高速列车通过隧道时，耳膜为什么会有一种“鼓胀”的感觉？

2025/8/3 8:18:30

乘坐高速列车行驶在山区地段，隧道一个接一个，每当列车经过隧道时，乘客的耳膜总会有一种“鼓胀”的不适感觉，很是难受，这是为什么呢？

因为，列车高速通过隧道时，会产生一种空气动力学效应: “列车压力波”。

列车的压力波是高速列车通过隧道时产生的一种空气动力学现象。在高速运行的条件下，列车进入隧道时会产生压力波，该压力波以声速（约340米/秒）向前推进，到隧道口处，由于空气密度的不同，又反射回来再次遇到列车，如此反复多次，因此，即使在窗户密闭的条件下，也会使乘客因压力变化而耳膜鼓胀，感觉不适。

除了“列车压力波”效应，还有“微气压波”效应。隧道的“微气压波”是列车突入隧道时形成的压缩波，在隧道内传播，到达出口时向外放射，呈脉冲状的压力波。微气压波的发生实态和大小与许多因素有关，其中主要有列车速度、列车横断面积、列车长度、列车头部形状、隧道横断面积、隧道长度、隧道内道床的类型等。

“列车气压波”和“微气压波”的存在，不仅使旅客及乘务人员的耳膜感到不适，舒适度降低，而且还会对高速列车的运行带来其他的问题，严重时还会对铁路员工和车辆产生危害，危及行车安全。

比如: 高速列车进入隧道时，会在隧道出口产生微气压波，发出轰鸣声，使附近的房屋门窗由于共振现象而作响甚至破裂，并形成空气动力学噪声，该噪声的强度与车速的6-8次方成正比。

列车高速进入隧道时，会使行车阻力突然增大，使运营能耗增大，并使列车所需的牵引力突然增大，损害列车牵引系统，并且列车克服阻力所做的功最终转化为热量，在隧道洞内聚集引起隧道内温度的升高。

“空气压力波”还会使“列车风”加剧，影响隧道内维护、养护人员的正常作业，甚至危及人身安全。

因此，高速铁路隧道工程，必须考虑列车进入隧道诱发的一系列空气动力学效应，以减弱和消除其对行车安全、旅客乘坐的舒适度、车辆结构的强度和环境等方面的不利影响。

具体的措施有: 缓解空气动力学效应，可采用放大隧道断面有效面积，从而减少阻塞比（列车横断面积比/隧道横断面有效面积）、在隧道洞口修建缓冲结构，以及增设辅助坑道等工程措施。因此，大家可以看到，高速铁路隧道的洞口与普速铁路隧道的洞口是有很大的区别的，高速铁路隧道的洞口，多采用喇叭型阔口的造型，而不是竖直直立的洞口。

除此之外，在机车车辆的设计上，要优化高速动车组的头部流线型结构，使其头型细长，曲线缓和，最大限度的减少空气阻力，同时加强车厢的密封性，使动车组或机车的外形具有良好的空气动力学密封特性，同时升级空调系统的通风系统性能等。

而这一切的研究，有一个专门的学科方向叫做: “高速列车空气动力学”，该研究所做的实验叫做“风洞实验”，我国四川省绵阳市就建有我国最著名的“风洞”实验室。