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特斯拉创始人再度出击:超高速高铁有望成真
http://rlinjianwei.com.cn2020-11-20

  艾伦-马斯克(Elon Musk),这个钢铁侠Tony Stark的原型,太空运输公司Space X和电子支付Paypal的创始人,在推出了电动车,引领社会对他的膜拜以后,又再次出击了,这次Elon的目标是高铁,日前,Elon Musk表示,将在8.12推出一个新计划,新计划名为“Hyperloop”,该项目将很快成为一个开源项目。

  

  Hyperloop样图

  什么是“Hyperloop”

  马斯克此前在D11大会上将它称之为“协和式飞机、轨道炮和空气曲棍球台的结合体”。但马斯克并没有确认设计方案具体细节如何,不过根据过去的采访不难猜测,Hyperloop相当于超级高铁计划,可能是在将在洛杉矶和旧金山之间建造一个新的交通轨道系统,届时600英里(960公里)的路程所花费的时间将不到半个小时。

  去年,马斯克曾说理想中的运输系统将比现有的子弹头列车快3-4倍,是现在飞机速度的两倍。

  同时,Hyperloop将能够自己补充能量,在系统中装上太阳能电板后,获得的能量将超过整个系统消耗的能量。并且,该系统还有能量的设施,在不使用板的情况下,能够行驶一周时间。

  听了这么多,如果你没有物理知识,还真不知道Hyperloop到底是什么东西。物理博士布莱恩-多德森(Brian Dodson)花了几周时间来研究和猜测,他认为,简单来说,Loop是一系列的气流输送管,将坐在胶囊中的乘客沿着空气河(有点像空气曲棍球桌)送到目的地,速度可达到亚音速。

  首先我们要明白Hyperloop概念中的交通工具并不是火车,而是一个“胶囊”(Capsule),或者说是一个梭子。这个“胶囊”被放置于管道中,像炮弹一样被发射至目的地。ET3公司的设想图如下。

  

  如图,每一个梭子重达183Kg,长16英尺(4.87米),能容纳4至6名乘客,还有存放行李的货厢。链接两个目的地的管道跟高速铁路一样,会搭建在地上。按照预想的规划,这样的管道或许可以“附着”到既存的高速铁路架桥上,以节省路线资源与基础设施搭建成本。

  Evacuad Tube Transport项目的动力供应采用的是磁悬浮技术。整台梭子处于一个几乎没有摩擦力的环境中,以某种弹射装置发射出去,无间断地驶往目的地。

  速度方面,ET3公司的设计是4000英里每小时。根据一个非官方的视频介绍,从旧金山到纽约只需要45分钟,而从纽约至北京只需要2个小时。想象一下,建设一个横跨太平洋的管道似乎不太可能,但从阿拉斯加到俄罗斯或中国,在海底铺设管道还是可以实现的。

  ET3公司称,相比现在昂贵的机票价格,他们的项目能够把从旧金山至纽约的旅行费用降低至100美元。此外,在今年年底之前,他们还将搭建一段长度为3英里的管道来测试“胶囊”旅行概念。

  “Hyperloop”能实施么?

  根据高铁的相关工程师透露,从工程角度来考虑,hyperloop需要面对的问题太多了。作为一个全新的超精密运输系统工程,必定要掌握的一系列复杂的设计准则与建设标准,需要经过长期的实验,仿真,试运行(特别是老美对安全的高要求下,半点马虎不得),而全球范围内,没有哪个地方或者科研机构对管道客运有匹配程度的研究,这是个需要耗费数以十年的庞大工作。(顺便,我国也有研究此领域的哦,05年,西南交大沈院士团队已有涉足,这想必是极好的。)

  其次,Tesla真的是很美好的事物,Musk表现出了极强的供应链掌控能力。但是,这种超级高铁可比汽车的供应链要复杂得多。hyperloop有着数以十倍,甚至百倍的零件数目以及背后的生产厂家,还要管理全球范围的供应链提供者,运输网络,协同生产能力。故,从供应链角度说,这都比较难实施。

  另外也有工程师表示,这一切都是可行的,因为各国都在实验室进行高速运输工具的研究,一般以磁悬浮和高速轮轨技术为主。在几年前的一篇报道,德国的磁悬浮实验室数据已经在1000km/h上下了,现在的科技日新月异,实验室速度肯定已经大幅度提高了。

  尤其是大量新的科技应用之前都听着有科幻色彩,当年的凡尔纳的科幻小说现在回想看来基本都一一实现了。所以坚信这样的技术一定会实现。

  当然,要实现这样的技术,要克服以下三个技术难点:

  一、是高速情况的摩擦问题,虽然是磁悬浮列车与定向轨道间几乎没有摩擦,但是这样的时速与空气间的摩擦将非常大,如此大的摩擦要产生大量的热,当然也可以将整个管道抽成真空,没有摩擦,但是管道的密闭材料,所承受的大气压力,乘客的呼吸等都需要解决。

  二、据报道说用供电,多大的才能产生如此的大推力呢,350km/h的高铁使用27500V的接触网供电,以CRH380A为例牵引功率为9600千瓦,现有技术什么电池和多大功率的电机能达到如此推力呢。

  三、正常运行期间管道内是单列车还是多列,如果是多列信号控制如何进行,如此高的时速制动距离又多大,都需要考虑。另外如果发生故障管道内人员如何疏散,如何满足消防要求我想都是技术难点。

  总之来说,这速度太吓人了,纽约到北京两小时。这是怎样的一种快感。期待这能够成为现实。


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