你说100吨的车体要飞驰(比如400km/h), 就要10吨的拖力,这是对的,但是为什要10吨?牛顿说过,匀速运动的物体,需要拖力是零!10吨哪里去了,其实就用在两部分:
空气阻力(2吨)+轮子滚动磨擦阻力(8吨)。
空气除了气动外形,没啥办法改变,所以这个滚动摩擦阻力是唯一要变的因素,滚动摩擦哪里来的?是因为重量压在轮子上,轮子变形,在轮子和铁轨接触的前沿,形成的小突起而形成的阻力。重量小,滚动磨擦也就小,当然这跟材料很有关系。但是还是假设线性吧,车体可以减重到1/4,那阻力就是:
空阻2吨+滑动磨擦阻力(2吨) = 4吨
也就是说,只需要4吨的牵引力,那么再来说,牵引力是怎么来的,是轮子和钢轨的滑动磨擦来的,就是说,轮子和钢轨的接触面在钢轨上滑动产生的反作用力,这个也是和重量有关的,但也跟材料,形状等很有关系。不过先简单的假设是线性关系,那原来10吨的反作用力,现在降到2.5吨了,和显然是不够的。
但是,如果关系不是线性的呢,或者本来就不是所有轮子是驱动轮呢?可不可以通过材料或加工来让重量减轻使得滚动磨擦减小的快点,滑动磨擦减小的慢点呢?如果不是所有轮子都是驱动轮,可不可以速度起来后,把重量都移到驱动轮呢?
很多工程上的东西没搞出来,不是因为大家想不到,而是因为当初没有需求,没有经费,也就没有驱动再去研究更深更透彻,这并不代表现在的设计就永远不正确。高铁在中国的大发展是新事物,如果说一点没改变这方面的需求生态,我认为是固步自封的思维。