“熊孩子”的過山車

顧靜怡

過山車是一項富有刺激性的娛樂工具。那種風馳電掣、有驚無險的快感著實迷倒了一幫“熊孩子”。挪威的一群“熊孩子”在火車軌道上裝了一個過山車的軌道，使火車高速通過了像過山車一樣的垂直回環，讓坐火車也能體驗到像坐過山車一樣的感覺。別當真，這只是“熊孩子”們做的廣告。那到底能不能在高速行駛的火車上體驗過山車的感覺呢？

一輛高速行駛的火車，首先得保證乘客在舒服、生命安全有保障的情況下，才能考慮嘗試像過山車那樣通過垂直回環。問題來了，假如火車通過像過山車一樣的垂直回環，火車能通過的最大圓半徑是200米，那能不能增大垂直回環的半徑呢？回答是：“不行”。因為如果增大回環的半徑，那么，就算把世界上最快速度的火車搬出來，它也會掉下來。

對過山車來說，200米的半徑絕對可以讓乘客瀟灑地享受驚險和刺激。可惜，200米半徑的圓對火車來說實在太迷你了，大多數高速火車行駛的弧形垂直軌道的半徑需要20公里。

舉一個例子可能會更直白一些，從龐迪巴 ZEFIRO系列動車組規格表來看，它能應付的垂直弧形軌道半徑最大是900米，如果讓它全速行駛的話，大概會產生大約2倍的重力加速度（正常狀態下人只能承受1倍的重力加速度）。也就是說2倍的重力加速度能讓乘客活下來，但肯定會不舒服，至于火車能不能完好，嘿嘿，那就難說了。

熊孩子們做的廣告當中，火車是17型電氣機車，根據速度和車廂數量推算，那個圓的半徑大概是70米，視頻里的火車只用5秒鐘就通過了圓環，速度之快令人詫異。然而，真正的火車卻無法到達這個速度，只會毫無懸念地從圈的頂部直接掉下來。

還有一個問題就是，如果火車在像視頻中那么小的圓軌道上行駛的話，火車和乘客要承受9至15倍的重力加速度。很不幸，這個數值是戰斗機駕駛員穿著壓力服才能承受的臨界值。也就是說，火車里的人都要跪了，當然火車本身早就不行了。

那么，能不能弄一個大一點的圓呢？半徑900米的圓環太大，即使火車全速行駛，也會在不到四分之一的地方滑下來。能不能讓火車的速度給力一點，弄個噴氣式火車？經過演算，波音747的引擎倒是可以使火車提高大概35%的速度，但這樣的速度對一個半徑900米的圓環來說夠了嗎？弱弱地回答：“好像還是不夠。”

看來要讓火車變成過山車完全是異想天開。不過，小伙伴們可別灰心哦，只要有一個開得足夠快的火車和一個足夠大的圓環，也許你能體驗到坐過山火車的感覺，而這個足夠大的圓環似乎應該和世界第一高樓“迪拜塔”差不多高了。