【轨道前沿】“音速胶囊”叫板世界最快列车

【轨道前沿】“⾳速胶囊”叫板世界最快列车
联合签名入口
⽆论是⾳速列车,还是让列车⾏驶的真空管道,听起来都很疯狂。⽽刚刚创下⼈类历史上⾸次海上回收⽕箭壮举的美国SpaceX公司创始⼈埃隆·马斯克,正在做这件事。
埃隆·马斯克
由他提出的“⾳速胶囊”列车⼀旦建成,从洛杉矶到旧⾦⼭只需35分钟,是⽬前世界上最快列车⾏驶时间的五分之⼀。⽏庸置疑,马斯克对⾳速列车的热情,⼀定会让这个了不起的承诺变成现实。
电子签章技术“胶囊”列车的⼏个亮点
埃隆·马斯克提出的 Hyperloop(“胶囊”列车)的创新设想为世界瞩⽬,这个被称为“超级⾼铁”的超⾼速运
土著菌输系统,运⾏速度将是当今世界上速度最快的⾼速列车的2倍。热升华转印纸
⽬前世界上速度最快的列车当属上海的磁悬浮列车,测试达到的最⾼时速为500公⾥,最⾼运营时速达到430公⾥。
设计中的“胶囊”列车,将以接近1120公⾥的时速风驰电掣般地在⼀个真空管道中穿越⽽过,可在35分钟内把乘客从洛杉矶运送到旧⾦⼭。如果换成上海的磁悬浮列车,以其最快的运营时速完成这段旅程,将需要1⼩时20分钟。
设想中的“胶囊”列车由⼏节密闭的悬浮舱组成,以电磁为推动⼒,以亚⾳速在真空管道的⽓垫上⾏驶。
真空管道的建造将花费60亿美元,⽽悬浮舱的制造还将花费600亿美元。由于悬浮舱在真空管道中运⾏时不会产⽣摩擦,不但节约能源,运营成本也将更低。
“胶囊”列车的构想始于2013年,马斯克开始通过他创建的特斯拉汽车公司和商业航天公司(SpaceX)来实现这个想法,但他同时也⿎励其他⼈来帮助完善他的这个设想。2015年 12⽉,SpaceX公司组织了⼀次公开竞赛,在《⾃然》杂志上“招标”,吸引了1200多个团队(主要是各⼤学⼯程系的学⽣)积极参与。除了充分展⽰科学想像⼒的设计竞赛之外,还出现了两家颇具创新⼒的公司———成⽴于2013年的Hyperloop交通技术公司( HTT),和2015年成⽴的Hyperloop技术公司。这两家公司⽬前承担了“胶囊”列车的技术开发。
技术众包的⽅式收到了很好的效果,学⽣团队和其他爱好者发现和纠正了马斯克初步构想中的很多问题。美国宇航局(NASA)也帮助改进了“胶囊”列车的涡轮机。
“疯狂”设想能变为现实吗
在马斯克的“胶囊”列车项⽬推出之前,曾经有过⼀个加州⾼铁铁轨和圣地亚哥与旧⾦⼭之间⼦弹头列车的计划,现已因
多种困难和障碍⽽被搁置。根据原先的设计,这条⾼速铁路即便建成,速度也只能达到平均每⼩时260公⾥。
“加州⾼速铁路被批准时,我很失望。我知道还有很多⼈有着和我⼀样的感觉。”马斯克在“胶囊”列车最初的设计报告中如此写道。“难以想象,在硅⾕和喷⽓推进实验室(JPL)的所在地,在这个集中了世界上最多科技知识、拥有将探测器送上⽕星技术的地⽅,会有这么⼀个每英⾥建造成本最为昂贵,⽽速度却是世界上最慢的⼦弹头列车计划!”
