速度快于民航客机。从北京到上海只需一小时。当这样的交通工具成为现实时,无疑将是人类交通史上的一次重要突破。想想就令人兴奋。
这就是马斯克在2013年提出的“超高速铁路”概念,利用真空管道和磁悬浮技术,实现每小时数千公里的速度运输。曾被认为是未来交通的发展方向。
一家名为 One(现为维珍)的美国公司自 2016 年以来一直在努力让该项目成为现实。就在几天前,维珍的“”宣布完成了首次载人测试。
这似乎意味着比飞机更快的地面交通离我们更近,但“超级高铁”从一开始就受到质疑。
除了One,还有几家公司在推广类似的项目。中国航天科工集团研制的“超高铁”,最终目标是实现时速4000公里的超音速“近地飞行”。
然而,没有一个“超级高铁”项目达到接近商业用途的水平。这种颠覆性的工具是技术创新还是资本骗局?
“超级高铁”完成首次载人试验,仍有很多问题需要解决
上周,在拉斯维加斯的沙漠中,维珍的“超级高铁”对两名乘客进行了首次人体测试,维珍首席技术官乔什·吉格尔和乘客体验总监萨拉。
这次测试的胶囊是丹麦建筑师 Bjarke Ingels 设计的 Pod。它可以搭载两名乘客,并配备了赛车常用的五点式安全带。维珍希望最后一个胶囊能容纳 23 名乘客。
测试在直径为3.3米、长度为500米的管道中进行。实测时胶囊舱用时15秒到达终点,等效时速达到172公里。
这个速度还不如高铁,离维珍设想的1000多公里每小时的速度更远。据说这是因为乘客的安全和舒适,500米的隧道是不够的。全加速。
尽管如此,维珍航空仍将其视为超级高铁的一个重要里程碑,称其为“类似月球的成就”,首席执行官杰伊·瓦尔德 (Jay Walder) 说:
这是一个完整的、可运行的“超级高铁”,可以在其他机构尚未做过的真空中运送人员。
至于乘坐体验,Josh Giegel 表示加速感觉类似于飞机起飞,而 Sara 则表示“完全没有过山车的感觉”,即使加速很快,也有没有不适。
事实上,在此之前,维珍已经在这条管道中进行了 400 多次无人测试。迄今为止的最高速度记录是在 2017 年的测试中达到了 386 公里/小时。
为了更快的载人测试,必须建造更长的真空管线。维珍估计超级高铁 马斯克,要加速到设想的 700 英里/小时(1,126 公里/小时),至少需要 2 公里的轨道。
所以不久前,维珍宣布将斥资 5 亿美元在西弗吉尼亚州建立一个测试站点。同时表示,力争2025年“超级高铁”取得安全认证,2030年投入商业运营。
早在2016年,维珍就与迪拜道路交通管理局达成合作,计划建设一条连接迪拜和阿布扎比的超级高铁,可以将一个多小时的行程缩短到12分钟。
今年早些时候,维珍还公布了未来 11 条可能的超级高铁线路的计划。洛杉矶和旧金山相距 600 公里,未来通勤时间可能缩短至 35 分钟。
理想是充实的,可以回归现实。维珍的蓝图似乎有些过于乐观,因为“超级高铁”的可行性尚未得到充分验证。
创新还是骗局?
在马斯克2013年发布的一份“Alpha”白皮书中,这种基于管道的亚超音速运输系统首次被披露,并指出“”将成为“继飞机、火车、汽车、轮船之后”。第五种交通方式”。
由此,开启了“超高铁”项目的建设趋势。目前,至少有六家超高铁公司,但马斯克没有参与,目前也没有一家商业化。
当然,也不能说“”不可行。毕竟,SpaceX 的 计划也是在经过多次质疑和多次延误后,最近才开始公开测试的。
对于车辆而言,最基本的要求是安全性、可靠性、舒适性和经济性。让我们看看这些维度,看看“超级循环”是否可行,即使只是理论上。
对于“超级高铁”的安全性,卡内基梅隆大学土木与环境工程副教授认为,还有很多问题需要解决。在时速数千公里的高速运行中,一切故障和事故带来的危险也会被放大。.
