第53章 科技(2)

　　绝大多数车辆，如大卡车、小汽车、公共汽车、无轨电车、三轮车、自行车和轮式拖拉机等，使用的都是橡胶轮胎。有意思的是，轮胎并不是光滑的，而是有许多凹凸不平的花纹。而且，轮胎不同，花纹的形状、宽窄也各不相同。这是为了好看吗?原来，车辆轮胎上的花纹，是为了加大车轮与地面间的摩擦力，防止车轮在路面上打滑。例如，我们穿上底面已经磨光的球鞋在结冰的马路上走，很容易摔跤，这是因为鞋底与地面的摩擦力太小，所以难以举步。当穿上鞋底有花纹的新球鞋，就不容易滑倒了。车轮上有各种花纹，也是同样道理。

　　在轮胎上设置花纹，起始于1892年前后。开始时，轮胎花纹非常简单，仅是些直线型的楞花。以后，随着车辆载重量和行驶速度的日益提高，以及路面的改进，轮胎花纹才逐渐多样、复杂起来。现在，人们习惯将车轮花纹分为通用、高越野性和联合式花纹3大类，而它们的几何形状大体有纵向直线、横向直线、斜线、块形和混合式等5种。通用花纹也叫公路花纹，是使用最早而又最普遍的一种，它们可以消除噪音，所以也称无声花纹。高越野性花纹专供车辆在荒野及松软土地上行驶，块大，都带有宽而深的“啃泥”花纹沟，行驶时不易夹石、藏土和打滑，它们特别适用于牵引力和对地面抓着力要求高的拖拉机、起重机。联合式花纹的轮胎既能在硬性路面和沙砾路上行驶，亦可以驶于松散、泥泞或冰雪路面上。针对我国地形复杂、公路路面质量差别很大的情况，这种联合式花纹有它特殊的使用价值。

　　知识点：汽车轮胎、轮胎花纹、摩擦力

　　为什么汽车的前窗玻璃是倾斜的

　　现代汽车的发展速度非常之快，无论是整车外形，还是内部的构件，甚至是汽车的材料、燃料及其功能，也都在很短时间内发生着令人目不暇接的变化。可是，不知你注意到没有，无论汽车怎么变，汽车的前窗玻璃在安装时，上部总是向后倾斜成一定角度。这是为什么呢?

　　汽车玻璃如此倾斜安装有不少好处。首先，这种形式使车辆看上去更美观，绝无突兀的棱角。其次，汽车在向前行进的过程中会遇到较强的空气阻力，前窗玻璃向后倾斜，能使迎面而来的空气“轻易”地从玻璃上方流过。因此，前窗玻璃倾斜安装符合减小空气阻力的道理，是汽车向流线型发展的一个组成部分。

　　不过，汽车前窗玻璃倾斜安装的更重要原因，却是为了保证行车的安全。你一定会有这样的体会：当你晚上乘坐在公共汽车上，透过竖直安装的侧向玻璃窗向外观望时，如果车内比较明亮，车里面的景物就会在玻璃上形成清晰的虚像，这个虚像会和窗外的景物重叠在一起，常会使人产生难辨内外的幻觉。这时的玻璃窗，就像是一面透明的镜子。如果汽车的前窗玻璃也是竖直安装的，车内景物的虚像就会反映到前窗玻璃上，它和车外景物的影像重叠混杂在一起，就会给观察道路和车流、行人情况的司机造成视觉上的困惑，极容易导致交通事故的发生。

　　那么，为什么把前窗玻璃倾斜一定角度后，就能避免视觉干扰呢?原来，汽车前方的景物是通过光线透射过玻璃而落入司机的眼腈里的，而车内景物的虚像则是由于玻璃反射光线的原因被司机所看到。因此，汽车前窗玻璃经过倾斜后，它的透射光线性能几乎未变，却将车内景物的虚像反射到了司机视野的上方，因而对行车安全有非常实际的作用。

　　知识点：汽车前窗玻璃、虚像、美观、阻力、安全

　　为什么铁路上的钢轨要做成“工”字形

　　火车是沿着两条平行排列的钢轨行驶的，钢轨下每隔一定距离铺设着方方正正的粗大枕木，这使路基能够承受火车的沉重压力。

　　不知你注意过没有，铁路上的钢轨并不是简单的“上”形，而是设计成上窄下宽的“工”字形。这是为什么呢?

