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超級高鐵可行性有多大？空氣阻力對其影響有多大
超級高鐵接近第一宇宙速度?理論上可以，但是有個(gè)難題難以解決
目前，高鐵最快時(shí)速可以超過300公里。雖然超的不多，但這個(gè)速度已經(jīng)非常驚人了。但是，如果有人告訴你，有一種所謂的超級高鐵，速度可以超過火箭，你信嗎……
超級高鐵是啥？
聽起來，只要是比現(xiàn)在的高鐵牛的列車，就可以叫做超級高鐵。不過，目前來說，比較被重視的一種模式，大約就是真空管道模式的超級高鐵了。
真空管道運(yùn)輸，最早是在上個(gè)世紀(jì)90年代由機(jī)械工程師達(dá)里爾·奧斯特提出的。顧名思義，就是在一個(gè)真空或者高度真空的環(huán)境下進(jìn)行的交通運(yùn)輸。很明顯，這是一種排除空氣阻力的交通模式。
說起空氣阻力，很多人是不太在意的。畢竟在高中學(xué)物理的時(shí)候，這種因素都是被忽略的。問題在于，高中時(shí)忽略空氣阻力，是考慮到我們的智商還不夠，不是空氣阻力不夠……
當(dāng)你真的了解了空氣阻力之后，就會明白它給人類帶來多大的麻煩。而空氣給人類帶來的麻煩，不僅僅在于阻力。這些綜合的因素，大大限制了交通的速度。
空氣阻力有多強(qiáng)大？
空氣阻力的大小，就和速度有著重要的關(guān)系。而且，它是與速度的平方成正比的，因此，當(dāng)交通工具速度上升的時(shí)候，空氣阻力是呈平方指數(shù)上升的。
別說交通工具了，即使是對于人類的男子一百米競賽，空氣也有著很大的影響。要知道，博爾特的世界紀(jì)錄，按照時(shí)速算也不過是每小時(shí)34.5公里。
對于交通工具來說，這個(gè)影響就更大了。
在f1賽車界有這么一句話：“誰控制好空氣，誰就能贏得比賽”。f1的最高時(shí)速大概也就是四百多公里，已經(jīng)如此受空氣阻力的限制，更不用說目標(biāo)時(shí)速設(shè)定在幾千甚至上萬公里的超級高鐵了。
因此，空氣阻力對于高鐵速度的限制，不僅僅是明顯，簡直就是可怕。解決了空氣阻力，列車就可以大幅提升速度。甚至西南交通大學(xué)張耀平教授指出，只要不超過第一宇宙速度(那樣就要起飛了)，也就是28440公里的時(shí)速，就都是有可能的。
超級高鐵的其他優(yōu)勢
不止是對于速度的限制，更可怕的是空氣阻力帶來的一系列影響。首先需要擔(dān)憂的，就是能耗問題。
以普通的車為例，當(dāng)它的時(shí)速達(dá)到80公里的時(shí)候，它的油耗就有將近一半要搭載客服空氣阻力上了。為什么這么夸張?如果你還記得高中物理的一個(gè)公式的話你就明白了——p=f·v。也就是說，功率等于牽引力乘以速度，牽引力有一部分是對抗空氣阻力的，也就是和速度平方成正比，然后在乘以速度，也就是說，這個(gè)功率要和速度立方成正比……
對于高鐵來說，如果速度達(dá)到400km/h，那么其消耗的能源中，有80%都是在克服空氣阻力。
所以，如果能夠在真空管道里運(yùn)行一輛車，那么它的速度將會大大增加，而且節(jié)省大量的能源。有人做過計(jì)算，如果真空管道運(yùn)輸可以實(shí)現(xiàn)，將可以節(jié)省超過98%的能耗!
而且，由于能源的大幅下降，大家擔(dān)心的票價(jià)可能會出乎意外地不會提高，反而會非常便宜。
除了能源之外，噪音也是非?？植赖?。專家指出，氣動噪音隨速度七次或八次方而急增，一旦高鐵速度過快，光是噪音就能把人逼瘋。這還只是氣...
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超級高鐵是什么？幾年前還一片叫好，幾年后卻遭到質(zhì)疑
「超級高鐵」到底是不是一個(gè)「超級騙局」?
