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超级高铁:无法冲破的科学“藩篱”

科普小知识2022-10-19 23:40:56
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■我们的记者马卓敏

最近,一条被媒体热议的新闻——“超高速列车比飞机快来了”吸引了无数人的注意。

根据CNBC最近的一份报告,先锋公司Hyperloop One的超高速铁路推进系统首次在户外成功测试。这个3米长的实验“滑轮”在铺好的跑道上跑了2秒钟。当最终速度达到400英里/小时(640公里/小时)后,它撞上了91米外的沙堆,然后减速停下。

该报告还指出,如果按照最终想法,超高速铁路将在封闭的真空管道或低压管道中行驶,最高速度可达每小时760英里(约每小时1230公里)。

如果飞机的发明实现了人类像鸟一样“飞”的梦想,那么这种速度几乎是飞机两倍的“疯狂”地面火箭能让人类的梦想再次实现吗?

1230公里/小时意味着从北京到上海的直线距离已经缩短到一个小时以内,这一定令人震惊。

众所周知,中国的高速铁路在世界上最快的高速铁路中占据了第一和第二的位置。中国的高速铁路运营已经远远落后于世界其他地区。时速300公里不仅是中国铁路的“神话”,也是世界高速铁路崇拜的对象。

“驾驶”铁路一直是人们的想象,但铁路所承载的高速铁路能像太空发射器一样达到惊人的速度吗?高铁有速度“上限”吗?

“这一次,美国正在测试自己的火箭推进器,而不是铁路。它可以达到每小时640公里,不是高速铁路的速度,但人们会在轨道上推进火箭。”同济大学城市铁路与铁路工程系主任周顺华告诉《中国科学日报》,铁路运营的目的是载客,其最大运行加速度有一定的科学限制,而不是幻想。

北京交通大学交通学院教授孙权新也指出:“这只是一个已经存在了很长时间的理论,但离现实还很远。一切都只是在思考和思考的阶段。”

关于技术进步和科学限制,周顺华说,一般来说,高速铁路的纵向加速度不能超过1米-2平方,加速度不能加得太快。他指出,如果速度增加得太快,就会出现问题。这个速度简直超出了轨道交通的能力。

“如果我们在地面上达到这个速度,现在最难解决的不是地面的摩擦系数。困难主要是由于空气阻力。在这方面,科学上不可能达到这样的速度。”孙全信说道。

此外,周顺华还强调,在不久的将来不可能达到这一速度。他认为,中国时速300公里的铁路已经达到了非常高的运营水平,所以没有必要在没有科学依据的情况下做出这些“疯狂”的假设。

所以,如果你摆脱轨道,像真空管道环境中的太空舱一样弹出车厢,技术瓶颈能解决吗?

孙权新表示,这带来了另一个必须面对的现实问题。真空应该如何解决?“如果在数千公里的操作中,万一一个地方失去了真空,会有什么后果?我们如何在数千公里内实现完全真空?解决这一系列技术问题并不容易。”

一旦真空问题得到解决,就要面对车里人的感受,孙全信认为这并不难。“就像飞机一样,如果减速玻璃安装在车内,车内乘客的感觉不会太强烈。”

《中国科学新闻》(第四版,2016年5月18日)