消除速度的喧嚣

王俊永

风驰电掣的高速列车会产生巨大的噪声，但乘客在车厢内却几乎不会受到噪声的困扰。高速列车的噪声从何而来？科研人员又是如何给高速列车降噪的呢？

轮轨噪声——即车轮与钢轨之间相互作用产生的噪声。例如，车轮通过道口时产生的冲击声、车轮在钢轨上滚动时的摩擦声，以及车轮在曲线行驶时产生的摩擦声等。

构造噪声——又称建筑物激励噪声，是指高速列车穿越路基、高架桥、隧道等结构时，由于结构振动产生的噪声。桥梁噪声是构造噪声的主要声源。

集电系统噪声——指列车受电弓（详见本期《将电作“血液”——高速列车牵引供电系统》）发出的噪声。包括受电弓与接触线摩擦产生的机械滑动声、受电弓高速运动时产生的风切声，以及受电弓离线时产生的放电噪声。

空气动力噪声——指列车高速行驶时与空气相互作用产生的噪声。在高速行驶的汽车上，我們也会听到较大的噪声，这就是一种空气动力噪声。高速列车的速度更快，空气动力噪声就显得更大、更明显。

除此之外，还有机车引擎和其他设备产生的噪声。

当列车运行时速低于240公里时，轮轨噪声是主要噪声源；时速超过240公里时，空气动力噪声、集电系统噪声逐渐增加，与轮轨噪声共同成为主要噪声源。

时速提升，列车的噪声也会有所提高。但请不用担心，我国科研人员从车辆、轨道、工程结构3个方面入手，为高铁系统采取了一系列降噪措施。一起来看看这是如何实现的吧！

科研人员为高速列车设计了全新的低阻力流线型车头，并对车顶设备进行了优化，实现了车体表面的平顺化，降低了高速运行时的阻力，从而降低了空气动力噪声。

此外，为了形成全密闭结构，高速列车采用了连续焊缝技术的车厢、特种夹层玻璃的车窗、多重密封技术的车门、带压力保护装置的换气系统……这样的结构使车厢内部几乎与外界噪声隔绝。

高铁轨道上也使用了不少降噪手段。例如，无砟（zhǎ）轨道和无缝线路可以让列车运行更平顺，从而降低轮轨噪声；在无砟轨道结构顶面设置轨道吸音板，可以吸收一部分轮轨噪声。

此外，通过使用阻尼器车轮、降噪板车轮、降噪环车轮和弹性车轮，可以给车轮降噪；通过给车轮增加弹性阻尼结构或部件，也可以降低轮轨噪声。

和普通铁路相比，高速铁路采用了密实度更高的路基、结构形式更稳定的桥梁。例如，被应用在高速铁路上的槽形梁，就是一种降噪性能十分优越的新型桥梁，它两侧的腹板就像两堵天然的声屏障（一种声学障板）。且腹板属于桥梁的主体结构，使用寿命长，比一般的声屏障更贴近轮轨噪声的声源区域，可以有效遮挡轮轨噪声。

对桥梁而言，其产生的噪声往往来自结构的振动。因此，桥梁的减振支座就成了铁路降噪的一大法宝。这种支座能够更好地降低高速铁路运行对周边的环境振动，同时也能保证高速铁路行车的安全性。

为了将列车噪声对乘客和沿线居民造成的影响降到最低，高速铁路沿线还设置了声音屏障，有效降低了高铁运行噪声对周围环境的影响

每一次舒适的高铁出行，都离不开降噪技术的帮助。高铁科技不仅让我们日行千里，也守护着每一段旅途的宁静。

责任编辑 / 代竹蕊    美术编辑 / 韦英章