超高速、低能耗、無噪聲、零污染，一種以“真空管道運(yùn)輸”為理論核心的交通工具近日由兩家美國公司相繼提出設(shè)計(jì)模型。
美公司研制“膠囊”列車
這種“膠囊”列車被認(rèn)為是繼汽車、輪船、火車和飛機(jī)之后的新一代交通運(yùn)輸工具。該設(shè)計(jì)能否付諸實(shí)施，磁浮專家對(duì)此態(tài)度謹(jǐn)慎。
“超級(jí)高鐵”8月揭曉
乘坐“超級(jí)高鐵”從洛杉磯前往舊金山，全程960公里，只需半小時(shí)即能抵達(dá)，車行速度是飛機(jī)的兩倍，子彈頭列車的3至4倍;置身“膠囊”車廂，像炮彈一樣從車站發(fā)射，逐漸加速至每小時(shí)6500公里，從紐約至北京只需2小時(shí)，環(huán)球旅行也僅6小時(shí)。
這并不是科幻電影中的場(chǎng)景，而是近期美國電動(dòng)汽車公司Tesla(特斯拉)和美國科技公司ET3相繼公布的“超級(jí)高鐵”設(shè)想和“膠囊列車”計(jì)劃。雖然名稱不同，二者的核心原理卻如出一轍，利用“真空管道運(yùn)輸”的概念，建造一種全新的交通工具。
以ET3公司的“膠囊列車”為例，據(jù)設(shè)計(jì)者介紹，該運(yùn)輸系統(tǒng)由運(yùn)輸管道、載人艙體、真空設(shè)備、懸浮部件、彈射和剎車系統(tǒng)等組成。運(yùn)行時(shí)，通過磁浮技術(shù)，將重達(dá)183公斤、長達(dá)4.87米、高約1.5米，能容納4至6名乘客的膠囊狀艙體“漂浮”于真空處理的管道中，再利用彈射裝置，發(fā)射“膠囊”沿著管道無間斷地駛向目的地。根據(jù)預(yù)想，由于處在無空氣、無摩擦的運(yùn)輸環(huán)境，膠囊列車的速度可以達(dá)到每小時(shí)6500公里。從美國紐約到洛杉磯只要45分鐘，如果跨越太平洋，至北京也僅需2小時(shí)即可達(dá)到。
同濟(jì)大學(xué)磁浮交通工程技術(shù)研究中心副主任林國斌解釋，“真空管道運(yùn)輸”的原理并不復(fù)雜。眾所周知，在地表稠密的大氣層中，高速交通工具運(yùn)行時(shí)受到接觸摩擦和空氣摩擦的影響，目前最高時(shí)速為500公里左右。“如何提升速度?只有降低摩擦。真空管道運(yùn)輸就是在地面或地下建造一條密閉的管道，用真空泵將其抽成真空或部分真空，利用磁浮技術(shù)使運(yùn)載工具在其中無接觸、無摩擦地運(yùn)行，達(dá)到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳送運(yùn)輸。”
據(jù)悉，ET3公司正在美國建造一個(gè)長達(dá)4.8公里、時(shí)速為6500公里的模擬系統(tǒng)，計(jì)劃在年底前建成并試驗(yàn)“膠囊”旅行的概念。而特斯拉公司則將“超級(jí)高鐵”形容為“協(xié)和式飛機(jī)、軌道炮和空氣曲棍球臺(tái)的結(jié)合體”，其設(shè)想細(xì)節(jié)和具體方案將在8月12日公開揭曉。
低價(jià)節(jié)能：成本僅高鐵十分之一
除了速度的優(yōu)越性，據(jù)兩個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)者介紹，真空管道運(yùn)輸系統(tǒng)不僅更低價(jià)環(huán)保，而且更便捷舒適。
ET3公司稱，“膠囊列車”高效的能量利用使其運(yùn)輸成本大幅度下降。首先，利用直線電機(jī)將運(yùn)載艙體加速至一定速度后，艙體能夠依靠慣性在真空管道中運(yùn)行，并不需要任何額外的能量，在乘客即將到站需要減速時(shí)，艙體的現(xiàn)有動(dòng)能又可通過直線電機(jī)進(jìn)行能量回收和再利用，運(yùn)輸成本僅為高速鐵路的十分之一。
“膠囊”高鐵呈現(xiàn)畫面
其次，由于減少了接觸摩擦和空氣摩擦，真空管道運(yùn)輸比任何傳統(tǒng)交通工具耗費(fèi)的能源都少，“膠囊列車”每度電的運(yùn)輸能力是高鐵的50倍。同時(shí)，設(shè)計(jì)者還在思考新的節(jié)能方式。特斯拉公司CEO艾倫·馬斯克則介紹，“超級(jí)高鐵”將采取太陽能供電方式，能夠自行補(bǔ)充能量。在系統(tǒng)中裝上太陽能電板后，獲取的能量將超過消耗所需，此外，該系統(tǒng)還有存儲(chǔ)能量的設(shè)施，在不使用電池板的情況下也能行駛一周時(shí)間。
目前，連接兩個(gè)目的地的真空管道與高速鐵路一樣搭建在地上，凡是有道路的地方，就可以有兩根管道，供兩個(gè)方向行駛。按照預(yù)想，真空管道或許還能“附著”在已經(jīng)建成的高速架橋上，從而節(jié)省路線資源與基礎(chǔ)設(shè)施的搭建成本。ET3公司稱，“相比昂貴的機(jī)票價(jià)格，膠囊列車能將從舊金山至紐約的旅行費(fèi)用降至100美元”。
與航空行程相比，真空管道運(yùn)輸不受天氣因素影響，不會(huì)發(fā)生航班延誤、取消等情況，艾倫·馬斯克說，“超級(jí)高鐵無需預(yù)訂座位，可以直接乘車出發(fā)。”此外，據(jù)介紹，在真空管道沿線處每隔一定距離還設(shè)有安全艙，當(dāng)車輛發(fā)生故障停止，或是密封艙體失壓時(shí)，乘客可從安全艙逃離，躲避危險(xiǎn)。
專家：達(dá)到超高速度需突破諸多限制
“真空管道運(yùn)輸技術(shù)的原理雖然簡(jiǎn)單，但實(shí)現(xiàn)起來卻很困難，在我看來，每小時(shí)6500公里的‘膠囊列車’，目前只是幻想。”林國斌強(qiáng)調(diào)，早在1922年，德國工程師赫爾曼·肯培爾在提出磁浮列車概念時(shí)，同時(shí)提出“真空管道”的設(shè)想，認(rèn)為采用管道抽真空的辦法可以實(shí)現(xiàn)磁浮列車速度每小時(shí)1000公里的目標(biāo)值。
