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根据2013年6月3日的《现代快报》报道,6月2日中午,一列G38由杭州南开往北京的高铁,在镇江被一只鸟撞到了挡风玻璃,导致玻璃大面积开裂,最终列车开到南京南站后全体乘客换车,受伤列车则进行修理。2013年6月3日的《法制晚报》a19版报道此次飞鸟撞停高铁事件称,受损高铁车头玻璃价值20万元,更换需一周左右。飞鸟撞停高铁,这究竟是一只什么鸟?
高铁玻璃究竟有多么神奇
其实,飞鸟撞停高铁在中国不是新闻了。2011年3月10日的《长江日报》报道,2011年3月8日,一列由广州开往武汉的高铁客车与一飞鸟相撞,该高铁列车车头处整块挡风玻璃也被划伤,列车暂停20分钟后,高铁列车不得不限速,由原来时速340公里下降至156公里。
飞鸟撞停高铁,让人想起了几年前高铁专家吹嘘高铁玻璃坚固无比的报道。2011年5月24日的《新京报》A20版发表了题为《1公斤铝弹射不穿高铁列车玻璃》的文章,文章称:中国专家研制的高铁玻璃,共有6层,从最外层说,依次是无机玻璃、软塑料、无机玻璃、软塑料、无机玻璃、防飞溅层。1公斤铝弹以540公里的时速撞击高铁玻璃,不能穿透飞溅层,整个玻璃不能脱离框架;1公斤飞鸟以400公里的时速撞击高铁玻璃,玻璃受不到任何损伤;20克铝弹以400公里时速撞击高铁玻璃,最多只能有个小白点。
2011年5月25日的《新闻晨报》A3版也刊发了题为《列车前窗玻璃可抗1公斤铝弹高速撞击》的文章,文中专家详解高铁安全、速度和运行模。文章称:根据检测,京沪高铁列车的前窗可承受时速400公里的1公斤铝弹正面撞击,侧窗能承受时速400公里的20克铝弹撞击。对于一些飞鸟等实际运行中可能碰撞到的物体,基本上无关痛痒。
2011年6月22日的《齐鲁晚报》A04版发表了《八问京沪高铁安全》一文,在2013年6月21日,在京沪高铁济南至北京G181/2次高速试验列车上,记者采访了该车的制造商中国北车长客的高速动车组总工程师、技术总负责人牛得田率领的技术团队,以及济南铁路局的相关负责人。针对广大旅客普遍关心的京沪高铁安全问题,记者进行了提问。牛得田告诉记者:“试验表明,1公斤铝弹以500公里速度撞击时只会让玻璃受损,但无法穿透,车内人员不会受到伤害;1公斤重飞鸟、20克铝弹,以400公里时速撞击时,则丝毫不能伤及玻璃。”
中国共产党一再强调“实践是检验真理的唯一标准”,通过实践检验,中国高铁专家所讲的并非是宇宙真理,而是弥天大谎。铁路专家称“1公斤飞鸟以400公里的时速撞击高铁玻璃,玻璃不能受到任何损伤”,行驶中的高铁“对于一些飞鸟等实际运行中可能碰撞到的物体,基本上无关痛痒”,“1公斤重飞鸟、20克铝弹,以400公里时速撞击时,则丝毫不能伤及玻璃”,而现在就有一只飞鸟就把高铁的玻璃撞得大面积开裂,把高铁撞停了。
就在高铁被飞鸟撞停后,高铁专家还大言不惭地老调重弹。2013年6月2日,国家安全玻璃及石英玻璃质检中心副主任臧曙光对《现代快报》记者说:“试验表明,1公斤铝弹以500公里速度撞击时只会让玻璃受损,但无法穿透,车内人员不会受到伤害;1公斤重飞鸟、20克铝弹,以400公里时速撞击时,也不会让玻璃破碎。”
2013年6月2日,北车集团一相关负责人也透露,司机前方使用的球面防弹玻璃,更是不怕撞击。即使行驶时速达到400~500公里,遭遇重1千克的飞石撞击,高铁前挡风玻璃也不至于出现破碎的危险。“包括车窗玻璃和门等在内,经过了20万余次的模拟试验。它的挡风玻璃共有6层,包括3层无机玻璃、2层软塑料,以及1层厚度为2~3毫米的防飞溅层。”
用物理知识揭穿专家的谎言
下面,我们用简单的物理知识来揭穿高铁专家的谎言。
运动物体的质量与速度的乘积,就是该运动物体所具有的动量,用公示表达就是p=mv,单位是公斤·米/秒。
