第九辑 科技

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?

    确实，要监视频繁来往的车辆的速度，不是件容易的事，但有一种叫做雷达测速仪的神秘仪器，帮警察解决了这个难题。它的外形很像一支大手枪，有枪筒、手柄和扳机。警察只要把枪筒对准要监视的车辆，一扣扳机，它就会向车辆发射一束雷达波，反射回来的雷达波就能在数码管上显示出这辆车的车速来，又快又准确。平时，这支雷达枪可以挂在警察的腰上，也可以安装在交通巡逻车上，或者设置在高速公路的重要路段。有了雷达枪，可以大大减少交通事故，也打破了一些超速行驶者的侥幸心理。

    为什么用雷达枪能检测出超速车辆的速度呢?

    你一定有这样的感觉，当一辆拉着汽笛的火车从你身旁开过时，它的声调越来越高；而背离你远去时，声调又会越来越低。而且，车的速度越快，声调变化的差别越大，这就是多普勒效应。雷达枪就是根据这一原理研制的。当远处的车辆是停着不动时，雷达枪反射回来的雷达波和发射出去的雷达波是一样的。如果远处的车辆正在行驶，那么，根据多普勒效应，反射回来的雷达波就相当于车辆发出的“声音”，车辆行驶得越快，反射波和发射出的雷达波差别就越大。雷达测速仪里的计算机就能把这种差别自动计算出来，再经过数字电路的转换，在数码管上显示出这辆车的车速来。

    这种雷达枪的正式名称叫多普勒声雷达，它的测速范围在24-199千米／时之间。由于它精确度高，又便于使用，所以越来越受到交通管理部门的欢迎。

    知识点：雷达枪、多普勒效应、超速行驶

    为什么要建设水上铁路

    水上铁路并不是将铁路的钢轨铺设在跨越江海的桥梁上，而是将列车装载在一种特制的巨型渡轮上，跨越江河湖海，将整列车厢驳运至对岸。所以，水上铁路就像一座浮动的桥梁，起到联结和沟通两岸铁路线的作用。

    当代的水上铁路，已从江河伸向海域，从河岸间的短距离摆渡发展为沿江跨海的长距离渡运。它集中了铁路、水运、集装化、不间断运输等方面的优势，使列车车辆直接上船，这样可以避免货物在码头上倒装驳运，减少货物损失，加速货物运送效率，提高港口吞吐能力。更重要的是，水上铁路不但能减轻地面铁路运输的压力，还可大大缩短火车的长距离迂回运输。目前，许多海岸线长、水域宽广的国家，如美国、加拿大、丹麦、瑞典等，都在大力发展水上铁路。

    与建设陆地铁路线相比，水上铁路不必铺设长距离的路基和轨道，因此工程量小、投资省、工期短、见效快。我国沿海城市众多，海岸线长达18000多千米，开发水上铁路大有用武之地。如上海到宁波，用水上铁路跨越杭州湾，运输距离可缩短1／3；正在兴建的大连至烟台的海上铁路，比陆路可缩短距离1800多千米。所以，发展水上铁路运输，十分适合我国国情，也是缓和目前铁路运输紧张的一条途径。

    知识点：水上铁路、优势

    为什么我国现行的铁路要提速

    随着国民经济的发展，铁路运输的速度变得越来越重要。我国铁道部决定，从1995年开始，分步骤在繁忙的铁路干线上提高旅客列车的营运速度，使其达到140-160千米／小时，货物列车也相应提高速度。

    当今世界上，铁路速度一般分为：时速100-120千米称为常速；时速120-160千米称为中速；时速160-200千米称为准高速或快速；时速200-400千米称为高速；时速400千米以上称为特高速。不过，随着技术的进步，“高速”的标准也在逐步提高。

    相比之下，我国铁路发展在技术装备和应用上，尤其是在列车运行速度方面，与实际需要还有较大差距，和“国际速度”相比更是落后。因此，列车提速势在必行。

    我国现行的铁路提速的基本做法是：充分利用既有设施，进行少量技术改造，在确保安全的前提下，加大牵引能力，采用新型机车，改进运输管理等。具体如对线路、道岔、机车、车辆、通信、信号、安全装备等行车设备设施，进行了大规模的更新改造，自行设计了一批提速机车、客货车辆，引进了一批先进的设备设施和管理技术，对道口进行了拆、并、改、建。经过一段时间的试验运行，快速列车时速已达120-140千米，行驶时间普遍比提速前节省约1／4。

    知识点：火车提速、高速铁路、准高速铁路

    为什么列车要进行编组

    我国是一个地域宽广而自然资源极不平衡的国家，因此，铁路交通运输负担着繁重的资源调运任务。我国建有庞大的铁路网，遍布全国各大中城市。其中有些城市规模并不大，却是极为重要的交通枢纽，在这些城市常常设立了列车编组站。列车为什么要编组呢?

