超级高铁来了!看看啥原理让它速度能秒杀飞机

核心提示:超级高铁的技术原理解释起来并不难懂,其核心是将列车舱体置于一段几近真空的管道之中,并通过磁铁来提供动力加速。因为管道中接近真空,因而空气阻力——高速列车加速的最大障碍——将不复存在,进而借助空气压缩机提供升力、磁铁提供推力的超级高铁列车理论上能接近音速(1200+km/h)。

据《财富》杂志网络版报道,特斯拉CEO埃隆·马斯克(ElonMusk)旗下超级高铁项目公司Hyperloop Technologies宣布,将从2016年开始在内华达州的沙漠中进行测试。据悉,此次超级高铁测试轨道长度约半英里(约805米左右),轨道上缠绕有启动线圈和一辆发电拖车,而测试的车体包含了产生推进力的磁体,而该车预计从静止状态加速到336英里/小时(约合541公里/小时)只需要2秒钟。

超级高铁的技术原理

超级高铁的技术原理解释起来并不难懂,其核心是将列车舱体置于一段几近真空的管道之中,并通过磁铁来提供动力加速。因为管道中接近真空,因而空气阻力——高速列车加速的最大障碍——将不复存在,进而借助空气压缩机提供升力、磁铁提供推力的超级高铁列车理论上能接近音速(1200+km/h)。

在能源方面,超级高铁将采用自供电设计,通过在管道上部铺设太阳能面板,产生足够的电能维持运行。同时,尽管真空管道运输能够达到超高速度,但乘客却不会感受到高强度的加速度。它将比火车和飞机更安全、更便宜、更安静。

高铁运行的摩擦阻力,来自于空气摩擦和接触摩擦。除了消除空气摩擦带来的阻力,超级高铁的另一大亮点是悬浮技术。悬浮技术要解决的正是接触摩擦的阻力,利用磁悬浮或气悬浮技术使车厢在真空管道中无接触、无摩擦地运行,达到点对点的传送运输。

超级高铁的速度远超当下最快的磁悬浮列车,后者的速度极限仅为500km/h左右。因为磁悬浮列车的磁铁动力除了需要提供推力还要提供升力,而超级高铁列车的磁铁动力全部用于推进,加上接近零的空气阻力,使得超级高铁的速度是磁悬浮两倍有余。

西南交大曾建试验轨道

自从真空管道运输的概念提出以来,有不少公司和机构都积极致力于项目的研发。其中,ET3公司是开始得最早、最有代表性的一家。早在2013年,ET3公司就曾公布将建造一个长达4.8公里、时速为6500公里的模拟系统,用以试验“胶囊”旅行的概念。

今年6月,马斯克投资的公司SpaceX曾宣布举行超级高铁设计竞赛,鼓励其他人提交自己的穿梭舱设计方案。SpaceX表示,在明年6月之前,SpaceX将在加州建设一条1英里长的测试轨道,测试其商业可行性。

日前,HTT公司公布了其试验轨道计划。他们计划明年搭建全球首条“超级高铁轨道”,这一轨道将位于加利福尼亚州的“码头山谷”地区,沿着5号洲际公路,绵延8公里进行测试。HTT公司是一家众筹组建的创业公司,它已经吸引了来自NASA、波音以及SpaceX等著名机构和公司的400余名专业工程师投入超级高铁研究。除了HTT,参与这一试验轨道建设的,还有欧瑞康真空公司以及Aecom建筑公司。

事实上,十几年前我国也开始了对超级高铁的研究。西南交通大学真空管道运输研究所所长张耀平投身超级高铁研究已经十余年,是国内最早研究此项目的专家。他与奥斯特相识并将“真空管道运输”概念推介到中国,在西南交通大学组建了专门的研究机构。

一名来自西南交通大学牵引动力国家重点实验室的研究人员向新京报记者介绍,西南交大去年曾建设过一个小型试验轨道,用以试验真空管道运输的可行性。轨道的实验环线半径仅6米,因而其车辆最高速度为时速50公里,但根据科研人员估算,在此实验环境中有望达到的最高理论数值为3000公里。

美国2016年开建超级高铁:时速700km/h 预计8年后盈利

在北京召开的全球创新者大会上Hyperloop CEO德克•阿尔博恩(Dirk Ahlborn)表示,从2016年开始,Hyperloop就将在美国加州的Quay Valley开始建造全球首条超级高铁,预计在2017年第三季度就可以开始进行测试和优化,并在未来8年内实现盈利。

据阿尔博恩介绍,即将建成的测试用胶囊超级高铁的最高时速可达700km/h,而完全建成的超级高铁的时速将达到1220km/h。虽然这一概念由马斯克提出,但作为后来真正将这一概念付诸于现实的是众筹平台JumpStartFund,后来又成立了Hyperloop公司。通过众筹,Hyperloop已经吸引了来自NASA,Space X以及特斯拉等工程师加入,并免费为Hyperloop工作。现在每天Hyperloop就有5个新应用诞生,并吸引了来自470多名投资者69.5万美元的投资金额。

至于“超级高铁”何时会进入中国的问题,阿尔博恩表示目前并没有详细的计划,但他说中国市场已在他们的未来构想之内。由于中国和美国在空气、地理环境的诸多不同,超级高铁想要进入中国还要走很长的一段路,目前他们正在招募中国对这一概念感兴趣的有志之士加入。

(本文整合自腾讯科技、新京报、凤凰科技)


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