物理学家、超导磁悬浮概念的合著者詹姆斯鲍威尔曾表示,轨道上的小错误会导致严重的灾难。
整个系统非常脆弱,即使是单点故障也可能导致灾难。例如,有人刺穿了管壁,或者地震导致管道轻微移动,这可能导致乘客舱倒塌。
不过,维珍并没有透露太多关于超级高铁安全设施的细节。
事实上,管道运输早在19世纪就出现了,但只是用于小件货物的运输。但是,空气压缩过程中会产生大量热量,如果要用于运送人员,还需要进行更多改进。中国工程院院士王梦舒也指出,疏散隧道对乘客造成不小的安全隐患。
因此,对于这款全新的车辆,仅仅验证安全性就需要花费大量时间。布鲁金斯大学基础设施专家 Adie Tomer 认为,“”的安全测试可能比制药行业长 10-20 年。
在技术可靠性方面,业内专家普遍认为,“超级高铁”面临两大难题:保证磁浮系统的动态稳定性和高速运动下的直线驱动效率。
超级高铁之所以能做到“亚音速”,是因为在真空环境下空气阻力大大降低,但也带来了新的技术难题。
据中车首席专家杨颖介绍,高铁转弯半径约为7公里,但如果速度达到每小时数千公里,则转弯半径需要几十公里。也会大大增加路线规划和铺设的难度。
到目前为止看到的超高铁测试轨道似乎都是笔直的。
当然,你也可以选择转弯时减速,这样会失去超级高铁原有的速度优势。同时,乘客在转弯时可能会感受到比飞机起飞时更大的横向加速度,从而感到不适。
至于超级高铁使用的另一项关键技术,磁悬浮技术已在中国、日本等国的高铁上投入使用,目前最快的试验速度约为600公里/小时。
日本磁悬浮列车最高时速603公里。
但这只是一个实验速度,实际操作还达不到。日本时速505公里的超导磁悬浮干线要到2027年才能通车。
需要以每小时1000公里以上的速度运行的磁悬浮技术目前还不是可以在全球范围内商业化的成熟技术,甚至没有实验数据。可见,维珍十年内进入市场基本是不现实的。
即使技术问题都解决了,建设成本可能是一个更大的挑战。
维珍航空在 2016 年曝光的一份文件显示,超级高铁每英里的建设成本在 8400 万美元到 1.21 亿美元之间,远高于高铁。
两年前,维珍也发布了一份可行性报告,指出美国密苏里州的超级高铁每年可以节省4.1亿美元,但对建设成本却非常保密。
此外,维珍“胶囊舱”的运力远低于高铁。如果是为了覆盖成本,可能需要非常高的票价,这也是当年超音速客机失败的重要原因。
您可能会争辩说, 可以通过更密集的列车来降低成本。但是,超级高铁每次上下车都要进行大气疏散和调压减压,耗费大量时间。
至于有什么技术可以压缩这个过程的时间?也许吧,但还没有看到任何超高铁项目透露。
以上问题是被很多业内人士怀疑为骗局的重要依据。中国工程院院士王梦舒曾直言,超高铁的概念很大程度上是在吹牛,目前还处于幻想阶段。
简而言之,技术不可行、安全不可行、可靠性不可行、经济不可行,甚至环境不可行。靠兴趣去研究国家和人民不需要的东西,最终会导致一事无成,血肉模糊,一文不值。
第五种交通工具,离我们有多远?
总的来说,即使目前的超级高铁项目不是骗局,但距离商业用途还有很长的路要走。不过,这背后的“超导磁浮+真空管”技术确实具有研究价值,甚至成为未来交通系统的重要组成部分。
事实上,2017年,中国航天科工集团公司公布了正在开发的“超高铁”项目。基于高温超导磁悬浮技术和真空管道技术,将逐步实现1000公里/小时、2000公里/小时和4000公里/小时。最高运行速度,但航天科工并未给出具体时间表。
西南交通大学牵引动力国家重点实验室是我国最早研究真空管道高温超导磁悬浮技术的机构之一。据西南交通大学首席教授张卫华介绍,高温超导磁悬浮模式的测试速度已经超过了可以模拟不同低压环境的1500米真空管中的音速。
目前,西南交通大学“多态耦合轨道交通动力模型试验平台”已于9月获得国家批准,最快明年4月可达到时速1500公里的试验速度.
张卫华认为,高速磁浮轨道交通将成为未来轨道交通技术发展的主要方向。事实上,中国的“超高铁”项目在亮相后也备受争议,近两年几乎没有媒体报道。
原铁道部部长、中国工程院院士傅志焕曾在演讲中谈及他对超级高铁的看法。他认为超级高铁 马斯克,即使超级高铁有争议,离落地阶段还很远,但还是有必要研究的,因为未来的交通图景中,超级高铁会有一席之地。
人类文明的繁荣与进步,离不开日益快捷的交通。从车厢到汽车,从汽车到火车,从火车到飞机,每一次交通创新都伴随着长期的技术研发和测试。
也是如此,它本身并不是一个骗局,但可能需要几十年才能完全实施。而那些用不成熟的超高铁技术包装的商业项目,确实有“画蛋糕”的嫌疑,但只要泡沫总有一天会破。
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