艾倫-馬斯克(Elon Musk),這個鋼鐵俠Tony Stark的原型,太空運輸公司Space X和電子支付Paypal的創始人,在推出了特斯拉電動車,引領社會對他的膜拜以后,又再次出擊了,這次Elon的目標是高鐵,日前,Elon Musk表示,將在8.12推出一個新計劃,新計劃名為“Hyperloop”,該項目將很快成為一個開源項目。
Hyperloop樣圖
什么是“Hyperloop”
馬斯克此前在D11大會上將它稱之為“協和式飛機、軌道炮和空氣曲棍球臺的結合體”。但馬斯克并沒有確認設計方案具體細節如何,不過根據過去的采訪不難猜測,Hyperloop相當于超級高鐵計劃,可能是在將在洛杉磯和舊金山之間建造一個新的交通軌道系統,屆時600英里(960公里)的路程所花費的時間將不到半個小時。
去年,馬斯克曾說理想中的運輸系統將比現有的子彈頭列車快3-4倍,是現在飛機速度的兩倍。
同時,Hyperloop將能夠自己補充能量,在系統中裝上太陽能電板后,獲得的能量將超過整個系統消耗的能量。并且,該系統還有存儲能量的設施,在不使用電池板的情況下,能夠行駛一周時間。
聽了這么多,如果你沒有物理知識,還真不知道Hyperloop到底是什么東西。物理博士布萊恩-多德森(Brian Dodson)花了幾周時間來研究和猜測,他認為,簡單來說,Loop是一系列的氣流輸送管,將坐在膠囊中的乘客沿著空氣河(有點像空氣曲棍球桌)送到目的地,速度可達到亞音速。
首先我們要明白Hyperloop概念中的交通工具并不是火車,而是一個“膠囊”(Capsule),或者說是一個梭子。這個“膠囊”被放置于管道中,像炮彈一樣被發射至目的地。ET3公司的設想圖如下。
如圖,每一個梭子重達183Kg,長16英尺(4.87米),能容納4至6名乘客,還有存放行李的貨廂。鏈接兩個目的地的管道跟高速鐵路一樣,會搭建在地上。按照預想的規劃,這樣的管道或許可以“附著”到既存的高速鐵路架橋上,以節省路線資源與基礎設施搭建成本。
Evacuated Tube Transport項目的動力供應采用的是磁懸浮技術。整臺梭子處于一個幾乎沒有摩擦力的環境中,以某種彈射裝置發射出去,無間斷地駛往目的地。
速度方面,ET3公司的設計是4000英里每小時。根據一個非官方的視頻介紹,從舊金山到紐約只需要45分鐘,而從紐約至北京只需要2個小時。想象一下,建設一個橫跨太平洋的管道似乎不太可能,但從阿拉斯加到俄羅斯或中國,在海底鋪設管道還是可以實現的。
ET3公司稱,相比現在昂貴的機票價格,他們的項目能夠把從舊金山至紐約的旅行費用降低至100美元。此外,在今年年底之前,他們還將搭建一段長度為3英里的管道來測試“膠囊”旅行概念。
“Hyperloop”能實施么?
根據高鐵的相關工程師透露,從工程角度來考慮,hyperloop需要面對的問題太多了。作為一個全新的超精密運輸系統工程,必定要掌握的一系列復雜的設計準則與建設標準,需要經過長期的實驗,仿真,試運行(特別是老美對安全的高要求下,半點馬虎不得),而全球范圍內,沒有哪個地方或者科研機構對管道客運有匹配程度的研究,這是個需要耗費數以十年的龐大工作。(順便,我國也有研究此領域的哦,05年,西南交大沈院士團隊已有涉足,這想必是極好的。)
其次,Tesla真的是很美好的事物,Musk表現出了極強的供應鏈掌控能力。但是,這種超級高鐵可比汽車的供應鏈要復雜得多。hyperloop有著數以十倍,甚至百倍的零件數目以及背后的生產廠家,還要管理全球范圍的供應鏈提供者,運輸網絡,協同生產能力。故,從供應鏈角度說,這都比較難實施。
另外也有工程師表示,這一切都是可行的,因為各國都在實驗室進行高速運輸工具的研究,一般以磁懸浮和高速輪軌技術為主。在幾年前的一篇報道,德國的磁懸浮實驗室數據已經在1000km/h上下了,現在的科技日新月異,實驗室速度肯定已經大幅度提高了。
尤其是大量新的科技應用之前都聽著有科幻色彩,當年的凡爾納的科幻小說現在回想看來基本都一一實現了。所以堅信這樣的技術一定會實現。
當然,要實現這樣的技術,要克服以下三個技術難點:
一、是高速情況的摩擦問題,雖然是磁懸浮列車與定向軌道間幾乎沒有摩擦,但是這樣的時速與空氣間的摩擦將非常大,如此大的摩擦要產生大量的熱,當然也可以將整個管道抽成真空,沒有摩擦,但是管道的密閉材料,所承受的大氣壓力,乘客的呼吸等都需要解決。
二、據報道說用太陽能電池供電,多大的電流才能產生如此的大推力呢,350km/h的高鐵使用27500V的接觸網供電,以CRH380A為例牽引功率為9600千瓦,現有技術什么電池和多大功率的電機能達到如此推力呢。
三、正常運行期間管道內是單列車還是多列,如果是多列信號控制如何進行,如此高的時速制動距離又多大,都需要考慮。另外如果發生故障管道內人員如何疏散,如何滿足消防要求我想都是技術難點。
總之來說,這速度太嚇人了,紐約到北京兩小時。這是怎樣的一種快感。期待這能夠成為現實。
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