阻止铁路延误的新技术

用干冰丸来清除火车轨道上的泥状树叶
2021年10月12日

采访

罗杰·刘易斯,谢菲尔德大学

时钟

墙上的钟

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我们已经进入了秋天,这经常会带来一个长期存在的问题:铁路上的落叶和火车延误。在21世纪,像树叶这样平凡而脆弱的东西会让公共交通陷入停顿,这似乎很奇怪,但这是一个严重的问题。树叶中的单宁酸与铁轨中的铁发生反应,产生超级光滑的表面,使火车车轮滑过。值得庆幸的是,谢菲尔德大学的机械工程师可能很快就会拯救我们,让这种通勤灾难成为过去。Sally Le Page报道。

火车广播——我们很抱歉地通知大家,1822次开往剑桥的火车由于中途滞留而误点。对于造成的任何不便,我们深表歉意。

莎莉:啊,我们都害怕听到的通告。但是叶子呢?为什么21世纪的高科技列车会被树叶阻碍?罗杰·刘易斯解释道。

罗杰:每年秋天,当树叶从树上落下时,这些树叶被火车碾碎,在界面上发生了一些化学反应,产生了这种黑色物质,它能很好地附着在铁路轨道上。你会发现,即使用螺丝刀或金属刀片戳轨道,也很难把它刮掉,这意味着火车很难安全地刹车,也很难加速驶离车站,导致延误,让乘客不高兴。

莎莉:所以树叶和轨道是化学结合的。不像我走在人行道上,树叶又湿又糊状,有点滑。不止于此。

罗杰-不仅如此。

莎莉:那我们现在是怎么对付他们的呢?

罗杰:目前,铁路网使用的是所谓的铁路头处理列车,它在非常非常高的压力下向铁路头喷水。压力是如此之高,如果火车停下来,水继续流下去,它可能会切断铁轨。

莎莉:切开坚硬的钢?

罗杰-是的。

莎莉:那高得令人难以置信,而且一定要用很多水。

罗杰-是的。这是火车的问题之一。它们只能跑一定的距离,然后就需要加油了。

莎莉:所以你的解决方法包括使用干冰。干冰是什么,除了你放在高档鸡尾酒里让它们冒烟的东西吗?

罗杰:我们使用的颗粒基本上是固体二氧化碳。这听起来很糟糕。我们现在不喜欢二氧化碳,但实际上我们使用的所有二氧化碳都是从其他工业中回收的,这些工业将二氧化碳排放到大气中。所以大部分来自化肥工业。基本上,你必须用很大的力压缩它,这样它就会变成固体。然后你必须保持它非常冷,以保持它的固体。所以当它从我们的机器里出来,碰到栏杆的时候,温度大约是零下70摄氏度。

莎莉:你是怎么用干冰除去赛道上的这层滑层的?

罗杰:我们把它以气流的形式发射到铁路轨道的顶部,这实际上是以超音速的速度运行的。所以你让这些小球以很高的速度运动。因为它们很冷,所以叶子层很脆。然后因为它们回到了大气中,它们又变成了气体。所以有很多小的空中爆炸,几乎是在铁轨的顶部。所以这里有三种机制来分解和移除叶子层。

莎莉-我在想象一挺机关枪不停地发射小冰丸。它看起来像那样吗?

罗杰:是这样的,但看起来不是这样的。恐怕它看起来没有那么令人兴奋。

莎莉-你把这些干冰机枪绑在客运列车上。他们能像往常一样跑吗?这种情况会发生在从伦敦到剑桥的正常通勤期间吗,还是说火车必须开得特别慢才能正常工作?

罗杰:这是个好问题。例如,目前,铁路处理列车的设计速度为每小时60英里。当地线路上的许多客运列车通常会以这个速度运行,或者稍低一些。所以我们的目标显然是高速运行。我们以每小时60英里的速度进行了全尺寸轮轨测试。我们在轨道上以每小时40英里的速度行驶。希望今年秋天我们能走得快一点。在客运列车上进行清洁的好处是,希望我们能够阻止真正严重的污染积聚。所以如果我们能更频繁地清洁,我们就能做更轻的清洁,这显然在更高的速度下更容易。

莎莉:这有点像经常刷牙,这样你就不用去看牙医,接受可怕的治疗了。

罗杰-是的,很好。

莎莉:你觉得还要过多久,我们就不会再听到可怕的广播:“这列火车由于路上有树叶而延误了”?

罗杰-我想说很快。我认为我们的系统可能会在几年内出现在火车下面,但我们已经可以在铁路车头处理列车或公路到铁路的车辆上使用它。所以我们已经在用它清理轨道了

莎莉-而且它来得越快越好。下一班火车什么时候到?

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