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物理学家眼中的“高速飞行列车”:想法挺大胆 实现有难度

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发表于 2017-9-3 13:56:26 显示全部楼层
图据网络视频截图封面新闻记者 许雯
30分钟,到武汉,超音速近地飞行靠谱吗?日前,,科工集团透露正在研发高速飞行列车,最高时速可达4000公里。消息一经发布,支持和质疑都纷至沓来。
据,科工集团介绍,高速飞行列车利用真空环境减小空气阻力,通过磁悬浮减小摩擦阻力,从而实现超声速运行。时速4000公里真的可以实现吗?这么快的速度人体是否能承受?还有,真的安全吗?
无论支持还是质疑,,科工集团都不愿再回应。9月1日,该集团有关负责人向封面新闻(thecover.cn)表示,目前没有更新的消息可以透露,“我们只想一步步扎实地去把这个项目做好,这才是最重要的。”
封面新闻调查发现,其实早在2014年,西南交通大学就曾搭建全球首个真空管道运行系统。而物理学专家则指出,从物理学原理来看,高速飞行列车有其可行,但技术上存在很大难度,短期内或难以实现。
理论上时速4000公里可达到
但条件苛刻
,科工集团三院高速飞行列车项目技术负责人毛凯在接受媒体采访时透露,与现有磁悬浮列车在空气中“奔”不同,高速飞行列车运行在接近真空的密封管道中。
,大学物理学院教授马伯强接受封面新闻采访时表示,列车在空气中运行将影响速度的提升,会有速度上限,而真空中空气阻力小,可使列车摆脱速度的上限。而且,列车在空气中运行到达一定速度,列车和空气的摩擦将造成列车车体表面融化,但如果在真空中就不会有这个问题。
“从原理上来讲,这是可以做的,但是技术上的要求会很高。”马伯强说。
这里宇航学会原副理事长杨俊华同样认为,从理论上来讲只要动力足够,条件达到的情况下,列车实现4000公里的时速是可能的,但需要满足的条件非常苛刻。
多项技术难题待解
短期内或难以实现
据毛凯透露,目前高速飞行列车项目处于关键技术攻关阶段,已拥有专利200多项。在马伯强看来,高速飞行列车乘客的乘降接驳、真空管道密闭是两个棘手的技术难题。
马伯强指出,如果是小容量真空管道密封比较容易,但如果作为交通工具的运行管道,这么大容量且长度在几千公里,实现完全密封在技术上有一定困难。而且,乘客的乘降问题也有待解决,“真空管道有些地方是密封的,有些地方人还要乘车不能完全密封,这个该怎么实现?”
另一方面,马伯强认为,高速列车转弯需要很大的向心力,因此真空管道在铺设时要接近直线才好。而相距几千公里外的两个城市间架设直线真空管道,实际作难度非常大。
在工程院院士、高铁专家王梦恕看来,真空管道运输的可作同样存疑。2016年,同样致力于真空管道运输研发的美国,HTT曾宣布,将于20,在加利福尼亚搭建全球首条“超级高铁轨道”。他曾就此向媒体表示,磁悬浮列车在实际运行中还存在许多无法克服的障碍,更不用说建立在悬浮技术基础上的真空运输了。“交通运输工具最重要的是安全、实用、经济、可靠。这四条,真空管道运输一条也做不到。”
列车运行中如发生泄漏
后果严重
,科工集团此前表示,高速飞行列车的运行速度比传统高铁提升了10倍,比现有,客机提升了5倍,最大速度可达到4000公里/小时,是人类对交通工具速度极致追求的一大进步。
马伯强认为,从长远角度来讲,也许人类觉得从一个城市到另一个城市间的旅行时间应该缩短,也已经实现了从步行到马车再到火车、飞机的发展,但短期内高速飞行列车的想法可能实现不了,几年时间内实现的概率比较小,“想法挺大胆,但难度挺大。”
他更为担心的是,如果列车运行中发生空气泄漏,将带来灾难后果。他进一步解释说,在列车高速运行情况下,如果真空管道发生泄漏,列车出于惯将继续在空气中前行,这或将导致车体表面融化。更严重的情况是,如果车体发生泄漏,列车中空气缺乏,人的呼吸会遇到困难,即便有空气压缩包给乘客暂时供氧,也难保列车在压缩包空气耗尽前到达安全地带。
至于网友担忧的加速度是否会对人体造成损害,马伯强则认为大可不必担心。他表示,高速飞行列车的加速时间可以长一点,使加速度在人体可承受的合理范围内,“比如坐飞机时的加速度我们可以完全承受。”
无论是支持还是质疑,,科工集团表示不愿再回应。9月1日,该集团有关负责人向封面新闻表示,目前没有更新的消息可以透露了,“我们只想一步步扎实地去把这个项目做好,这才是最重要的。”
西南交大三年前
曾搭建小型试验管道
实际上,,科工集团并不是第一个提出真空管道运输概念的机构。早在1904年,美国学者罗伯特·戴维就已提出真空管道运输设想。
这里学者对真空管道运输的研究,也已于十多年前起步。报道显示,2005年,两院院士、西南交通大学教授沈志云曾提出“真空管道高速交通”设想,并规划了其后25年的研发时间表:从2005年开始,5年达到小比例模型推出,10年推出全尺寸模型,15年达到实验线路,25年后,即2020年至2030年实现运营线。
2013年3月,西南大学研制出了最初的高温超导磁悬浮(HTS),环线,后在此基础上加入了真空管道,这也是全球首个真空管道运输(ETT)系统。
一年后的2014年5月,项目团队搭建了全球首个真空管超高速磁悬浮列车原型,平台。不过,碍于实验环线半径仅有6米,,车辆的最高速度只达到了50公里/时。团队曾表示,真空管超高速磁悬浮列车未来时速可达3000公里,相当于从,到,,1小时。
不过,西南交大之后解释称,相关技术尚处于试验阶段,并没有开始研制准备投入使用的真空超导磁悬浮列车。时速3000公里是科研人员估算的、实验环境中有望达到的最高理论数值。
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