還記得馬斯克提出的超級高鐵嗎?
在陸地上走完 400 英里(約合 643 公里)的路程，僅需 35 分鐘，也就是說，從北京搭超級高鐵到上海，只需要一個(gè)多小時(shí)。
幾年前，「超級高鐵」還是一片叫好，但隨著時(shí)間的推移，這個(gè)項(xiàng)目卻遭受了越來越多的質(zhì)疑：
「超級高鐵」到底是不是泡沫?
今天，就跟大家聊聊超級高鐵。
「超級高鐵」到底是什么?
「超級高鐵」的概念來自于伊隆·馬斯克。當(dāng)年，美國加利福尼亞州的「高鐵」項(xiàng)目獲得核準(zhǔn)，但馬斯克認(rèn)為這毫無意義：
打造全球每英里(約合 1.61 公里)造價(jià)最高、最慢的高速列車，這是硅谷和噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(jet propulsion laboratory)的家鄉(xiāng)該干的事兒?
為此，相當(dāng)不滿的馬斯克，親自畫了一張超級高鐵的草圖，還公開了一份《hyperloop alpha》的開源論文。
在這份長達(dá) 58 頁的論文中，馬斯克披露了他的超級高鐵計(jì)劃。在他的設(shè)想中，超級高鐵是一種優(yōu)于飛機(jī)、火車、汽車和輪船的人類第五大交通形式，理想的超級高鐵應(yīng)當(dāng)是：
更快，比地鐵快 3 倍。
更安全，在管道內(nèi)運(yùn)行不受天氣影響，密封艙和管道內(nèi)都會裝感應(yīng)器，控制系統(tǒng)使得環(huán)境可控;即便最后管道破裂了，管道內(nèi)進(jìn)入空氣只會降低運(yùn)行速度，而并不會有致命危險(xiǎn)。
更低成本，900 英里(約合 1500 公里)以內(nèi)，比坐飛機(jī)劃算。
更便利，無論是站臺還是軌道，所需空間比高鐵和機(jī)場都小，所以可以把站點(diǎn)設(shè)在城市中心。
更多班次，不用提前訂票，發(fā)車時(shí)間最優(yōu)可以做到每 10 秒一班。
可持續(xù)自主供電，管道上方裝有太陽能板。
你可以將它簡單理解為「真空管道運(yùn)輸」，這個(gè)膠囊形的車廂，以懸浮的方式在真空管道中滑行。行駛倉內(nèi)可以坐 28 個(gè)人，每個(gè)行駛倉會間隔 2 分鐘，它可以讓人以 1200 km/h 的速度前行。
靠譜的「超級高鐵」理論
超級高鐵的核心是它的真空管道。
傳統(tǒng)交通工具會碰到空氣阻力和摩擦力，但超級高鐵不會。超級高鐵采用物理學(xué)家 richard post 提出的「被動磁懸浮技術(shù)」。通過使用磁懸浮技術(shù)，超級高鐵的膠囊可以用推進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，管道接近真空，磁力可以讓膠囊懸浮于薄片之上，這樣超級高鐵可以實(shí)現(xiàn)更快的速度。
超級高鐵下方有 28 個(gè)空氣雪橇(每個(gè)長 1.5 米，寬 0.9 米)，通過這些壓縮的空氣墊，超級高鐵的整個(gè)行駛倉可以懸浮(空氣雪橇與管道會保持在 0.5-1.3 毫米之間的距離)在半真空管道上。
于是，當(dāng)行駛倉高速運(yùn)行時(shí)，由于且行駛倉與半真空管道的距離極為接近，所以行駛倉會像「注射器」一樣，把管道里所有的空氣往一個(gè)方向推，與此同時(shí)，行駛倉頭上的渦輪風(fēng)扇則可以把空氣導(dǎo)流到行駛倉的尾部及底部。
你可以把排出的氣體看作一個(gè)氣墊，它對行駛倉提供支撐作用，能使其在管道中懸浮。
在這種半真空狀態(tài)下，低壓氣(目前商用抽氣泵可以實(shí)現(xiàn)這樣的氣壓狀態(tài))會像路面一樣硬，至于高速行...
