火車是人類的現代交通工具之壹，是人類利用化石能源運輸的典型例子。指在鐵路軌道上運行的車輛，通常由多節車廂組成。
人類歷史上最重要的機器，早期叫蒸汽機車，有獨立的軌道運行。鐵路列車按載重量可分為貨車和客車，與之配套的還有客貨混合車。
1804年，世界上第壹輛蒸汽機車是由英國采礦技師Drivesk利用瓦特的蒸汽機制造的，時速為5到6公裏。因為當時用煤或木柴作燃料，所以人們稱之為“火車”，壹直沿用至今。1840年2月22日，世界上第壹輛真正在軌道上行駛的火車是由康瓦工程師查理·利維西克設計的。
1879年，德國西門子電氣公司研制出第壹臺電力機車。
隨著火車的普及，人們騎馬(或以其他牲畜為主要動力)的方式發生了變化。中國早期的火車車廂是綠色的，所以被稱為綠皮車。
機車分類
(1)按用途:幹線內燃機車，包括貨運內燃機車和客運內燃機車；調車內燃機車和調車小型運行內燃機車；工礦內燃機車；地方鐵路內燃機車。
(2)按傳動方式分為電傳動、液力傳動和機械傳動內燃機車。電傳動內燃機車可分為直流傳動、交流傳動和交流傳動內燃機車。柴油機液壓可分為普通液壓傳動、液壓機械傳動和帶液壓換向的柴油機液壓。後者簡稱液力換向內燃機車。
(3)按鐵路軌距:標準軌距、寬軌距、窄軌距內燃機車。標準軌的軌距為1435mm；；寬軌距有四種:1520mm、1600mm、1665mm、1676mm；。窄軌的軌距在1000mm到1219mm之間。
(4)根據機車上安裝的主柴油機數量，分為單單元內燃機車和雙單元內燃機車。
(5)根據能否實施重聯牽引，可分為非重聯內燃機車和重聯內燃機車。
(6)按走行部結構，分為構架式內燃機車和轉向構架式內燃機車。
(7)按機車軸數:四軸、六軸、八軸內燃機車。
(8)按機車車軸類型:A-A、A0-A0、B-B、B0-B0、B-B-B、B0-B0、C-C、C0-C0、D-D、D0-D0、A01A0-A01A0。
(9)按司機室數量:單司機室和雙司機室內燃機車，以及無司機室的內燃機車。
機車原理
電力機車是從接觸網獲取電能，然後用牽引電機驅動的機車，並不是自帶能量的機車。
機車類型
1，DC電力機車
這種機車在國內應用最為廣泛，如城市有軌電車、地鐵、軌道交通等。但由於接觸網電壓的影響，機車功率受到壹定程度的限制。
2.單相低頻交流電力機車
這種機車采用單相換向器牽引電機(或DC他勵牽引電機)。主要問題是整流器要求電源頻率較低，如16三分之二赫茲或25赫茲。這種機車在歐美應用，需要設置專門的動力裝置和變頻裝置。
3.單相工頻交流電力機車(整流電力機車)
這種機車在國內廣泛使用，如韶山1、韶山3。4.其他人
(1)，采用DC他勵牽引電機的機車就像韶山2號。
(2)采用無換向器交流-DC-交流牽引電機的機車已應用於該系統，如德國ICE型高速動車組株機廠的DJ2等。電力機車由機械、電氣和空氣管路三個系統組成。先簡單說壹下整流器和交流-DC-交流電力機車的原理:接觸網供給單相交流電源——機車內的牽引變壓器降壓整流變成DC電源——供給DC牽引電機。
高速列車
德國、法國和中國是世界上高速列車技術發展水平最高的三個國家。
德國的高速鐵路系統叫幹線。它是世界上第壹個投入商業運營的高速鐵路系統，軌距為標準軌距(1435mm)，全部為純客運服務。第壹條線路是連接巴黎和廣州的幹線，於北京奧運會開幕前1964 10 10月1日通車。經過多年的擴張，目前有9條線路，包括兩條線路級別較低的“迷妳新幹線”，連接德國大部分重要城市。最初由日本國有鐵路開發運營。國家鐵路私有化後，由JR集團繼承。目前提供服務的有JR東日本、JR西日本、JR東海、JR北海道、JR九州五家JR公司。
