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时速达1300公里的超回路列车:加速度能把人逼疯

2015-6-7不详佚名

每当交通工具可能取得新进展时,我们总是欢欣鼓舞。没人喜欢机场和飞机。让我们面对现实吧,汽车和火车速度缓慢,尤其是在美国大城市之间进行远距离旅行的情况下。

新型快速交通工具的方案其实很简单,理论上只涉及两件事:

·能够快速行驶,将活动部件和空气阻力造成的摩擦降至最低程度;

·能够抗拒地心引力。

在中国和日本等国家,磁悬浮列车非常流行。轨道和列车上的强大磁铁使列车“悬浮”在轨道上,既抗拒了引力,又消除了部件之间的所有摩擦力,而摩擦力正是汽车、卡车和传统火车的主要缺陷。

同时,磁悬浮列车具有流线型车身,利用电磁力来加速和推动列车前行,这就是高速列车(或者说子弹头列车)的工作原理。但就连这些列车也有速度限制:货运列车的时速约为270英里,仍然受制于空气阻力和动力消耗。客运列车的最高时速只有那个数字的大约三分之二,而且只要坐过过山车(或者遭遇湍流的飞机)就会立刻明白乘坐客运列车是怎样的滋味。

如果能够沿直线恒速平稳行驶,只进行最低限度的加速,那么速度将快得难以置信,并且乘客不会出现任何不良反应。但是加速声特别刺耳,尤其是横向和纵向加速。如果想最大程度减轻这种令人不适的因素,让高速行驶变得轻松舒适,那就必须把上述限制纳入考虑。

所以,超回路列车来了。这是埃伦·穆斯克(Elon Musk)想出来的点子,旨在根据磁悬浮列车的原理加以改进。这种列车不是采用电磁轨道,而是在几乎完全真空的巨大管道内行驶,不再受制于空气阻力,因为管道是真空的,所以速度比磁悬浮列车要快得多。

你可能担心超回路列车无法悬浮在管道内,但磁力并非是唯一可行的方法。我们可以利用气垫船或者空气曲棍球台的原理,让列车从底部喷出气柱,在列车和管道之间创造出空隙(并使其悬浮),但喷出的空气不足以形成阻力减慢行驶速度。这听起来很难,但其实很容易:物理学定律告诉我们,利用现有技术就可以做到这一点。

利用与线圈枪和轨道炮相同的技术,就能像磁悬浮列车那么快。由于管道内没有空气,时速可以轻松达到800英里(1,300公里),比目前所有的商用飞机都要快得多。最初的计划是修建从旧金山到洛杉矶的超回路列车,但有些技术障碍需要克服:

·在水面上铺设稳固高架管道的成本;

·拥有贯穿圣安德列斯断层的抗震管道(和支持);

·超回路列车之间的5英里间距意味着只有4秒的停车时间。

超回路列车非常诱人,新闻媒体上总是有很多的赞誉之声,但有一个重大缺陷需要考虑,那就是人类如何应对这种旅途上的“颠簸”或者不受欢迎的加速。超回路列车的支持者们尚未讨论这个问题。

前后加速可以得到很好的控制。但地形不平怎么办?我不是说地面是弯曲的,而是指山脉、丘陵和其他地质特征!对此,我们的解决办法是让公路和铁路弯曲,要么绕过去,要么随着地形起起伏伏。但在时速800英里的情况下呢?绝对行不通。人类无法应付这么快的横向和垂直加速,肯定会呕吐。超回路列车需要近乎直线的轨道,如果想从旧金山到洛杉矶,就必须钻通很长的隧道。

超回路列车的加速度是日本新干线客运列车的7倍。人类只能应付大约0.2g(每平方秒2米)的纵向或横向加速度。超过了呢?几乎肯定会呕吐。你可能喜欢一次坐一两分钟的过山车,但恐怕只有超人才会喜欢(或者忍受)像这样持续整整半个小时的旅程,超回路列车从旧金山到洛杉矶就需要这么长的时间。

总的来说,超回路列车是非常巧妙的想法,我全力支持高效便捷的新型交通工具,如果不必忍受现代机场和机场安保的糟糕体验,那就更好了。但如果我们确实设计并建造了这种交通系统,从事于此的工程师们必须记住一件非常重要的事情:我们只是人类,身体对压力的承受力十分有限。

本文来源:不详 作者:佚名

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