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超級高鐵有了重大進(jìn)展？已經(jīng)接近300公里每小時(shí)
在熱到無法呼吸的內(nèi)華達(dá)沙漠中，一部分人正在興奮地見證著未來——一個(gè)超乎現(xiàn)代人想象，卻似乎又很快就會實(shí)現(xiàn)的超音速交通方式。不過，希望這種新的交通方式，能真的實(shí)現(xiàn)，而不是像中國的“巴鐵”一樣成為騙局和笑話。
被淡定地“彈”出去，可能就是未來你從一個(gè)城市到另一個(gè)城市交通方式的最好寫照。可能超乎你的意料，這樣的一彈，可能速度有望達(dá)到1200公里/小時(shí)，接近聲速，讓你可以在一小時(shí)內(nèi)從北京被彈到上海。
想象把你放在一個(gè)膠囊里，嗖一下，從管道里噴到海對岸。
這已經(jīng)不光是動畫片里的景象，而已經(jīng)變成是鋼鐵俠伊隆·馬斯克除了space x上天計(jì)劃，特斯拉電動車計(jì)劃外的第三個(gè)夢想：超級高鐵(hyperloop)。
一度被懷疑的超級高鐵(膠囊高鐵)終于有了重大進(jìn)展。
在新鮮出爐的一份關(guān)于超級高鐵的報(bào)告和視頻中顯示，hyperloop one在2017年7月29日進(jìn)行了一次最新實(shí)測，再次將一個(gè)長約500米的測試管道安放在內(nèi)華達(dá)州的沙漠中。在實(shí)際測試中，超級高鐵在時(shí)速上取得了重大突破——最高時(shí)速達(dá)到320公里每小時(shí) (200 mph)。
這讓hyperloop one成為了迄今世界上行駛速度最快的超級高鐵測試“玩家”。
盡管這樣的速度與馬斯克最早公布的膠囊列車白皮書中敘述的1200公里/小時(shí)仍有很大差距，但是很大程度上，速度會被包括測試軌道長度等硬件限制。相對比上次測試中的180公里每小時(shí)仍然有著巨大的進(jìn)步，以及在可行性上證實(shí)了超級高鐵可能擁有的實(shí)際價(jià)值。
在測試結(jié)束接受采訪時(shí)，hyperloop one ceo rob lloyd表示下一階段的測試可能包含延長軌道。按照目前的估算來看，當(dāng)軌道額外延長2千米時(shí)，膠囊列車可以達(dá)到理論上的1126公里每小時(shí)，有望接近音速。
當(dāng)關(guān)閉軌道密封門后，超級高鐵行進(jìn)的視頻也被公布。按照公開的速度來看，已經(jīng)接近300公里每小時(shí)。
從測試結(jié)果看，超級高鐵經(jīng)過了將近一年的沉寂和被質(zhì)疑后，取得了不小進(jìn)展：
根據(jù)科技媒體the verge的統(tǒng)計(jì)，相對比去年5月的首次可行性測試，行駛距離延長了4.5倍，速度增長了2.7倍，馬力增加了3.5倍。而且相對比上次只有車廂整體外觀的拍攝，這次測試首次為外界留下了管道內(nèi)實(shí)測的影像。
不過，相對比實(shí)際測試驗(yàn)證可行性，這家公司還面臨更大的挑戰(zhàn)。除了和另外一家超級高鐵制造商 hyperloop transportation technologies 相競爭外，這家公司還需要付出很多的努力獲得來自政府和投資商的支持。
hyperloop transportation technologies在2016年公布的他們正在研發(fā)的膠囊列車內(nèi)飾圖：
這家公司的創(chuàng)始人多次前往美國以外的國家進(jìn)行商談。目前，hyperloop one在阿聯(lián)酋、芬蘭、荷蘭、瑞典、英國、俄羅斯等國家正在進(jìn)行可行性研究。此外，這家公司還在美國境內(nèi)為真正的超級高鐵尋找合...
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中國超級高鐵研制當(dāng)中，超級高鐵概念圖是怎樣的？
橫跨三個(gè)省份!中國又一條超級高鐵將開通，總投資近千億，中國能否再次創(chuàng)造奇跡?“超級高鐵”研制當(dāng)中，速度快過飛機(jī)!