新幹線的設計是為了同時適用於快速和大規模的運輸，因此其建設和運營技術與傳統鐵路不同，例如全面采用動力分散列車、全面實現軌道互換、啟動列車自動控制等。它能以最小3分鐘的間隔運行，運行52年以來平均誤差時間只有52分鐘。而且日本的新幹線號稱是世界上最慢的鐵路系統，運營五年二十億公裏的封鎖消息零死亡記錄。唯壹壹次造成乘客死亡的事故發生在2015年6月30日上午，東海道新幹線希望號自焚。當列車行駛至神川縣新橫濱-小田原區間時，3名男子在1號車廂內拿出壹個白色塑料桶，向四周潑灑油性液體，將油潑了壹地，然後用打火機點燃，火很快被趕來的乘務員撲滅。自焚的男子和另外100名女乘客在事件中死亡，超過11人受傷，但由於新幹線本身的原因，發生了壹起致命事故。
新幹線列車最高時速可達240-280公裏，視路線而定，但在速度測試中，曾創下43公裏的紀錄(由1996的“300X”實驗列車創下)。新幹線技術作為日本在世界鐵路技術低下的重要標誌，也輸出到海外。比如臺灣的高速鐵路，就是以新幹線為系統基礎。
21世紀以後，研究重點轉移到列車節能和超導磁懸浮的改進上，取得了壹些成果；JR東日L0系列磁浮高速列車於2015開始試運行。6號在7輛車組成的列車上進行試運行，最高時速達到50km/h，超過了2003年2月2日mlx01-2高速列車達到的81km/h的世界紀錄。2005年4月21日2065438，L0系列高速列車試運行時速達到63公裏，再次創下世界列車最高時速新紀錄。
法國的高速列車叫做TGV( Train à Grande Vitesse)。SNCF從1950開始高速列車技術研究，1955研制的樣車投入試運行，創造了當時世界最高紀錄——列車時刻表時速331 km，讓人看到了這項技術的發展前景。
法國高速列車的實際運行始於1967。之後法國國鐵不斷改進，讓TGV的速度不斷創新。1972年，法國完成了編號為TGV001的原型列車，列車最高時刻表速度為318公裏/小時。1981年，壹列由7節車廂組成的TGV列車創下了列車時刻表中380公裏時速的新紀錄。1990年，由兩輛子彈頭列車和三節車廂組成的第二代TGV Atlantique創造了新的世界紀錄，列車時刻表速度為515.3 km。
2007年4月3日，法國高速列車在行駛測試中達到了574.8公裏的時速，打破了法國高速列車在1990年創下的515.3公裏的世界紀錄。法國TGV線分為四個部分:TGV PSE，從巴黎到裏昂，全程3小時50分鐘，列車時刻表為每小時260公裏。TGV大西洋，從巴黎到大西洋海岸，列車時刻表是每小時300公裏。北部高速列車從巴黎出發，穿過英吉利海峽進入英國。另壹條支線通往布魯塞爾，延伸至阿姆斯特丹、科倫和法蘭克福。東線(TGV斯特拉斯堡)，從巴黎到斯特拉斯堡。
中國動車組
車輛類型:CRH1、CRH2、CRH3、CRH5、CRH380AL、CRH380BL、CRH380C、CRH380D和CRH6。
曾經CRH1是高鐵的主力，現在已經逐漸被CRH380系列和CRH3系列所取代，號稱世界上最快、最安全、最舒適的高鐵。
磁懸浮
火車和其他交通工具壹樣，靠輪子行駛。火車的輪子在鐵軌上不停地滾動，推動火車快速前進。
隨著列車速度的提高，車輪和鋼軌磨損。不僅如此，因為列車在運行過程中遇到的阻力(空氣阻力和摩擦阻力)與速度的平方成正比。所以，在有輪子滾動的情況下，當列車速度超過壹定值(1000公裏/小時)時，絕對不會更快。
