火车为什么要在铁轨上开，只是怕压坏路面吗，用履带不能解决吗？
咱们聊聊火车为啥非要在铁轨上跑，还有为啥不用履带这事儿。这背后其实有不少门道，可不是简单一句“怕压坏路面”就能说清的。
为啥是铁轨？
要说火车离不开铁轨，得先明白火车这玩意儿是个啥。火车最核心的特征就是它那“轮子”——钢制的车轮。这可不是一般的轮子，它们跟铁轨之间有个特别讲究的设计，叫“轮轨系统”。
1. 滚阻小，跑得快又省力： 钢铁的轮子在光滑的钢铁轨道上滚动，摩擦力非常小。你可以想象一下，你推一个圆滚滚的球，它比你推一个方块要省力得多，而且滚得也远。火车就是靠这个“滚动的优势”，用相对小的动力就能驱动几十吨甚至上千吨的重量前进。如果它是在普通路面上跑，那可就惨了，光是克服那种巨大的滚动阻力，需要的动力就不是一个量级了。
2. 导向性好，不易脱轨： 火车的车轮边缘不是平的，有一个“轮缘”。铁轨呢，也有内侧的“挡肩”。这个轮缘和轨道挡肩配合，就像是给火车装上了“方向盘”和“轨道”，无论是在直线还是曲线行驶，都能牢牢地引导车轮沿着轨道前进，极大地降低了脱轨的风险。没有铁轨，你想让一个那么重的大家伙乖乖地沿着一条直线或者平滑的曲线走，那是天大的难题。
3. 承载能力高，分散压力： 火车重量巨大，但通过钢轮和钢轨的接触点，这个巨大的压力被分散到很小的面积上。虽然接触面积小，但钢轨和下面的道砟（那种碎石子）都是经过特殊设计和铺设的，能够承受极高的单位压力，并且将压力均匀地传递到更广阔的基层上。这就好比你用一根尖针去扎一块软泥，针尖压力很大；但如果你用一个平底的杯子，压力就分散开了。
4. 制动效果好： 火车有专门的制动系统，通过刹车片与车轮摩擦来减速。在光滑的钢轨上，这种制动是稳定且有效的。
那履带呢？为啥不能用？
你提到了履带，履带车（比如坦克）也是一种能承载重物、适应复杂地形的交通工具。但把履带用在火车上，感觉上好像也能解决“压坏路面”的问题，不过现实操作起来，弊端会非常明显：
1. 巨大的摩擦力和能量损耗： 履带是通过无数个金属节或橡胶节连接起来，在与地面接触时，会有非常大的摩擦力。这不仅意味着火车需要消耗更多的能量来克服这种摩擦，而且会产生大量的热量。想想象一下，一个重达几千吨的火车，它的履带摩擦起来，那得有多大的阻力！光是跑起来，就得消耗天文数字的能量。
2. 不适合高速运行： 履带的设计更多是为了在复杂地形（如泥泞、沙地、崎岖路面）上提供更好的抓地力和通过性，而不是为了高速行驶。履带在高速运动时，不仅会因为惯性和变形导致不稳定性增加，而且履带本身也会因为巨大的应力而磨损加剧，甚至有断裂的风险。火车追求的效率和速度，是履带这种结构难以企及的。
3. 磨损和维护成本： 履带的每一节都在不断地与地面接触、运动，相互之间也存在摩擦。即使是普通的履带车辆，其履带的磨损速度也比火车的钢轮快得多。如果用在需要长距离、高强度运行的火车上，那履带的更换和维护成本将是天文数字，而且会频繁导致列车停运，影响效率。
4. 对“路面”的颠覆性改造： 如果火车用履带，那它就不能在现有的铁轨上跑了。你得为它修一种全新的“履带轨道”，这种轨道也得是为履带专门设计的。而铁轨的优势在于它提供了一个相对“干净”的运行介质，减少了外部环境对运行的干扰。履带与地面的直接接触，更容易卷起石子、泥土等杂物，这些东西一旦进入履带的连接缝隙，只会加剧磨损，影响运作。
5. “压坏路面”不是唯一的问题： 火车设计成在铁轨上跑，除了不“压坏”普通路面，更重要的是高效、稳定、安全地承载和运输。铁轨系统完美地解决了这些核心问题。履带可能在某些方面解决了“压坏路面”或“地形适应性”的问题，但它在效率、速度、能耗和维护成本上，与铁轨系统完全不在一个量级上，甚至可以说是天壤之别。