    我国现有大大小小的列车编组站数十个，按其所处的交通位置和所负担的任务，可分为路网性编组站、区域性编组站和地方性编组站。路网性编组站位于路网枢纽地区的重要地点，是大型编组站，承担大量中转车流改编作业，编组大量直达列车和直通列车，如上海南翔编组站、南京东编组站、株洲北编组站等15个；区域性编组站位于铁路干线的重要地方，是中型编组站，承担较多中转车流改编作业，编组较多技术直达列车和直通列车，如西安东、成都东、重庆西、广州北、哈尔滨等17个；地方性编组站承担中转车流改编作业，是小型编组站，如青岛西、太原北、安庆东、杭州艮山门等17个。

    人们常常会看见几十节的货运列车排成长龙行驶，但它们并不一定到达同样的目的地。各节车厢首先要在始发站进行编组，在途中又要进行改编才能到达各自的目的地。编组能大大优化列车行驶的方向调配和运送效率，使南来北往的物资在合理的编组调度下，及时地到达目的地。

    知识点：列车编列、编组站、列车改编

    为什么高速飞机的机翼越来越短

    你注意过飞机的翅膀吗?随着飞机飞行速度的提高，飞机的机翼相对于机身来说，是越来越短了。

    为什么飞机的飞行速度越快，机翼就越短呢?

    飞机是靠机翼产生升力来把飞机托上天空的，机翼越大，升力就越大。但是，从另一方面来看，机翼在飞行中也会产生阻力，机翼越大，阻力也越大。在飞行速度比较低的时候，为了产生足够的升力，就要把机翼做得长一些，例如滑翔机的机翼就特别长；当速度提高以后，特别是在超音速飞行的时候，如果机翼长，所产生的阻力就特别大。因此在高速飞行的情况下，人们总是想法把机翼做得越短越好。不过，机翼减短以后，会不会使产生的升力不够用呢?这有两种情况：当飞机在空中飞行时，速度越快，产生的升力就越大，因此短机翼产生的升力是够用的；可是当飞机在起飞和着陆时，速度比较小，短机翼产生的升力可能不够克服飞机的重量，需要在地面滑跑很长的距离，使飞机达到较快的速度以后才能离地，或者着陆后使飞机的速度慢慢地减小下来。这也是现代高速飞机需要很长的机场跑道的主要原因。

    随着航空技术的不断发展，飞机的设计和材料取得了许多突破性的成果，例如一些飞机已经采用了“变机翼”。这种机翼在高速飞行时可以缩短，以减少飞行时的阻力，而在起飞、降落时，机翼又伸张开来，以增大升力。

    知识点：机翼、机翼长度、速度、变机翼

    为什么飞机在起飞、

    着陆和航行时要用雷达操纵

    飞机场常常被叫做“航空港”，那里是一个十分繁忙的交通枢纽，每天都有许多飞机在那里起飞、降落。

    虽然机场很大，但由于飞机速度很快，为了避免飞机碰撞，机场的调度人员就必须及时掌握机场上空几百千米范围内的所有飞机的位置、速度和飞行方向，然后才能准确地向各架飞机发出先后起飞和着陆的指示。要完成这样繁重而又精细的调度工作，雷达是其中不可缺少的工具。机场上装有雷达，机场调度人员就可以从雷达显示器上，清楚地看到机场上空几百千米范围之内的全部情况，进行空中交通的指挥工作了。这种雷达一般叫做“空中交通管制雷达”和“精密着陆雷达”。在雷达的显示器上，还能预先显示出一条理想的飞机降落轨迹，在飞机着陆过程中，雷达连续地测量飞机的位置并通过无线电话指挥驾驶员按照正确的飞行航线飞行，直至降落在跑道上。

    不仅飞机的起飞和着陆要用雷达控制，飞机在飞行过程中也要用到雷达。通常，民航航班飞机是要按预先规定好的航线飞行的。如果遇到黑夜和云雾天气，或是领航员对航线不熟，那就要用雷达来导航了。在飞机上装一部雷达，天线朝向地面，显示器上就会显示出一幅“雷达地图”，领航员通过随时观看雷达地图，就能知道飞机的位置，保证飞机按正确航线飞行了。