由于高铁的质量远远大于飞鸟的重量,我们可以把高铁的速度加到飞鸟的飞行速度上,而假定高铁是静止的。有网友在微博上发布消息称,6月2日杭州至北京的高铁G38,在离开镇江南站时,一鸽子撞到了车头。野外飞行的鸽子多为家鸽,这类鸽子成年公鸽约500克,成年母鸽约450克。我们用公鸽质量500克,也就是0.5公斤。静风时家鸽的飞行速度为每小时60~70 公里,我们按最高70公里计算,假定高铁以时速300公里的最大商业速度行驶,则此时鸽子的相对飞行速度为70+300=370公里,即每秒103米,鸽子相对高铁的动量为0.5×103=52公斤·米/秒。
如果按照高铁专家所说“1公斤飞鸟以400公里的时速撞击高铁玻璃,玻璃不能受到任何损伤”计算,我们假定高铁是静止的,飞鸟的时速400公里也就是每秒111米,则高铁玻璃能够承受的动量至少是1×111=111公斤·米/秒。
现在问题就出来了,专家称高铁玻璃可以抵抗动量为111公斤·米/秒飞鸟的撞击,而现在一只动量52公斤·米/秒的鸽子碰撞就发生大面积裂痕,专家公布的高铁玻璃强度的数据比真实情况高出了一倍多。
当鸽子撞击高铁玻璃后,动量转化为冲量。冲量等于物体碰撞时的作用力与作用时间之积,即I=Ft,单位与动量相同,也是公斤·米/秒,或写成牛顿·秒。如果忽略碰撞过程中产生的热能、声能等,我们可以粗略地计算鸽子与高铁玻璃碰撞时的平均冲力。计算时,假定飞鸟与高铁前玻璃以直角碰撞(此时冲量最大)。
成年鸽子体长为295~360毫米,我们取中间值328毫米,也就是0.328米。考虑到鸽子质量与高铁质量相差悬殊,我们可以认为鸽子与高铁碰撞过程中高铁速度不受影响,即整个碰撞过程高铁都是以每小时300公里的速度行驶,也就是每秒83米。鸽子与高铁玻璃碰撞后变形为扁平状,我们可以把鸽子的身长近似地认为是鸽子与高铁碰撞后变形的距离,这样,我们就可以求出碰撞时间为0.328÷83=0.004秒。
根据动量定理,物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。由于鸽子与高铁玻璃碰撞后黏着在玻璃上,或者脱落,我们假定鸽子碰撞后的动量是零,我们可以得到求解鸽子碰撞高铁玻璃的冲力方程Ft=mv,代入数值的F×0.004=0.5×103,求得F=12875牛顿。因为1公斤力=9.8牛顿,也就是说,当高铁的以300公里的时速与一只重0.5公斤的鸽子迎面相撞时,高铁玻璃受到的平均冲力是12875÷9.8=1314公斤力。
同样,如果按照高铁专家所言“1公斤飞鸟以400公里的时速撞击高铁玻璃,玻璃不能受到任何损伤”,参照鸽子的体重体长,我们假定飞鸟的体长为400毫米,即0.4米,如果飞鸟的时速是70公里,则高铁的行驶时速为400-70=320公里,即每秒89米,由此可以求出飞鸟与高铁的撞击时间为0.4/89=0.0045秒。
同样根据动量定理可得方程F×0.0045=1×111,解方程得F=24667牛顿。也就是说,“1公斤飞鸟以400公里的时速撞击高铁玻璃,玻璃不能受到任何损伤”,此时高铁玻璃承受的平均冲力不应低于24667÷9.8=2517公斤力。而实际情况是,1314公斤力就把高铁玻璃给撞得大面积破裂,再次证明,高铁专家提供的高铁强度的数据高出实际强度约一倍。
通过以上用简单的物理知识粗略计算可知,中国高铁专家严重虚报了高铁玻璃强度。
高铁玻璃并非专家吹嘘得那样神奇
笔者在非洲工作时,由于公路上车少,丰田车开到每小时180公里是常有的事,也遇到过飞鸟、前方车辆溅起的石子撞击前挡风玻璃的事情,通常就在受到撞击的地方有一小块网状裂纹,根本不会导致玻璃破碎。我也常见路上车祸车辆受到猛烈撞击,前挡风玻璃也只是整体塌陷下去,整块玻璃是网状裂纹,而不会散落,因为玻璃夹层里有可粘合性透明塑料膜把破裂的玻璃都给粘住了。
通过大量的事实可以推测,中国高铁玻璃与汽车挡风玻璃的构造是相同的,也就是用夹层钢化玻璃,有两层、三层或更多层,当玻璃受到撞击破碎时分裂成带钝边的小碎块,并通过夹层技术,可粘合性透明塑料膜把玻璃碎块牢牢粘住,使其不脱落下来刺伤车内乘客。可见,高铁玻璃绝非中国高铁吹嘘得那样,神乎其神,坚强无比 |
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