 我國在建高鐵達1萬公里。除了在建的時速350公里的高鐵外，我國還在研制跑得更快的、時速可達1000公里的真空磁懸浮列車。從北京到廣州2300公里的路程，不用坐飛機、乘坐地面交通，同樣可以用2半小時甚至1個小時達到。這就是我正在積極研發(fā)試驗的真空管道高速交通。牽引動力國家重點實驗室課題組正在研制時速500-600公里的真空高速列車，這種技術(shù)預計10年后實現(xiàn)運營。世界上共有美國、瑞士、中國3個國家正在研究真空管道磁懸浮技術(shù)，我國已經(jīng)開始著手試驗了，美國和瑞士還在理論階段。 西南交大牽引動力國家重點實驗室成員、兩院院士沈志云接受法晚記者采訪時說，任何一種地面交通工具，商業(yè)運營速度都不宜超過每小時800公里，否則能耗大、噪音超標，難以被市場接受。  真空管道高速交通，就是建造一條與外部空氣隔絕的管道，將管內(nèi)抽為真空后，在其中運行磁懸浮列車，由于在管道內(nèi)沒有空氣摩擦的阻礙，列車將運行至令人瞠目結(jié)舌的高速。而且管道是密封的，可以在海底及氣候惡劣地區(qū)運行而不受任何影響。 真空磁懸浮列車只是列車在真空環(huán)境下運行，而車廂內(nèi)并非真空的，乘客乘坐這種高速的列不會有眩暈等異樣的感覺。 從造價上來看，普通鐵路造價每公里0.5億，其隧道斷面大概在6米到8米之間，而真空磁懸浮管道斷面只有4米到8米之間，可省去很多鋼材費用，所以費用比普通鐵路更便宜。 
，某媒體報道的“我國正在研制真空磁懸浮高速列車，時速可達2萬公里”，“北京到廣州2300公里的路程，可以用2個半小時甚至1個小時到達”的新聞被各大報紙、門戶網(wǎng)站紛紛轉(zhuǎn)載，甚至國外的媒體如《歐洲時報》也聞風出動，開始報道“這一可喜的科技成果”。 該報道中稱“記者從牽引動力國家重點實驗室課題組了解到，目前他們正在研制時速500—600公里的真空高速列車，這種技術(shù)預計10年后實現(xiàn)運營。未來兩三年內(nèi)，實驗室將推出時速600—1000公里的真空管道高速列車小比例模型。而根據(jù)現(xiàn)在的理論研究，這種真空磁懸浮列車時速可達到2萬公里?！?/font>  如今，某些實驗機構(gòu)通過媒體宣稱真空管道這種技術(shù)可以“在10年內(nèi)實現(xiàn)”“理論上可達2萬公里的時速”……那么，真空管道運輸技術(shù)真是“觸手可及的神話”嗎？在地面上“日行萬里”真的可以不再是夢了嗎？沈院士向筆者介紹說，真空管道技術(shù)的實現(xiàn)并不容易，但是他也表示，該技術(shù)有一定科研價值和發(fā)展前景。 據(jù)沈志云介紹，真空管道運輸技術(shù)的原理，就是在地面或地下建一個密閉的管道，用真空泵抽成真空或部分真空。在這樣的環(huán)境中開行車輛，（不一定是磁浮列車），行車阻力就會大大減小，可有效降低能耗，同時氣動噪聲也可大大降低，符合環(huán)保要求。  沈志云說：“真空管道運輸技術(shù)的原理雖很簡單，但實現(xiàn)起來卻很困難。1922年德國工程師赫爾曼·肯培爾在提出磁浮列車概念時，同時也提出了真空管道的設(shè)想，至今快90年了。磁浮列車雖做了大量研究，卻一直未能真正進入運輸市場。真空管道技術(shù)更慘，至今在世界范圍內(nèi)連像樣的試驗研究都沒有，有的只是一些設(shè)想方案。不少人熱衷于把這些紙上談兵的東西申報專利，組建公司，成立研究所，出版書籍，而不去認真探討為什么不能實現(xiàn)?！?/font> 那么，什么原因阻礙了真空管道技術(shù)的發(fā)展呢？沈院士說：“我認為最主要的原因，同磁浮列車一樣，是技術(shù)不成熟，成本過高，與其他運輸方式不兼容，與運輸市場格格不入?！?/font> 沈志云談到真空管道技術(shù)的前景時說：“當前的問題是要停止空談，踏踏實實為真空管道技術(shù)的應(yīng)用找到一個可行的切入點?！?/font> 為了提升性價比，它的車廂外形和內(nèi)飾將與我們平時乘坐的軌道列車類似，但體積將比普通列車、高速列車，甚至比現(xiàn)代的地鐵列車都略微小一點。對于列車運行的真空管道來說，專家更傾向于內(nèi)層用鋼管，外層用鋼筋加混凝土的結(jié)構(gòu)建設(shè)，這也主要是為了減少鋼管用量，節(jié)約成本。  因為是真空的管道，根據(jù)設(shè)計，所有管道的入口和出口都會有兩道門。運行時，工作人員首先打開外層門，列車將從車站進入管道兩門之間的夾層，外層門關(guān)閉后，真空泵開始抽走空氣，此時，工作人員再打開里層的門，列車就會進入真空管道，開始加速、運行。