江苏科技报记者 秦婷 夏文燕
最近,科技界被一则“飞铁”新闻刷爆了屏,现实版“钢铁侠”埃隆·马斯克提出的“超级高铁”理念在美国公开进行了推进系统测试,测试结果符合预期。
创立了特斯拉汽车公司,经营着私营太空探索公司并实现火箭回收,这次,这位科技狂人又“盯”上了“超级高铁”。那么,这种如同科幻大片一样的出行方式究竟靠不靠谱,离现实又有多远呢?
靠谱吗?
1.9秒实验证明技术可行
“超级高铁”推进系统户外测试是美国超回路1号公司根据马斯克的相关理念进行的一步探索,不过,这个听起来相当高大上的试验,实际情况似乎有点“简陋”:3米长的实验“滑车”,在轨道上运行了1.9秒钟,最终速度达115英里/小时(约合185公里/小时)后,撞击91米外的沙堆减速停车,整个实验就圆满完成了。这个实验究竟意味着什么?
据了解,按照马斯克的设想,这是一种以“真空管道运输”为理论核心设计的交通工具,速度在理想状况下最高可以达到时速6500公里。“超级高铁”的魔力在于,可以让乘客在半小时内从洛杉矶驶至旧金山,更有人预言,未来纽约到北京2小时也有可能实现。而测试中仅用时1.9s,推进系统测试装置从0加速到约每小时185公里,这让马斯克提出的超高速管道运输梦想距离实现更进一步。
让乘客坐在胶囊一样的客舱里,像炮弹一样被发射至目的地,这种设想真的可行吗?江苏大学汽车与交通工程学院副教授姚明告诉记者,这种构想在技术层面上是可行的。他解释说:“列车高速行驶过程中70%以上的阻力都来自空气摩擦,由于真空管道列车采用磁悬浮技术,消除轮轨间摩擦力的同时空气阻力也大幅下降,加上供电、驱动等装置都采用无接触式设计,在空气阻力很小的情况下,动力将更高效地转变为速度。”不仅如此,这样的设计还能使管道列车高速运营所需要的能量较传统模式大幅度减小,实现节能的目标。
可行吗?
绕不开工程和成本大山
虽然技术层面上说可行,但“超级高铁”真的能成为现实吗?“真空高铁,如果管道漏气怎么办?”“要是停电了会不会有窒息的危险?”“如果车厢破损,车内人会不会被吸进管道?”这些问题反映出公众对这项技术仍存有怀疑。
“如此高速度运行,要求管道内保持一定水平的真空度,同时,对列车悬浮导向系统、牵引系统、轨道系统及运行控制系统都提出了更高的可靠性要求。任何一个系统达不到要求,都会导致管道高铁的不稳定性。”姚明表示。此外,为保证乘坐安全,列车内人员的呼吸系统、列车导向系统、运行控制系统的控制策略等方面,还需要进一步优化设计。
除安全问题外,成本问题更是压在“超级高铁”身上的一座大山。按照马斯克的构想,对于距离不超过1500公里的任何两个大城市而言,“超级高铁”都是非常经济的交通方式,例如,洛杉矶和旧金山之间的建造成本为60亿美元,根据成本分摊,单程票价可控制在每张20美元。
但事实真的如此吗?据了解,光是修建真空管道需要购买大量的真空泵,就已经成本惊人。两院院士沈志云曾表示,真空管道的成本太高了,那么长的管道,还需要抽气,地铁修一公里需要8亿元人民币,修真空管道一公里10亿元也不够。
姚明也认为“超级高铁”的成本估计过于乐观,“以我国高铁系统为例,我国轮轨型高铁的最高试验速度其实已达605公里/小时,实际运营的设计时速最高也达到了350公里/小时。”而目前我国高铁采取降速运营,一方面是为了保证列车以相对安全的速度运营;另一方面则是为了降低运营成本,从而降低票价,因为以平均350公里时速运营所需能耗是300公里时速运营的1倍。
舒适吗?
加速度和信号差影响体验
抛开成本问题,假设“超级高铁”已经建设成功,你是否想过,坐在“胶囊”中会是种怎样的体验?
按照马斯克的预期,超级高铁的时速将达1120公里。“其实,这样的行车速度与飞机差不多,匀速运行时,只要保证平稳,对人体的舒适度不会有影响,但需要注意的是,列车从启动至加速至1120公里/小时的过程中,随着加速度的不断变化,你就不会感到很舒适了!”姚明告诉记者。
据姚明介绍,“超级高铁”要在短时间内达到上千公里的时速,加速度至少会达到几个g(g是地球表面附近的物体因受重力产生的加速度),而飞行员能够长时间承受的最大加速度也不过6个g左右,一般人根本无法承受这样的加速度。同时,“超级高铁”的定位是替代老旧的铁道系统,这意味着“超级高铁”将有更多的停站,也就是说加速和减速会更加频繁。“打个比方,你愿意乘坐每10分钟升降一次的飞机吗?”
姚明还指出,人在高速运行的狭小密闭空间内,可能产生心理上及视觉上的不安全感。由于形状的限制,这些“胶囊”甚至连窗户都不能装!不过,马斯克又想到了一个点子——当分辨率在15000像素的时候,肉眼就会出现视觉欺骗现象,“所以只要放置一些分辨率在15000像素以上的显示屏,播放一些虚拟的外部景象,就不会让人产生幽闭感了。”
不少离不开手机的“低头族”提出了另一个现实问题:“超级高铁”会有信号吗?江苏贝孚德通讯总经理、加州大学伯克利分校博士梁国春向记者解释,首先,微波无线信号很难在密闭的真空钢筋管道中传输,这对传感器提出了更高的要求;其次,以1000多公里的时速高速移动,意味着多普勒效应会严重影响无线通讯的质量,引发通话时断断续续、掉线等问题。抛开别的不说,在“胶囊”里几小时没有信号,你还会坐吗?