总结一下：
火车之所以要在铁轨上跑，是因为轮轨系统完美地结合了低滚阻、高导向性、高承载能力和稳定制动等特性，这是实现高效、高速、长距离运输的最佳方案。而履带虽然能提供好的通过性和分散承载，但在能耗、速度、耐用性、维护成本以及对运行环境的要求上，都远远无法满足火车作为一种大规模、高速运输工具的需求。
所以，铁轨不是“怕压坏路面”的唯一原因，而是为了让火车能够“跑得快、跑得稳、跑得省、跑得远”而量身定做的一套高效运作体系。
为啥是铁轨？
要说火车离不开铁轨，得先明白火车这玩意儿是个啥。火车最核心的特征就是它那“轮子”——钢制的车轮。这可不是一般的轮子，它们跟铁轨之间有个特别讲究的设计，叫“轮轨系统”。
1. 滚阻小，跑得快又省力： 钢铁的轮子在光滑的钢铁轨道上滚动，摩擦力非常小。你可以想象一下，你推一个圆滚滚的球，它比你推一个方块要省力得多，而且滚得也远。火车就是靠这个“滚动的优势”，用相对小的动力就能驱动几十吨甚至上千吨的重量前进。如果它是在普通路面上跑，那可就惨了，光是克服那种巨大的滚动阻力，需要的动力就不是一个量级了。
2. 导向性好，不易脱轨： 火车的车轮边缘不是平的，有一个“轮缘”。铁轨呢，也有内侧的“挡肩”。这个轮缘和轨道挡肩配合，就像是给火车装上了“方向盘”和“轨道”，无论是在直线还是曲线行驶，都能牢牢地引导车轮沿着轨道前进，极大地降低了脱轨的风险。没有铁轨，你想让一个那么重的大家伙乖乖地沿着一条直线或者平滑的曲线走，那是天大的难题。
3. 承载能力高，分散压力： 火车重量巨大，但通过钢轮和钢轨的接触点，这个巨大的压力被分散到很小的面积上。虽然接触面积小，但钢轨和下面的道砟（那种碎石子）都是经过特殊设计和铺设的，能够承受极高的单位压力，并且将压力均匀地传递到更广阔的基层上。这就好比你用一根尖针去扎一块软泥，针尖压力很大；但如果你用一个平底的杯子，压力就分散开了。
4. 制动效果好： 火车有专门的制动系统，通过刹车片与车轮摩擦来减速。在光滑的钢轨上，这种制动是稳定且有效的。
那履带呢？为啥不能用？
你提到了履带，履带车（比如坦克）也是一种能承载重物、适应复杂地形的交通工具。但把履带用在火车上，感觉上好像也能解决“压坏路面”的问题，不过现实操作起来，弊端会非常明显：
1. 巨大的摩擦力和能量损耗： 履带是通过无数个金属节或橡胶节连接起来，在与地面接触时，会有非常大的摩擦力。这不仅意味着火车需要消耗更多的能量来克服这种摩擦，而且会产生大量的热量。想想象一下，一个重达几千吨的火车，它的履带摩擦起来，那得有多大的阻力！光是跑起来，就得消耗天文数字的能量。
2. 不适合高速运行： 履带的设计更多是为了在复杂地形（如泥泞、沙地、崎岖路面）上提供更好的抓地力和通过性，而不是为了高速行驶。履带在高速运动时，不仅会因为惯性和变形导致不稳定性增加，而且履带本身也会因为巨大的应力而磨损加剧，甚至有断裂的风险。火车追求的效率和速度，是履带这种结构难以企及的。
3. 磨损和维护成本： 履带的每一节都在不断地与地面接触、运动，相互之间也存在摩擦。即使是普通的履带车辆，其履带的磨损速度也比火车的钢轮快得多。如果用在需要长距离、高强度运行的火车上，那履带的更换和维护成本将是天文数字，而且会频繁导致列车停运，影响效率。
