毕竟,需要高速客车的地方往往都是经济发达人口密集的地区,这种地方一般地形平缓、电力供应充足,天然就适合电力机车,将来也有机会升级成磁悬浮列车,而需要自带发电的燃气轮机车,因为排放和噪音方面的问题反倒不甚讨喜。
而且涡轴有一个问题,它的转速太快,用在直升机和火车上时都得减速才能使用。
直升机的旋翼是旋转的翅膀,它的截面类似固定翼飞机的翅膀,同样能够让流过上下翼面的空气流速产生差异,进而根据伯努利原理产生升力,这和把空气粗暴地推向一个方向的螺旋桨是不一样的。
而旋翼作为旋转物体,它除轴心以外各部分拥有共同的角速度,但是不同位置的线速度却差异极大,距离旋转轴越远线速度越高。
这方面的典型例子,就是传说中“人类制造的第一种超音速物体”——长鞭,有经验的人可以甩动长鞭发出一声非常响亮的“啪”的声音,那便是鞭稍的线速度短暂超过音速,引发激波而造成的音爆声。
飞机在空气中跨越音速时同样会产生强烈的音爆,同时产生的振动对机身是相当大的负荷,二战时就有活塞飞机因为飞得太快接近音速而空中解体的案例,因此人们把超音速时的这种现象叫做音障。后来的超音速飞机都有着尖尖的鼻子以及向后掠的三角翅膀,就是为了可以更加安全地突破音障实现超音速。
而以直升机的结构,超音速并不是可以承受的目标,所以设计师必须控制旋翼翼稍的线速度在零点九马赫以下,以免“撞”上音障,轻则带来音爆噪音,重则翼折机毁。
这就导致旋翼不能做的很长,更不能转得很快,只能通过增加旋翼叶片的数目来提升升力和速度,通常旋翼的旋转速度只有每分钟几百转,而涡轴发动机的转速却高达每分钟几万转,因此涡轴直升机还得安装复杂的减速机来把速度降下来。
用在火车以及舰船上的发电用涡轴,同样也有这个问题。
因为感应电动势是交变的关系,发电机发出来的电都是交流电,所谓直流发电机是通过换向器和电刷将之抵消,才能输出直流电,但是因为结构复杂应用不变,现代电力系统依然普遍使用交流电,只在需要时才通过交直流转换器变成直流电。倒是随着智能手机的流行,导致其所使用的5v直流电的需求量大增,以致出现了自带5v直流输出的插线板和汽车。
交流电的变化频率由发电机磁极旋转次数决定,然而经过百年发展民用用电设备的频率被规范到50(欧)\/60(美)赫兹,反过来限制住了发电机的转速,也就是最多每分钟3600转,不然发出去的电用了。
本章未完,请点击下一页继续阅读! 第2页/共4页