儒勒·凡尔纳:从地底到太空,超级高铁的前世与今生( 三 )
在小说中 , 和平已经实现 , 为防止出现世界毁灭的可能 , 政府规定战斗仅能使用20世纪以前设计的武器 , 并且 , 所有的战斗都会进行电视转播以娱乐大众 。 各大公司利用雇佣兵部队解决商业纠纷 。 在运输行业 , 大陆气垫船公司处于垄断地位 。 而新近兴起的真空管道运输公司则能大幅降低运输成本 , 并给消费者带来更好的服务 , 从而打破垄断 , 但首先 , 它不得不与前者进行战争 。
当然 , 不仅是武器 , 就连小说中的交通工具也都是20世纪之前就存在的设想 。 气垫船的概念最早可以追溯到1716年 , 瑞典科学家伊曼纽尔·斯维登伯格在研究交通工具表面效应时提到的“悬浮”一词 。 到了19世纪初 , 有人认识到将压缩空气打入船底 , 可以减少航行阻力 , 提高航速 。 真空管道运输的概念可以追溯到1810年梅德赫斯特的真空邮递线构想 。 因此 , 无论是小说中 , 还是在真实的历史上 , 真空管道运输的确都比气垫船更新一些 。
如果说以前的研究主要限于理论计算方面 , 那么到20世纪70年代 , 真空管道运输的拥趸罗伯特·M.萨尔特则开始考虑实际的运营问题 。 其时 , 他设想了一种位于地下数百米的坚固岩层中的真空管道系统“Planetran” , 贯穿美国东北部的各大都市 , 并在8个州设立9座车站 。
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当时 , 日本新干线已经运营了近10年 , 磁悬浮列车的研究也正在世界各国如火如荼地开展 , 但技术终归不甚成熟 。 所以 , 他并未将磁悬浮技术应用于自己的设想 , 而是提议使用钢铁轮胎 。 列车利用电磁力加速 , 减速则依靠挤压前方稀薄的空气 , 以及相邻管道内列车的加速来实现 。 它可以看做大气铁路与vactrain的融合版本 。
该系统最值得称道的 , 当属其惊人的节能能力 。 作为“高能量守恒系统” , 列车在减速时 , 会将大部分能量返回系统 , 以供相邻管道内的车辆加速时使用 。 此外 , 普通列车行驶过程中 , 空气阻力所占总阻力的比例超过70% , 而真空管道内腔的空气阻力则会极大地降低 , 能耗自然随之降低 , 使得每位乘客消耗的能源成本还不足1美元 , 而且整段路程的平均时速能达到4800公里 , 从美国东海岸到西海岸只需21分钟 。
萨尔特认为 , 这套系统将有助于减少飞机和地面交通工具对大气造成的破坏 , 有巨大的环境和经济效益 。 因此 , 他称Planetran是美国“合乎逻辑的下一步计划” 。 然而其建造成本预计高达1万亿美元 , 所以该计划并未被政府采纳 。
3、超级高铁应时而生 随着磁悬浮技术不断取得突破性成果 , 真空管道列车的倡导者们也意识到 , 这可能是其能否成功的关键因素之一 。 1991年11月 , 杰拉德·K.奥尼尔提交了一项专利申请 , 提出“磁飞行”的设想:位于管道内的列车是在单轨上行驶 , 而非传统的两条铁轨 。 在轨道上装有永磁体 , 装配可变磁体的列车在电磁力的作用下悬浮于轨道上 。 他推算 , 如果将空气从管道内抽出 , 那么列车的时速就能达到4000公里 。
时间进入21世纪 , 获得真空的技术已经成熟 , 高速磁悬浮列车也先后在中国上海、日本山梨等地投入使用 。 看起来 , 超级高铁万事俱备了 。 2013年 , 有感于北加州高速铁路工程缓慢 , 特斯拉及SpaceX公司创始人埃隆·马斯克公布了长达57页的白皮书 , 提出在洛杉矶与旧金山之间修建560公里超级高铁(hyperloop)的想法 。
在这套系统中 , 运输舱在真空管道内以1220公里的时速运行 , 使舱体悬浮的能量来自太阳能或其他可再生能源 。 有趣的是 , 马斯克设想的是类似于戈达德提出的气动悬浮方式 。 可以看出 , 超级高铁几乎完全脱胎于以前科学家的理论构想 。
此后 , 又有多家公司和科研机构相继进入超级高铁的研发阵营当中 , 其中就包括中国航天科工、西南交通大学牵引动力国家重点实验室、北京交通大学、西京学院等国内机构 。 不过 , 它们均采用磁悬浮的方式 。 在大家最关心的最高时速上 , 有的机构也给出了6500公里的数据 。 至于能否达到 , 现在尚属未知 。
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