- 2013-8-23 15:38:43
- 类型:原创
- 来源:电脑报
- 报纸编辑:杨诗雨
- 作者:
说到陆上速度最快的列车,很多人可能会想到曾创下的581公里/小时记录的日本JR东海磁浮列车,但在梦想家眼中,这还不是极限。未来的列车会是怎样?未来的交通又会发生什么样的变化?
1000公里/小时——Hyperloop超速轨道
想象一下,从北京到郑州800公里的行程,只需要半小时就能到达,这会给我们的生活带来怎样的变化? 著名公司PayPal、Tesla和SpaceX的创始人伊隆·马斯克(Elon Musk)表示正在着手设计的Hyperloop超速轨道就能实现如此超高速的旅行,而且乘客不会丝毫有速度感。
Hyperloop的核心关键词是管道。在目前的设计中,预计Hyperloop会将列车放入管道内,以真空的吸引力拉动列车高速运行(类似的例子,就好比我们用吸管喝饮料,吸管就好比Hyperloop的管道,饮料就好比列车)。
整个管道由三个部分组成:列车通过管道、空气调节管道以及列车管道和空气调节管道合并部分。列车通过管道中设置了磁力线性减速器和磁力线性加速器,分别对列车到站时和离站时进行减速和加速。空气调节管道中设置了涡轮空气控制器,通过对空气调节管道前后两个部分分别进行抽气,在空气管道中形成半真空状态下的急速空气流,用以推动列车管道和空气调节管道合并部分中列车的行驶。Hyperloop采用的列车除了标志的流线型设计外,在外部增加了空气动力翼,内部的无线网络、液晶电视等也是一应俱全,虽然旅途时间短暂,但列车不会减少旅途中的任何娱乐手段。
在运行过程中,先有涡轮空气控制器高速运转,使整个空气调节管道的空气处于高速流动状态,此时,经过磁力线性加速器加速后的列车进入合并管道,在空气动力翼的帮助下进一步加速,最终达到近1000公里/小时的超高速在穿过,进入目的地的磁力线性减速管道,减速并达到目的地,上下乘客。由于整个构造为环形,在乘客上车后,列车又会进入返程的磁力线性加速管道,重复上述过程完成返程旅途。
不过,以现在的技术而言,建造Hyperloop这样的轨道交通难如登天,在工程造价、工程安全性及实现的技术上仍存在巨大问题,我们仍需漫长等待。
Hyperloop列车设计手稿和假想3D图
Hyperloop原理图
文字替换,从上到下依次为:
减速器 加速器
停止 停止
加速器 减速器
列车部分
列车在空气管道行进的部分
空气调节管道部分
仅列车通过的管道部分(乘客在此部分上下车)
磁力线性减速器
磁力线性加速器
涡轮空气控制器,用以增加或减少管道空气以调节列车车速
花边:Popmech于1957年设想2000年的管道高速交通,几十年过去了,这仍然只是个纸面上的设计方案
>>>延伸阅读:PK,目前最快的轨道列车们
中国,上海磁悬浮列车
连接上海浦东国际机场和上海地铁系统的上海磁悬浮列车于2003年迎来其第一批乘客,是世界第一条商业运营的磁悬浮专线,其设计最高时速为430公里/小时,普通运行时速为301公里/小时。
中国,CRH380A高速动车(和谐号)
于2010年9月正式配属上海铁路局沪杭客运专线的和谐号高速动车,最高时速达到了416.6公里每小时,普通持续运营速度为380公里/小时。
德国,TR-09磁悬浮列车
曾在慕尼黑机场运行的TR-09单轨磁悬浮列车曾创造了449公里/小时的告诉运行记录,但由于其运营成本逐年升高,德国政府最终与2008年取消了这个项目。
日本,新干线列车
日本著名的新干线子弹头列车由于其车头的鸭鼻子形状而获得绰号“鸭嘴兽”,运行在整个日本总长超过2250公里的轨道上,曾创下了443公里/小时的时速记录,目前平均运行速度在270公里/小时~300公里/小时之间。
法国,TGV高速网
这个自1992年便开始服务的高速网络,其列车时速通常在320公里/小时,最高时速曾达到380公里/小时。
列车游太空——Launchloop高空轨道交通
说到列车提速,通常可以通过提高列车动力或是减少运行能量消耗这两个方法来实现,不过,Launchloop高空轨道则着眼于太空,将磁悬浮轨道架设在了80公里的高空,凭借真空环境降低空气摩擦及道路障碍,使得列车能更专注于提速运行。
由凯斯·洛夫斯特龙(Keith Lofstrom)设计的Launchloop高空轨道由东西两个包含加速减速用导流器的站点以及主要的运输轨道构成。 整个轨道为磁悬浮轨道,两端导流器则作为动力提供机关。运行时,两端的导流器让整个轨道带电,列车会以3G重力加速度加速爬升,最终到达80KM高空,进入真空状态飞速行驶,最终达到1400米/秒的急速状态。整个2000公里长的行程只需24分钟。
不过,目前限制于材料和技术,Launchloop仍然处于研究之中,不过科学家表示,和其结构相似,但体积小很多的宇宙绳道(Space Cable)是完全可行,且可以建造的。
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Launchloop立体模拟图和设计图
>>>延伸阅读:太空电梯带来交通剧变
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研究人员设计的太空电梯概念图
事实上,在科学家的眼里,Launchloop算是太空电梯的一种,只是并没有正式在太空建立站点。不久前,东京大林公司宣布计划在本世纪中叶(2050年左右)着手建立距地面36000公里的大型空间站,空间站和地面站之间用太空电梯相连,电梯时速约为200公里/小时。空间站由材质坚固、重量轻的圆柱结构碳纳米管打造,有巨大的太阳能电板供电,末端配重,有助于牢固地“锚”住电梯。
科学家表示,一旦众多太空电梯和空间站建立起来后,空间站相互间便可以搭建电磁轨道,形成太空交通网。
机轨合一——Horizon交通系统
列车可以挂载于“模块式超级飞行器(Clip-Air)”的空母上,空母在释放了列车后,也会立刻起飞,向下一个列车释放点飞去
鉴于超高速列车在基础设施建设上的高耗费和土地使用,科学家便开始在考虑:能不能让空中交通和地面交通更加紧密地结合在一起?于是,Horizon交通系统由此诞生。
Horizon交通系统由两部分组成:地面部分需要在常规的路面两旁搭建磁悬浮高架桥,用于支撑着落的“模块式超级飞行器”空母;空中部分则由专门打造的“模块式超级飞行器”空母来完成飞行和着陆释放路面交通工具的任务。空母的两翼装有磁悬浮系统,底部的挂钩最大可同时挂载6辆列车,中部则是巨大的庭院休息区。
在研究人员看来,Horizon交通系统最大的用处在于缩短大城市和卫星城市的城际交通时间。空母可以在卫星城挂载装满旅客的列车,然后飞往大城市的交通中转线上,随后在磁悬浮高架桥的支撑上放下列车,接下来继续飞往其他路线挂载/放下列车,灵活利用空中空间。整个计划预计将在2050年开始实施。
>>>延伸阅读:跨界公车(Straddling Bus)
与Horizon思想类似——灵活应用空中空间的,还有中国设计的跨界公车。这种公车将乘客部分架高,整体高4.5米,宽6米,底下留出空间供普通车辆行驶,车前车后也会有警示牌提醒普通车辆。这样既减少了土地的使用,也不妨碍普通的道路交通。当然,它需要预先对现有道路进行诸如镶嵌轨道这样的小小的改造。
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