轮子是“锥子脸”？跑起来能自己找平衡

再仔细看那个踏面，它也不是平的。你可以想象一下，把圆锥体斜着切一刀，取下来的那个面就是踏面的形状——外侧薄一点，内侧厚一点，专业点说就是“锥面”。

这锥面可有大用处。火车在直道上跑，万一有点往左边偏，左边轮子的踏面接触铁轨的地方就会往内侧挪，滚动半径变大；右边轮子接触的地方往外侧挪，滚动半径变小。这样一来，左边轮子转一圈走得远，右边走得近，火车自然就会慢慢往右边回正。反过来往右边偏了，也是同样的道理。就像人走路晃了一下，两条腿自动调整步子，又能走直了，火车就是靠这来回晃动保持着动态平衡。

转弯时不掉队，全靠轮子和铁轨“配合”

火车转弯的时候更考验功夫。就说向左转弯吧，离心力会推着火车想往外甩。这时候，左边的轮子外侧会贴紧铁轨，右边的轮子内侧会贴紧铁轨。因为踏面是锥面，左边轮子接触的地方半径小，右边接触的地方半径大。

打个比方，左边轮子转一圈走1米，右边转一圈能走1.2米。同时，转弯处的外侧铁轨也比内侧长一点，刚好跟两个轮子的行走距离配上。这样一来，两边轮子转得一样快，却能走出不同的距离，火车顺着弯道走，一点不打滑，稳稳当当就转过去了。不过这锥面的坡度不大，轮子内外侧的半径差得不多，所以火车转弯不能太急。遇到那种小半径的弯道，铁路工人会把外侧铁轨垫高一点，这叫“外轨超高”。就像人跑步转弯时身体会往内侧倾，靠重力分力帮忙抵消离心力，火车也靠这个原理，在急弯处保持稳定。

除了轮子，火车还有这些“稳身术”

其实除了轮子和铁轨的设计，火车底下还有个叫“转向架”的部件，相当于火车的“膝盖”。车厢不是直接焊在轮子上的，而是通过转向架连接，转弯时能灵活调整角度，让车厢跟着轨道走，不会硬拽着轮子跑偏。