247.2020年:真空管道高速列车
特斯拉公司发布的超回路载人交通仓的概念设计效果图。
磁悬浮列车(1937年),布加迪·威航(2005年)
人类的交通工具似乎都有速度的极限。汽车已经达到了200英里(320千米)的时速,看起来再难突破了。火车也差不多,喷气式飞机更快,但也徘徊于800千米的时速附近。为什么工程师要设置这样的限制呢?
答案是空气和它造成的阻力。要达到跑车布加迪·威航的200英里(320千米)时速,需要75万瓦的功率即每分钟消耗2加仑(约7.6升)燃料。几乎所有的动力都用来推开跑道上的空气。对于高速火车来说也是如此。喷气式飞机能够更快是因为它们翱翔于9000米高空,那里的空气密度只有海平面上的四分之一。
如果人们想要走得更快,有什么解决方案吗?工程师需要处理掉空气。因此,真空管道高速列车的主意应运而生,当前由中国西南交通大学主导的这项研究有望在不久之后的2020年成为现实。真空管道高速列车是运行在真空管道中的磁悬浮列车。理论上,如果管道中的真空足够好,真空管道高速列车可以实现4800千米的时速。用这样的速度,横穿美国的旅行只需要1个小时。从纽约到北京只需要4个小时。真空管道高速列车将使长距离旅行更加轻松,可以预见的是,也更加便宜。
但是,存在一些需要解决的工程学难题。其中一项技术难点是4800千米时速运行中的列车转弯半径问题。快速运动的列车需要非常柔和的曲线进行转弯以避免乘客承受过大的向心力。因此,转弯半径将需要几百英里。列车的高度变化也要遵守同样的规则,铁轨也需要非常光滑并且保持水平。
另一个潜在的问题是海洋。铁轨如何穿越巨大的水体?创新的方案是,让管道悬浮在海平面以下几百英尺处,用锚和缆绳将管道与海底相连。
真空管道高速列车是彻底变革我们的生活的概念之一。我们已经具备了实现这一目标的全部技术。我们所需要的只是决心与投资。■ 工程学之书