每次坐高铁，都会被那些漂亮的车头所惊艳。车头是高铁给人的第一印象，是一张张看得见的高铁“面孔”。当高速列车从眼前飞驰而过，常会让人想到它们是怎么设计出来的？背后又蕴含着怎样的高科技？

 高“颜值” 高科技含量

车头是我们辨认不同高铁车型的主要标志。每一列高铁动车，都有属于自己独具特色的头型。

事实上，车头不光是高铁的“脸面”，更是高铁的一大关键核心技术。对于高铁来说，头型的设计非常重要。

从技术层面讲，高铁车头的科技含量，主要在于高速列车要面临空气动力学的问题。因为高铁速度非常快，随着速度的提高，周围空气的动力作用会对列车和列车运行性能产生极大的影响。

列车在运行中受到多个力的作用，其中有空气阻力、升力、横向力以及纵向摆动力矩、扭摆力矩和侧滚力矩等。

高速列车所受到的空气动力作用，首要的是空气阻力。列车速度越快，气动阻力越大。它们的关系是，随着速度的攀升，气动阻力成平方增长。

因此，列车在高速运行时最大的“敌人”，不是自身重量，而是空气阻力。头型设计必须降低气动阻力，以节约能耗。

高速列车来自空气的另一个重要“敌人”是升力。

高速运行时，气流会给列车向上的抬升力。速度越快，升力越大。要尽量降低气动升力，让升力趋近于零，不让列车“飞”起来，以保障列车运行的稳定性。另外，侧风带来的侧向力，可能使车头摇摆，增加阻力。

上述空气动力作用是在一般工况下。此外，高速列车还要面临两车交会时的交会压力波和通过隧道时的隧道压力波。

当列车与另一列车会车时，由于相对运动的列车车头对空气的挤压，会使列车侧壁上的空气压力产生很大的波动。会车速度越快，会车压力波的强度便越大。列车通过隧道时，也会引起隧道内空气压力急剧波动。压力波动产生的冲击力，可造成门窗密封被破坏，压力波会传到车内，这就是当列车会车或过隧道时，我们的耳部会有不适感的原因。

可以说，高速列车这个在地面飞行的“机舱”，所面对的环境某种程度上比飞机更为复杂。

一个好的列车头型，必须具备优异的空气动力学性能。具体来说，头型要能有效地减少空气阻力、升力、列车交会压力波和隧道压力波等，以达到降低能耗、提高运行稳定性和乘坐舒适性的目的。