而出管道時，則是相反的順序，先是里層門打開，列車出來后，里層門關(guān)閉，外層門再打開。這個過程也參照了航天員在太空進出太空艙的操作模式。 除了在管道口要設(shè)立泵站，真空管道內(nèi)大概每隔2公里或3公里也要設(shè)一個泵站，用真空泵抽取管道內(nèi)的空氣。根據(jù)設(shè)計標準，管道內(nèi)甚至達到0.001個大氣壓，即千分之一的大氣壓，這樣的氣壓范圍也是列車高速運行的基本保障。 真空磁懸浮列車行駛時應(yīng)當比飛機更加平穩(wěn)。雖然是在真空環(huán)境下運行的，但車廂內(nèi)絕對不會是真空環(huán)境，全密封的車廂內(nèi)會模仿日常的列車環(huán)境，讓乘客感到舒適。網(wǎng)上許多人懷疑列車如果加速度過快，人坐在里邊是否受得了。對此，它的加速度達到飛機的加速度就行了，飛機的加速度一般是0.5~0.6G，相當于每秒鐘加速5米左右，其實，人們百米跑的加速度比這大得多。這個加速度對普通人來說根本沒問題。而等到列車加到一定速度后，它將勻速運動，那時，乘客對速度不會有任何感覺，就像航天員在太空中飛行一樣感覺平穩(wěn)。  盡管“星際列車”系統(tǒng)聽起來有些不可思議，但其基本概念卻非常簡單。因為磁懸浮列車是懸浮于軌道之上，因此不必要擔心摩擦問題。理論上講，它們的速度要遠遠超過現(xiàn)有的每小時大約350英里(約合每小時563公里)的時速，可達每小時2000英里(約合每小時3219公里)的軌道速度。當然，為了讓乘客能夠安全地加速到這一速度，“星際列車”系統(tǒng)需要大量的軌道，同時需要防止極音速列車被周圍的空氣撕成碎片。據(jù)設(shè)計師介紹，長約1000英里(約合1609公里)的管道，通過模擬中間層的低氣壓，應(yīng)該可以完成這個任務(wù)。  管道的大部分將與海平面齊平，出口點需要高出海平面大約12英里(約合19.3公里)。用于火車中的磁懸浮技術(shù)同樣可以用來將這條管道懸浮起來。在發(fā)射管道中，位于20千米高度的帶有2000萬安培的超導電纜，每平米產(chǎn)生的懸浮力大約為48噸。通過高強度纜繩解決真空管本身所需的多余的浮力，如迪尼瑪超強纖維的強度足以滿足這種用途。另有一套備用系統(tǒng)足以保證懸浮系統(tǒng)順暢運行而不出故障。  “星際列車”系統(tǒng)的設(shè)計者為美國約翰-霍普金斯大學應(yīng)用物理學實驗室科學家詹姆斯-鮑威爾、喬治-麥瑟和約翰-拉瑟爾。他們指出，這種設(shè)計方案聽起來似乎有些不太現(xiàn)實，但是支撐12英里(約合19.3公里)長的電纜所需要的工程技術(shù)與支撐比這長得多的太空電梯所需要的工程技術(shù)相比，要簡單得多。工程師們提出，可以在阿拉斯加、加拿大北部、格陵蘭島或西伯利亞等極地地區(qū)建造這種系統(tǒng)。此外，南極冰原也是一個可供選擇的選址點。 研究團隊估算，建成可載人“星際列車”系統(tǒng)，可能需要20年時間和600億美元的成本。這些數(shù)字聽起來很大，但是如果考慮到航天飛機的各種費用是“星際列車”系統(tǒng)成本的三倍時，你就會認為這套系統(tǒng)確實很經(jīng)濟。而且，“星際列車”系統(tǒng)一旦建成后，向低地軌道運送貨物的成本每公斤僅需50美元，而現(xiàn)代的技術(shù)將貨物和人員送上低地軌道，每公斤重量分別需要花費1萬美元和10萬美元。這意味著，太空旅行的車票只需要大約5000美元。設(shè)計者估計，“星際列車”系統(tǒng)的事故率與現(xiàn)代的客機差不多，安全系數(shù)可能較高。  真空管道磁懸浮列車，就是讓普通的磁懸浮列車在真空管道中運行。由于沒有空氣摩擦的阻礙，這種列車將運行至令人難以想象的速度。每小時1000公里，只是一個保守的對外口徑，和實際上所有研究者一開始就把這一運輸方式的常規(guī)運行速度定位為每小時4000公里，經(jīng)過技術(shù)改進，每小時6500公里將是一個中期目標。而當磁懸浮列車技術(shù)改進之后，有專家甚至提出，真空管道磁懸浮列車的理論極限速度能夠接近第一宇宙速度，達到每小時20000公里。這意味著，真空管道磁懸浮列車將把北京與華盛頓納入1小時交通圈，用數(shù)小時完成環(huán)球旅行已經(jīng)成為科學家努力的目標。并且，由于管道是密封的，列車的行駛可以不受任何氣候條件的影響。 |
|
|
來自： 心容乾坤 > 《科學，科技，航天，》