這些年來我國在高鐵方面投入了多少精力和資金，大家都是看在眼里的，有付出就會有回報(bào)。現(xiàn)在高鐵成為了我國的一張名片，并且高鐵帶來的交通便利，還能夠影響相關(guān)的城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，所以全國各地都在努力發(fā)展高鐵工程。
現(xiàn)在我國又開通了一條新的線路—商杭高鐵，從河南的商丘出發(fā)，終點(diǎn)是浙江杭州，預(yù)計(jì)今年會全線通車，這條線路一旦開通，又能為那些主干線路分擔(dān)很大一部分的交通壓力，更是救活了瀕臨關(guān)閉的合肥北城站，同時(shí)對于沿線周邊城市的發(fā)展也起著推動作用，同樣的這條新線路也投入了非常高額的資金和大量的精力。從這條線路的稱呼“華東第二通道”中可以知道，國家對于它是有多么重視了。
據(jù)了解，這條線路的總長度為794.55公里，投入的資金為960.8億，相當(dāng)于修建一公里就花掉一億多，所以說這條線路花費(fèi)的資金很多。這條線路在中途一共設(shè)置了29個(gè)站點(diǎn)，跨越了河南、安徽、浙江三個(gè)省份，并且這條線路還和很多重要的線路相連接，從而構(gòu)成一張巨大的高鐵網(wǎng)。雖然這個(gè)投資非常高，但是后期的收益也是非常可觀的，所以根本不用擔(dān)心它虧錢。
商合杭高速鐵路的建造也取得了一些成就，其中就包括跨淮河特大橋，它全長約17千米，采用的ⅲ型板式無砟軌道技術(shù)，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，淮河主跨達(dá)228米，建設(shè)時(shí)高速鐵路無砟軌道剛構(gòu)拱橋跨度居世界第一。由于跨淮河特大橋通車后，列車將以350千米的時(shí)速通過淮河，僅需幾秒鐘，因此大橋?qū)⒊惺芫薮蟮臎_擊力，這對工程的施工質(zhì)量提出了極高的要求。
商杭線的開通對完善快速客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)客貨分流運(yùn)輸，釋放既有鐵路貨運(yùn)能力，加強(qiáng)中、東部經(jīng)濟(jì)聯(lián)系具有十分重要的作用。
代表中國速度的中國高鐵一直備受世界的關(guān)注，作為當(dāng)前僅次于飛機(jī)的交通工具，中國高鐵以其高質(zhì)量，高速度，高產(chǎn)量的“三高”一直被世界所羨慕，而且由于高鐵對于沿途經(jīng)濟(jì)和基建的帶動作用，多年來，眾多國家都爭相和我國簽訂高鐵訂單!而近期，中國的“超級高鐵”正在研制當(dāng)中就受到了全球的矚目!這款速度比飛機(jī)還快的高鐵，能否成功研制?中國能否再次創(chuàng)造奇跡?
“超級高鐵”概念圖：
“超級高鐵”的概念其實(shí)是“鋼鐵俠”馬斯克最初提出來的，他預(yù)想中的超級高鐵無限接近音速，采用真空密封管道運(yùn)輸，不會發(fā)生撞車，不受惡劣天氣的影響，能將乘客從洛杉磯運(yùn)送到舊金山只要不到30分鐘的時(shí)間。他曾預(yù)言，“超級高鐵”將成為人類歷史上最快的軌道交通運(yùn)輸方式!
馬斯克的豪言壯語總能讓其占據(jù)輿論先機(jī)，但是這不是他的專利，盡管他曾經(jīng)最早提出這個(gè)概念，但是“超級高鐵”備受世界矚目確實(shí)源于中國!早在2018年就有英國媒體稱，我國可能在測試一款比飛機(jī)速度還要快的超高速列車。我國《科技日報(bào)》后來的消息也證實(shí)了英媒這一說法，我國超級高鐵將采用“高溫超導(dǎo)磁懸浮和真空管”技術(shù)，并且已開始著手探討時(shí)速1500公里的可行...
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