超级高铁面临最大的技术难题,不是地面的摩擦系数问题,而是空气阻力。按照设计方案,列车的速度必须达到每小时600英里以上的亚音速。目前与上述速度最接近的地面交通工具是日本的超导磁悬浮“子弹头”火车,其时速据称最高可达361英里,而“子弹头”的发明者之一Jim Powell认为这一速度是开放式轨道火车的极限,因为“时速超过300英里之后,空气阻力问题就会变得非常严重,而且会造成巨大的噪音。
而一方面,如果抽空管道中的所有空气,空气阻力问题就能得以解决。流体动力学专家George Maise指出:“真空管道内空气阻力为零,事实上也就没有了速度限制。”但问题是,Elon Musk已经公开表示超级高铁并非真空,但在管道内持续产生接近超音速的高速气流又要消耗巨大的能量——仅用太阳能电池板显然不够。因此,完全意义上的真空还难以实现。那么,在管道内持续产生接近超音速的高速气流,就要消耗巨大的能量,仅用太阳能电池板显然还不够。如何有效解决能源供应问题,还需科研探索。
同时,还有一个散热的问题。能量分析专家指出,胶囊车厢压缩空气,向下或者逆向排出,都会产生巨大的热量,这将导致乘客舱和相应的仪器设备遭受损坏。Elon Musk的解决方案是在每一个车厢里添加一个水箱,用水箱来吸收热量,并转化为水蒸气。但是,胶囊车厢仅有几立方米的空间,具体运行时热量转换率不高,这意味着必须增大水箱容量。
另一方面,虽然“超级高铁”不违背物理原理,但过快的速度将会令人头晕目眩,更不用说还可能要应对的翻滚和急刹车等紧急事件。此外,“超级高铁”的路线理论上越直越好。这是因为,高速下的转弯不但非常困难,还会让乘客体验变得糟糕。
另外,中国同济大学城市轨道与铁道工程系主任周顺华如认为:“这次是美国在测试自己的火箭推进器,而不是铁路。每小时能达到400英里,并不是高铁速度,只是人们将火箭推进器在轨道上开动而已。”同时,铁路的运行目的是承载旅客,其最高运行加速度有一定科学限制,需要考虑到人体的一般承受能力。
对于技术的超前性和科学上的限制,相关专家还表示:一般高铁的纵向加速度不能超过一个米秒平方,加速不能加到太快。他指出速度加到太快会出问题,这种速度根本不是轨道交通所能承受的。这只不过是很早以前就有的一个理论,但距离现实还非常遥远,一切只停留在奇思妙想阶段。
超级高铁的速度太过惊人,甚至比飞机还快50%,这也是为什么自Elon Musk宣布之后,它吸引了太多关注。但是我们不能欺骗自己,我们必须面对躲在超级高铁背后的问题。我们现在对于STEM技术的的关注就让我们对科技先锋未来的关注惊鸿一瞥,但是我们却忽视了其背后更多的问题。
我们现在需要的,在我们对于超级高铁敬畏般的疯狂情感消退之后,我们需要的是理智。我们需要更精准的评估体系,来准确评估超级高铁对于环境的影响;需要更优质的交流媒介,来连接铁路部门和社区;需要更完善的基础设施,来让超级高铁计划顺利进行;需要更高端的技术,让超级高铁的惊人速度并不是痴人说梦。如果这些做不到,那么美国将只会跟在其他高铁大国的身后,对着他国的高铁速度望而兴叹。
因此,钢铁侠Elon Musk的超级高铁疯狂无比,激动人心,但是它要真的跑进未来,还要突破以上藩篱。而作为观众,我们拭目以待。(熊蒙)
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