　　大家知道，火车的载重量都很大。为了能经得起载重很大的车辆施加的压力，钢轨的顶面要有一定的宽度和厚度；同样，为了提高钢轨的稳定性，钢轨的底面也要有一定的宽度；而且，为了与带有轮缘的车轮相吻合，钢轨又要有一定的高度。“工”字形的钢轨正好能满足这三方面的要求，而且从材料力学的观点来看，这种形式的钢轨强度最高，能充分合理地利用钢材。因此，“工”字形断面就被选为最好的钢轨断面。

　　“工”字形的钢轨在铁路上已沿用了100多年，除了为适应机车载重量的增大和车速的提高，增大钢轨的断面和改进各部分细节的设计以外，钢轨的形状几乎没有什么改变。但这也不是说钢轨的形状永远不会改变了，铁路工程师们一直在从事这方面的研究，希望能找出更合理更经济的钢轨形状。

　　知识点：钢轨、“工”字形钢轨、载重量

　　为什么摩天大楼最怕火灾

　　摩天大楼遇到的灾害中，火灾造成的人员伤亡较大，财产损失也极为严重，是仅次于地震的“高楼杀手”。据统诈1961-1964年间，日本旅馆每年发生火灾400次以上，美国则多达1．18万-1．24万次，如著名的世界贸易中心。高楼失火原因的统计表明：因吸烟引起的占35％，电气线路事故占22％，其余为取暖、炊事、煤气等。由于在建筑布置上，大楼底部几层大多是厨房餐厅、地下室、车库、仓库、变压配电室等易于引起火灾的用房，加上通风条件较差，失火后因氧气不足造成燃烧不充分，从而产生大量刺激和性有毒的烟雾，造成高楼内的居住者因窒息而死亡。

　　高层建筑中竖直的井道就像生炉子时的拔气管，管子愈长拔气作用越强烈。一座摩天大楼仅电梯井通常就有几处到几十处之多，另外还有楼梯间、垃圾管道、污衣投递管、卫生管道间、电缆井等，数量多、截面大，分布各处，又贯穿大楼上下，常常有几十米到几百米之长，因而会形成抽吸力强大的拔气管束，后果十分可怕。如日本某旅馆因客人把烟头丢进垃圾管道引起火灾，结果烧毁7-10层。

　　有些高楼设计不合理，走廊布置不是环形而是尽端式的“死胡同”。当发生火灾时，慌乱的人流在能见度很差的烟雾中，因眼睛受刺激或缺氧，而难于找到出口处，造成人员的重大伤亡。

　　消防困难是摩天大楼“害怕”火灾的又一个重要原因。多数摩天大楼楼底周围有二三层称作“裙房”的建筑。一旦中间的高楼失火，消防车到达后也难以靠近，从而妨碍云梯的架设。而云梯的高度也有限，一般在50-60米，对付摩天大楼高层的火灾常望尘莫及。另外，摩天大楼交通主要靠电梯，失火后往往因切断电源而停开，使疏散通道减少，而疏散人流的方向又和消防人员的方向相反，常常会造成拥挤阻塞。

　　可见，摩天大楼发生火灾确实是很可怕的事。

　　知识点：火灾、摩天大楼、电路、井道

　　为什么磁悬浮列车能够“飞”起来

　　在众多高新科技的列车形式中，磁悬浮列车可能是一种最理想的交通工具。这种列车在运行时与众不同，它不是紧贴着钢轨行驶，而是以悬浮的形式，飞驰在轨面上。它不仅速度快，而且安全、平稳、无震动、无污染、节省能源。

　　那么，磁悬浮列车是怎样“飞”起来的呢?这要归功于超导新技术。1911年，荷兰物理学家昂内斯将水银冷却到-40℃，使它凝固为一条线，并对它通以电流。当温度降至-268．9℃时，他发现水银中的电阻突然消失了。后来，人们把这种电阻突然消失的现象叫做“超导”现象。进一步的研究发现：处在超导状态下的物质，具有完全导电性和完全抗磁性两个基本特性。超导体的完全抗磁性，会对磁铁产生一个向上的斥力，足以抵消磁铁下落的重力，于是磁铁便会悬空飘浮。磁悬浮列车就是利用磁极同性相斥的原理，将超导磁体安装在列车底部，在其线圈内流着持久的激磁电流，产生很强的磁场，再在轨道上铺设连续的良导体薄板。电流从超导体中流过时，产生磁场，形成一种向下的推力，当推力与车辆重力平衡时，车辆就可悬浮在轨道上方一定的高度了。通过改变电流来控制磁场强度，就能使悬浮高度得以调整。这种悬浮的车体因与轨道间没有机械接触和摩擦，所以运行时无震动、无污染，也不会脱轨，而且由于摩擦阻力减小，行车速度可以大大提高。