马斯克称,建⽴“胶囊”列车的成本计划在60亿美元以下,⽐加州⾼铁项⽬数百亿美元的代价要少得多。
根据他的设想,真空管道将建在地⾯上,⼤致与加州5号州际公路线路并⾏;每个密封舱可乘坐28名乘客,⾼峰时每30秒发出⼀班从洛杉矶到旧⾦⼭的列车,乘客可以在沿途的多个站台上下车;更⼤型的系统不但可以运送乘客,还可以运载汽车。
在真空管道⾥运⾏“胶囊”列车的设想,最早出现在上世纪70年代———瑞⼠⾼铁提出了时速500公⾥管道系统列车的设想,但最终由于缺乏资⾦⽽被搁置。
如今,要由马斯克来完成这个设想了———2016年,多年的沉寂被打破,HTT公司开始在加州建造8公⾥长的测试真空管道,但还有不少关键技术需要突破。
加州⼤学洛杉矶分校的克雷格·霍奇茨教授认为:真空管道本⾝的建设并不是⼀个太困难的问题,“这⽐建造300⽶⾼摩天⼤楼的难度要低得多,前者还要考虑抗风、抗震等因素。”
另外⼀些专家则不那么乐观。德克萨斯⼤学奥斯汀分校研究⾼速空⽓动⼒学的博⼠后⾥昂·范斯通说:“这是⼀个从没有⼈做过的巨⼤项⽬,谁都不敢肯定它是否⾏得通。”
湿厕巾⾯临的问题和障碍
1985年,⿇省理⼯学院的科学家们做了⼀个⽤电磁⼒击发乒乓球通过真空管的实验,实际上只需要部分真空就⾏。HTT的真空管道压⼒低于100帕斯卡,只有⼤⽓压的千分之⼀。与HTT有合作关系的欧瑞康莱宝真空设备公司的业务发展主管卡尔·布劳克梅耶认为,要做到这⼀点并不困难。
“我想说这很容易,但最恰当的说法是:很容易获得成功,技术上并没有很⼤的难度。”布劳克梅耶说。“我⽆权透露我们将要⽤多少设备,这不仅取决于保持真空的需要,同时也需要⼀个冗余系统。也许我们会安装⼀个额外的泵,以防在需要换泵时,仍然能够保持全速运⾏。”
为解决所有这些问题,HTT今年在洛杉矶和旧⾦⼭中间⼀个叫做码头⾕的地⽅,开始建设⼀条8公⾥长的试车管道。(顺便提⼀下,码头⾕也是准备打造太阳能城市的地⽅,马斯克现在也在制造家⽤太阳能设备的电池储存设备,因此选择这个地点是⾮常合适的。)
测试中其他需要解决的问题还包括:紧急情况下如何疏散乘客? 如果前⾯的悬浮舱突然停下,紧跟其后的悬浮舱会受到怎样的影响? 减速阶段如何避免连环相撞? 重新启动系统时要全部加压还是部分加
压? 以⾼清屏幕代替舷窗帮助抵御幽闭恐怖症,以及失重带来的过⼭车般感觉,乘客对于这类压⼒的承受能⼒有多⼤等等。HTT正⾯临这类问题以及其他空⽓动⼒学问题。
防静电监控霍奇茨的设计与马斯克最初的设想有着很⼤的不同。他说,由于HTT是暂停悬浮舱的磁动⼒设计,⽽不是采取⽓动⽅案,它将需要⼀个⽐最初设想⽅案更⼩的涡轮压缩机,这意味着悬浮舱可配备更轻的电池和冷却系统。给悬浮列车减重的结果应该可以减少给乘客带来的⾝⼼冲击(包括呕吐等不良反应)。但对于乘客将如何应对加速度的研究仍在继续进⾏之中。
“我认为,设备在码头⾕安装时还会有⼀些⼩的调整。”霍奇茨说,“我们的⼀些研究表明,全速运动时,在24公⾥的转弯半径内,加速度产⽣的1.5G重⼒是相当⼤的,这是制定线路时要考虑的⼀个重要决定因素。对于⾳速列车的速度、路线,以及乘客的感觉,都必须进⾏⾮常复杂的综合分析。”
假如⼈体⼯程学的问题可以解决,有⾜够的⽀持系统和安全保障,剩下的最⼤问题当然就是资⾦了。

本文发布于:2024-09-21 19:37:05,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/2/244079.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:列车   公司   胶囊   真空管
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议