马斯克的超级高铁最高时速达到320公里每小时,这会对中国高铁造成什么挑战?

在今天新鲜出炉的一份关于超级高铁的报告和视频中显示,Hyperloop One在7月29日进行了一次最新实测,再次将一个长约500米的测试管道安放在内华达州的沙漠中。在实际测试中,超级高铁在时速上取得了重大突破——最高时速达到320公里每小时 (200 mph)。


近日,被媒体吵得沸沸扬扬的一则新闻——“比飞机还要快的超级高铁要来了”吸引了无数关注者的目光。

据美国全国广播公司财经频道(CNBC)近日报道,创业公司Hyperloop One的超级高铁推进系统首次户外测试成功,3米长的实验“滑车”在铺设好的轨道上运行了2秒钟,最终速度达到400英里每小时(约合640公里/小时)后,撞击到了91米外的沙堆才减速停车。

报道还指出,如果按照最终设想,超级高铁将在密闭真空管道或低压管道中行驶,时速最高可达760英里(约合1230公里/小时)。

如果说飞机的发明实现了人类像鸟一样“飞翔”的梦想,那么这种比飞机还要快近一倍的“疯狂”的“地面火箭”,是否可以让人类再次梦想成真呢?

1230公里/小时,意味着从北京到上海的直线距离被缩短在了一小时内,这不得不让人震撼。

众所周知,当今最快高铁的冠亚季军均被我国高铁包揽,中国高铁运行水平已经远远把世界其他国家抛在脑后。每小时300公里的速度不仅是中国铁路的“神话”,更成为了世界高铁膜拜的对象。

让铁路“飞”一直是人们的想象,但以轨道承载的高铁是否可以达到像空间发射器上天一样的惊人速度呢?高铁是否有速度“上限”呢?

“这次是美国在测试自己的火箭推进器,而不是铁路。每小时能达到640公里,并不是高铁速度,只是人们将火箭推进器在轨道上开动而已。”同济大学城市轨道与铁道工程系主任周顺华告诉《中国科学报》记者,铁路的运行目的是承载旅客,其最高运行加速度有一定科学限制,而不是想入非非。

北京交通大学交通运输学院教授孙全欣也同样指出:“这只不过是很早以前就有的一个理论,但距离现实还非常遥远,一切只停留在奇思妙想阶段。”

对于技术的超前性和科学上的限制,周顺华表示,一般高铁的纵向加速度不能超过一个米秒平方,加速不能加到太快。他指出速度加到太快会出问题,这种速度根本不是轨道交通所能承受的。

“在地面上如果达到这种速度,现在最难解决的还不是地面的摩擦系数问题,难度主要源于空气阻力。就这一点来说,科学上是不可能实现如此速度的。”孙全欣说。

此外,周顺华还强调,在不远的未来,想要达到这种速度也没有任何可能性,他认为中国铁路的300公里每小时已经达到了非常高的运行水平,所以并没有必要做这些没有科学依据的“疯狂”设想。

那么,如果摆脱了轨道,在真空的管道环境中,如同子弹发射一样将车厢像胶囊一样弹出,技术瓶颈就能迎刃而解吗?

孙全欣表示,这却带来了另一个不得不面对的现实问题,真空该如何解决?“如果在几千公里的运行中,万一一个地方失去真空,后果将怎样?我们又该如何在几千公里中完全实现真空?解决这一系列的技术难题并非易事。”

真空问题一旦解决,又将面临车内人的感受问题,这一点孙全欣倒认为没什么难度。“就如同飞机一样,如果车厢内部安装减速玻璃,车内人的感受不至于太过剧烈。”(文章来源:中国科学网)

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中国必须加以重视,否则也许在未来30年内中国在世界范围内建立的高铁技术和成本优势,甚至包括中国标准将荡然无存。

也许你认为马斯克的超级高铁只是试验阶段,离成熟产品还早得很,没错,这种高铁的确有待解决问题还很多。

1.动力。超级高铁究竟采用哪种动力,现在主流观点是采用磁悬浮式的推进,这样可以避开化石燃料无法在真空燃烧的问题。还有就是是否需要轨道,这个还没有定论,有人认为需要铁轨就像上海磁悬浮那样,还有的认为不需要,可以让列车像电磁轨道炮一样利用安培力使列车运行。

2.真空。这是最难的部分,怎样保证一个真空管内保持真空状态,这关系整个这种技术的成败。首先人是要呼吸的,不能是真空环境,而这列车的运行有必须是真空,怎样保证列车内,列车与管道间,管道与外界都处于严格密封状态才能保证列车行驶安全。还有列车与管道间是真空,而管道外是有空气的,就会对管道内部产生压力,需要有能承受30年以上这种压力的材料。

3.储能。这种真空磁悬浮列车应该在总体上是省电的,因为毕竟消除了空气阻力带来的能量消耗,但在列车通过的部分需要有大功率的电能的储存和释放。

但是即便有以上的困难,这种技术的进步相比于高铁仍然是革命性的。诚然有了磁悬浮列车后的30年以来并没有出现磁悬浮代替高铁的现象,磁悬浮列车是很快(400-500km/h的速度的确比高铁快),但高昂的成本和须投资建设完全陌生的轨道的技术风险显然占据上风。

但真空磁悬浮或者超级高铁却有可能把成本问题由最高的限制因素变成次要因素,因为超级高铁的速度优势十分突出。真空磁悬浮列车的速度理论上限是第一宇宙速度速度28400km/h,这时真空磁悬浮列车将可以成为地球的一颗低轨道卫星,这样的速度将是高铁的81倍,很难想象两地之间以81倍于现在的速度之间交流会产生多大的经济财富,更难以想象一个国家在81倍于现在铁路网的速度会创造出多大的财富!然而我们一旦认为我们现在就是技术先进,前面高铁的努力都将化为泡影!

因为一场交通运输革命已经迫在眉睫,中国人应该有一种使命感,一旦外国人率先掌握这种技术,他们就可以像过去一样随便一样技术都可以漫天要价,狼喂饱了是要吃人的,中国必须做好相关预研工作才能在新一轮技术革命中立于不败之地!

最后我引用《中国真空管道创造宣言》的一段话:

每一次技术进步和改良措施被提出来的时候,螳臂挡车、激烈反对的,正是大多数。在每个领域都有维守在前沿阵地上巡逻站岗的顽固派哨兵,一边忧虑不安地互相招呼:夜里如何?一边又惊人一致地团结对任何创新报以不可能的批判。我们拒绝、轻蔑此批判!

这种历史创新受质疑的教训已经太多了,现在整个世界正处于觉醒的前夜,将迎来焕然一新的力量和意识,这是一种来自我们内心的全新力量,是对我们所要创新的一种确信的全新信念。

当我们让创造之声响起,让创造之声从每一个大小村庄、每一个省和每一个城市响起来时,我们将能够加速这一天的到来,那时,中华的所有儿女,都将手携手,见证中华复兴的时刻,我们本来就是强者,我们只是重回本来就属于我们的位置!

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