4. 对“路面”的颠覆性改造： 如果火车用履带，那它就不能在现有的铁轨上跑了。你得为它修一种全新的“履带轨道”，这种轨道也得是为履带专门设计的。而铁轨的优势在于它提供了一个相对“干净”的运行介质，减少了外部环境对运行的干扰。履带与地面的直接接触，更容易卷起石子、泥土等杂物，这些东西一旦进入履带的连接缝隙，只会加剧磨损，影响运作。
5. “压坏路面”不是唯一的问题： 火车设计成在铁轨上跑，除了不“压坏”普通路面，更重要的是高效、稳定、安全地承载和运输。铁轨系统完美地解决了这些核心问题。履带可能在某些方面解决了“压坏路面”或“地形适应性”的问题，但它在效率、速度、能耗和维护成本上，与铁轨系统完全不在一个量级上，甚至可以说是天壤之别。
总结一下：
火车之所以要在铁轨上跑，是因为轮轨系统完美地结合了低滚阻、高导向性、高承载能力和稳定制动等特性，这是实现高效、高速、长距离运输的最佳方案。而履带虽然能提供好的通过性和分散承载，但在能耗、速度、耐用性、维护成本以及对运行环境的要求上，都远远无法满足火车作为一种大规模、高速运输工具的需求。
所以，铁轨不是“怕压坏路面”的唯一原因，而是为了让火车能够“跑得快、跑得稳、跑得省、跑得远”而量身定做的一套高效运作体系。
网友意见
说实话，我认为题主这个提问是在逗我，不过想了想还是决定认真回答吧。
先说轨道交通的钢轨
1.轨道限制了车身的横向运动。
轨道交通（铁路，地铁，轻轨，单轨）相对于胶轮运输（汽车）、履带（坦克、推土机）最大的不同是轨道限制了车身的横向运动。这一特点的最明显结果是在未脱轨的情况下，轨道交通的机车、车辆只会在轨道限界内前后运动。它带来以下优势：
（1）由于限制了横向运动导致，驾驶变得简单：铁路、轻轨、地铁司机驾驶时只需要注意前方（信号，轨道，接触网）状况即可驾驶理论上无限长度的列车，也不用担心后面的车厢与其它车辆接触或碰撞。（请对比绞接式公共汽车转向与掉头的困难，就是两节的那种）
图1:铰接式公交车（2节）
图2:铰接式公交车（3节）
（2）因为（1）的原因轨道交通易于实现大运量运输。如：重载铁路运输中常常使用机车牵引超过70节敞车运载货物，车长超过一公里（最长近4公里）；春运时会使用超过18节客车组成的客车体，总长接近500米。
图3:重载铁路运输
（3）易于能源供应。如：电气化铁路通过在线路上方架设接触网为电力机车供电，使整个系统供能集中，由发电厂统一发电导致能源效率更高，污染更少，污染物更易被集中处理，电力机车与动车组因为内部没有内燃机而减小负重，长途旅客列车由于不在需要挂空调发电车而减小负重，从而实现更高运行速度。
图4:接触网与受电弓
2.轨道交通中轮对与钢轨运行时阻力小
轮对在钢轨上滚动的过程中，由于两者弹性小（相对汽车等胶轮方式），几乎不会产生（不是完全没有）由于弹性形变产生的阻力，因此高速运行时更节约能源。
由于轨道交通的轮轨特性带来的劣势当然也有，比如：启动难，坡道起动更难，加速慢，制动远，停车不容易精确控制
图5:某型机车轮对与钢轨接触点
再说履带
履带常用在工程机械和武器装备上。无论工程机械和军事装备，都有2个特点：（1）相比汽车载重大（相对于轨道交通依然偏小，铁路货运敞车每节都是90吨载重往上，重载线路则更高）（2）工作环境恶劣（路烂）。（本人对于履带的了解仅限于常识，实在抱歉）
总结一下，履带的目的是“开荒”，即可以在牺牲速度和载重的前提下换取通过性；而轨道交通可以同时保证较高速度、较大载重、以及轨道内近乎完美的通过性，进而保证经济性。
如果抽象一下，其实轨道交通中的钢轨和枕木就是轨道车辆的“履带”，而履带也正是坦克和推土机的轨道。
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