　　磁悬浮列车集计算机、微电子感应、自动控制等高新技术于一体，运行时的悬浮、启动、加速、转弯、减速、停车、下落等各环节，均已实现了自动控制，并做到准确无误，安全可靠。目前，超导列车的时速已可达500千米以上。在实际应用时，它的速度可分为低速、中速和高速。低速磁悬浮列车时速在125千米以下，用于市内公共交通；中速磁悬浮列车时速在250千米左右，用于市郊交通；高速磁悬浮列车时速在500千米左右，用于城市间交通。

　　知识点：磁悬浮列车、超导、激磁电流、微电子感应

　　为什么我国规定车辆“左驾右行”

　　在中国，人们已经形成了这样的行车习惯：车辆靠右行。由于车辆靠右行驶时，在车辆的左侧更容易观察前后左右的来往车辆，所以，方向盘通常就设在车辆的左边。这就是“左驾右行”。

　　车辆靠右行的交通规则，源于18世纪的法国大革命时期，后来陆续为欧洲许多国家和美国等国家所采用。不过，英国、日本及大多数亚洲国家，却实行车辆靠左行驶的规则，在这些国家中，方向盘是设在汽车右侧的。

　　其实，“左驾右行”制度在我国也并非一贯如此。从1840年鸦片战争到1945年抗日战争胜利期间，中国的车辆运营曾有过60多年的左行、30多年的左右混行的杂乱局面。

　　鸦片战争后，随着中英《南京条约》的签订及五大通商口岸的开放，英国的车辆左行制也传入中国。1894年甲午战争爆发后，日本人力车的左行制度也对中国产生了很大的影响。1900年八国联军侵华后，列强割据，租界林立。在这样的环境下，左驾右行、右驾左行的各式汽车横行神州，混乱的情况一直延续到20世纪30年代。1934年12月24日，当时的国民政府颁布了《陆上交通管理规则》，正式确定“车辆一律靠左行”，但此规则仅实行了10余年。抗日战争胜利后，由于盟军遗留下大批左驾右行的汽车，同时，人们对帝国主义侵华带来的左行制抱有强烈的反感，当时的交通部牌照管理处制定了“中国境内车辆靠右行驶”的法定规则，方才实现了全国统一的人、车皆靠右行。

　　中华人民共和国成立后，左驾右行的制度被延续了下来。1988年3月9日，国务院颁布了《中华人民共和国道路交通管理条例》，其中明确规定了“驾驶车辆，赶、骑牲畜，必须遵守右侧通行”的原则。

　　知识点：左驾右行、右驾左行

　　为什么要实行“公交优先”

　　对于大多数生活在城市中的人来说，交通堵塞，是每天出行时最担心的事情。

　　城市交通的矛盾就在于交通需求大而空间狭小，要想在狭小的空间里解决大量的交通需求，就必须选择那些占用空间少而载客多的交通方式，那就是公共交通，就是我们通常所说的公交。新加坡、香港等没有汽车工业的国家和地区，通过积极发展公交，很好地解决了城市交通问题。甚至在一些以汽车为支柱产业的国家，公共交通在城市交通中也占绝对比重，如纽约(公交占86％)、伦敦(公交占80％)、巴黎(公交占56％)、东京(公交占70．6％)等。

　　要想缓解交通紧张现象，交通政策是控制全局的，而工程设施则是第二位的。如在我国的上海市，初步估计，即使规划的高架道路全部建成，规划的道路都拓宽，当小汽车发展到150万辆左右时，道路网也将全部饱和，而小汽车的客运量仅为全部客运量的15％-20％。这对于绝大多数工薪阶层来说，在相当长一段时间内，公共交通仍将是他们别无选择的交通方式。所以，公交优先势在必行。

　　如何实行公交优先呢?它包括财政上的优先、建设实施上的优先和交通管理上的优先。首先，通过立法手段，确立发展城市公交的固定资产来源。公交的效益在于居民出行方便，从而提高社会工作效率，改善城市环境。其次，加快有轨交通的建设和专用公交线路的建设，如在高架道路上通行新式有轨电车或公共汽车，并且有条件地推行地面公交专用线路和车道，使其尽可能少地受到其他交通工具的影响。

　　除此之外，开辟新的公交线路，合理规划和调整公交线路的走向和站点设置，给公交车辆优先行驶的权利等等，都是城市公交优先的一种体现。

　　知识点：公交优先、公共交通、客运量

　　为什么超速的车辆躲不过警察的“眼睛”

　　有一些因超速行驶而被处罚的车辆驾驶员，常常会无奈而迷惑地想：警察是怎么知道我超速的呢?难道他的眼睛能在瞬间测出车速吗?