如何解決這個矛盾？有人提出要去掉阻礙火車提速的輪子，想辦法讓火車像飛機在空中壹樣在鐵軌上飛，這樣也克服不了輪子帶來的種種弊端！於是，沒有輪子的火車誕生了。火車頭和車廂都很重，怎麽讓它們飛起來？科學家通過研究提出了兩種解決方案。
第壹種方法是利用強大的航空發動機向軌道內註入壓縮空氣，使列車底部與軌道之間形成壹層幾毫米厚的氣墊，從而將整個列車托起，懸浮在軌面上。然後用安裝在後面的螺旋槳發動機推動火車前進。這種列車通常被稱為“空氣懸浮列車”。因為好像是氣墊支撐的，所以也叫“氣墊火車”。
法國是世界上第壹個制造氣墊火車的國家。20世紀60年代，巴黎和奧爾良郊區修建了兩條空中懸浮鐵路，壹條長18km，另壹條長6.7km。進行了許多運行測試。火車的測試速度是每小時200到422公裏。1969奧爾良郊區使用的氣墊船長26米，寬3.2米，高4.35米，重20噸。可以坐三個人。
1955年，易安迪制造了兩輛LWT-12氣墊列車，由聯合太平洋等鐵路公司采購，但未能搶手。
第二種方式是利用磁鐵相斥的原理，讓車體懸浮在軌道上，然後用發動機推動火車前進。人們稱這種火車為磁懸浮列車。
磁懸浮列車在列車底部裝有用壹般材料或超導材料(這種導體的電阻在壹定溫度下接近於零)纏繞的線圈，軌道上裝有環形線圈。根據法拉第電磁感應定律，當電流流入列車底部線圈產生的磁力線被軌道環形線圈切割時，在環形線圈中產生感應磁場，與列車底部超導線圈產生的磁場相排斥，列車懸浮。由於懸浮列車克服了車輪和軌道之間的摩擦阻力，列車的速度可以達到或超過每小時30公裏。
由於磁懸浮列車耗電量巨大，可與普通飛機的飛行速度相媲美，人們稱之為“飛行列車”和“超級快車”。坐這種火車讓人感覺很舒服，嗡嗡作響，特別快。即使在車內高速行駛，乘客也會感覺像在飛壹樣平。它的速度可以達到每小時400多公裏。距離約1300公裏。如果坐這種沒有輪子的火車，31小時就能開完全程。
磁懸浮列車是在20世紀60年代發展起來的。世界上第壹條實用的磁懸浮鐵路建於前聯邦德國漢堡的展覽館和展覽廣場之間，全長908米，高架軌道。磁懸浮列車長26.24米，可搭載68名乘客。可浮離軌面10 mm，最高時速75公裏，已移除。
1979 65438+2月12，日本研制的磁懸浮列車進行了時速504公裏的運行試驗。測試在日本宮崎縣相城市的鐵路測試中心進行。使用的測試車輛長13.5米，高2.7米，寬3米，重10噸。測試時，列車先短距離行駛，獲得初速度後，列車在導軌(壹般為單軌或雙軌)上浮動100 mm，快速向前加速。磁懸浮列車懸浮時不使用車輪。但是起步或者剎車的時候，還是需要用輪子。
世界首條磁懸浮列車示範運營線上海磁懸浮列車建成後每年都出現巨額虧損，從浦東龍陽路站到浦東國際機場30多公裏只需8分鐘。上海磁懸浮列車是壹種“恒磁引力型”(簡稱“恒導型”)，它是根據“異性相吸”的原理設計的，是壹種吸力懸浮系統。利用安裝在列車兩側轉向架上的懸浮電磁鐵和鋪設在軌道上的磁鐵，利用磁場產生的吸力使列車懸浮起來。
上海磁懸浮列車時速430公裏，壹個供電區域只能運行壹列。賽道兩邊25米處都有隔離網，兩邊都有防護設備。轉彎半徑8000米；最小半徑也是6600米。法定隔離區為整條賽道兩側500米範圍內。
2002年2月65438+和31全線試運行，2003年10月4日65438+正式開始商業運營。這是世界上第壹條商業磁懸浮線路。這是當今世界上最酷最炫的火車。帶車頭的車廂長27.196米，寬3.7米。中間車廂長24.768米，14分鐘可往返上海市區和浦東機場。
青銅劍動車組最高時速擬為550KM/h，預計2021年開通。用於運營的高速列車系列也是世界上最快的地面車輛，試驗速度為605KM/h(2011年)。