    飞行员在飞行过程中，还必须随时掌握飞机距离地面的高度，因此要在飞机上装一部叫做“雷达测高计”的测高雷达。这样，在海洋上空飞行，就能随时知道飞机距离海平面的高度；在平原上空飞行，可以随时知道距离地面的高度；在崇山峻岭上飞行，可以随时知道距离高峰、山岭的高度。在一些需要低空突防的军用飞机上，还要装上一种“防撞雷达”，它能在飞机低空高速飞行时，及时提醒驾驶员对高山和高大建筑物进行避让。

    知识点：雷达、雷达操纵飞行

    为什么飞机能在空中加油

    飞机空中加油是在加油机和受油机的共同配合下完成的。早期的空中加油设备简陋，由加油员手持加油管，对准受油口，依靠加油机与受油机的高度差(加油机在上方，受油机在下方)进行重力加油。后来研制成功了空中加油吊舱，使空中加油技术发展到一个新阶段，并实现了一架加油机同时给几架飞机(最多3架)加油，同型飞机相互之间加油。一般情况下，使用插头锥套式加油设备时，加油速度为1500升／分左右；使用伸缩套管式加油设备时，加油速度最高可达6000升／分。在加油的过程中，受油机的飞行员主要精力集中在保持好飞行状态，使加油机和受油机之间的间隔、距离、高度差保持不变。

    20世纪90年代以来，美国及欧洲一些国家加速改进其加油机。除换装新型发动机外，在加油技术上采用了自动加油管理系统和自动加油管结合系统。自动加油管理系统能使加油机迅速向受油机大量加油，同时又能保持最佳的重心位置和飞行状态，并由机载计算机来计算油箱阀门和油泵的最佳开关时机；自动加油管结合系统可替代伸缩管操纵员，受油机飞行员只要使飞机保持在加油机后面接合区的一定位置，加油机的结合系统就会自动捕捉住受油机的结合系统并实现加油管的接合。

    空中加油除了用于民用飞机，还是空中力量的“倍增器”，是现代空中作战的重要保障手段，能对中远距离快速运送部队和装备，起到至关重要的作用。

    知识点：空中加油、插头锥套式、伸缩套管式

    为什么飞鸟会成为喷气式飞机的“敌人”

    飞机的起飞和降落当然都离不开机场。在机场建设过程中，除了各种必要的设施外，还要注意一件事，那就是机场附近是否有大批鸟群。你或许会觉得奇怪：小小的飞鸟难道也会成为飞机的“敌人”吗?

    事实确实如此。据统计，仅在美国，由于飞机同飞鸟相撞，引起机上人员受到伤害或者飞机被破坏的所谓“破坏性鸟撞”，每年平均在350起以上。

    为什么飞鸟这样喜欢同飞机“过不去”呢?这是由于现在的飞机大多是喷气式飞机，它们的发动机要从周围吸进大量的空气才能工作，因此它们的进气口都开得很大，飞行起来，像张开着的一张大嘴巴，贪婪地把迎面的气流吞食进去。如果飞鸟正好在它的附近飞行，就会身不由己地跟空气一起被吸进发动机里去。喷气式飞机飞行的速度本来就很大，飞鸟的身体虽然很柔软，但在高速的撞击之下，它的破坏力还是很厉害的；再加上喷气发动机内部结构十分精密，飞鸟撞进去后，常常会使发动机的工作过程受到严重的影响，甚至迫使发动机停下来，使飞机丧失前进的动力，结果造成飞机失事。

    当然，飞鸟对于现代喷气式飞机的威胁，还表现在它同飞机外壳的直接碰撞上。由于喷气式飞机速度快，这种撞击有时也会造成危险。曾经有一架以600千米／时的速度飞行的歼击机，在空中同一只飞雁相撞，结果这只飞雁居然“破窗面入”，把飞行员撞得昏迷过去。这样严重的直接撞击，虽然是很少见的，但显然给高速飞行带来了极大的危险。

    根据统计资料，喷气式飞机撞鸟和吸鸟的事件，最容易在亚洲发生，美洲次之，欧洲最少，而且这些事件主要是发生在900米以下的低空，而600米以下是最危险的空域。

    人们已经想出不少办法来对付飞鸟。例如，在机场上设置一些会转动的草人，或在飞机起降过程中鸣枪放炮，把机场附近的飞鸟吓跑；还可以在飞机起飞或降落之前用扩音器播放鸟儿凄厉的惨叫录音，把鸟群吓跑；或在机场各处放—些死鸟的标本，让飞鸟看见并因害怕而躲开。

    知识点：飞行安全、破坏性鸟撞、飞机失事