优点，还能在降雪等恶劣天气为列车提供动力。

轻量化设计与材料应用：通过采用更轻、更坚固的材料，如碳纤维复合材料等，减轻列车的重量，从而降低能耗，提高列车的运行效率。

结语

三车并行，时代印记。从普速到和谐，再到复兴，中国铁路见证了国家的伟大飞跃。这不仅是技术的进步，更是人民奋斗与创新精神的体现。未来列车技术还将会进行一系列技术的突破，我们也期盼着更加高效、便捷和环保的出行方式。

参考文献：

1.Raghunathan R S, Kim H D, Setoguchi T. Aerodynamics of high-speed railway train[J].Progress in Aerospace Sciences, 2002.

2.孙章.“复兴号”开启中国铁路新时代[J].科学, 2017.

3.薛淳,方鸣.中国和谐号CRH动车组[J].中国科技投资, 2008.

4.许人华.东风8B型内燃机车[J].铁道机车与动车, 1998.

来源: 中国科普博览

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