比飞机快10倍的列车

发布日期:2022-08-19 20:54    点击次数:178

欧美等国计划着在欧亚大陆和美洲大陆之间架起专线,到时,从美国华盛顿到英国伦敦,5000多千米的路程,只需要一个小时,这可能吗?

打造超音速的列车

现在高铁的速度越来越快,但是列车再快也无法快过飞机,因为空气是阻碍物体快速运动的最大的障碍,路面的摩擦阻力随着车速的增大变化并不大,但是空气阻力却会随车速大大增加,当车速达到接近音速时,轻柔的空气对于列车来说就像是致密的空气墙一般,强烈地阻碍着物体的运动。因此,飞机要想快速飞行,需要到达空气稀薄的高空,还需要轻负荷,少载物,然后在强大的能量驱动下,才会超过音速飞行。而列车一般都比飞机质量大,载客多,地面空气又稠密,即使装上强大的发动机,也很难比普通飞机快,更不可能超音速飞驰。

然而欧美等国正计划着打造一列时速4000英里,也就是6437千米的列车!这速度大约是音速的5倍!可能吗?这计划该不是空想吧?

在真空中飞驰

且看信誓旦旦的设计者是如何设计的。既然空气是阻碍物体运动的致命因素,那么把空气消除掉,不就行了吗?那么如何消除空气呢?让列车在真空中飞驰?是的,他们计划用真空管道作为列车的轨道,当然这真空管道非常巨大,直径至少5米,长度至少几千千米了,否则列车还没怎么飞驰就结束了行程,也就无法发挥这样一列列车的优点。有的设计者甚至设想着要环绕地球建一条真空隧道!到时列车几个小时就可以在世界各地穿梭一圈。

管道或隧道可以铺建,但如何让它们变成真空的呢?很简单,只需要隔一段距离装一个真空泵,随时保持管道内的真空度就行了。

从目前来看,磁悬浮列车可以消除地面的摩擦,可以让列车速度更快,因此列车应该采用磁悬浮方式运行。那么真空管道内就需要铺设磁悬浮的导轨。这些条件具备了,列车就可以运行起来了。

当然真空管道需要坚韧的材料建造,能够耐受很大的真空压力,列车也需要坚韧的材料制造,不但要承受车内的重量,还要承受车内一个大气压的压力。如果材料不够坚韧,列车就有可能像气球那样膨胀爆炸。

不需要能量的飞奔

这种列车消除了影响车辆飞奔的两大阻力——空气阻力和路面摩擦,那么剩下的阻力几乎可以忽略不计了。列车的启动需要较大的能量,待列车飞奔起来后,由于几乎没有阻力,它就会一直保持它的飞奔状态!也就是说,这样的列车除了启动阶段需要能量, 全天168飞艇计划网页版途中根本不需要给它任何推动力,它就像自由滑翔的飞机一般在列车轨道上持续飞驰。

但列车快到目的地的时候,需要给列车减速,这需要消耗能量。为此,设计者巧妙地让列车带动发电机发电,这样把高速运动的动能重新回收利用,储存在列车的电池里,供它启动的时候再用。这样既利用了动能,又有效地给列车减速。速度降低到一定程度后,列车就可以冲出真空管道,进入车站停车了。

根据设计者的设想,这样的真空管道一般建在地下比较合适,可以减少地面上风吹雨打造成的破坏,当然也未必非得建在地下,让管道漂浮在1000米以下的海洋中也可以,因为这样深度的海洋中已经没有了波浪,相对比较安全。

为了节约能量,在考虑如何铺设管道时,设计者还想到了如何利用一下重力来加速列车:那就是管道入口一段是向下的,列车向下俯冲时,列车自身的重力就可以让它加速到很高的速度,也许只需要另外施加一点能量就可以让列车达到最佳速度了;而列车要停靠的时候,让管道弯曲向上,这样就不需要专门的减速,列车也能把速度降低到可以冲进空气中的程度。

昂贵的真空铁路

真空铁路真是个一劳永逸的想法,这些设计已经让很多人迫不及待了,为什么还不赶快建设起来?旅客乘坐超音速飞机从伦敦到纽约,2个小时就到了,当提到他们的感受时,都说有点像乘坐时空穿梭机一般跨越了大西洋。那么坐在这样一列比超音速飞机还快5倍的列车上将是什么感受?

且慢,虽然上面的一切设计在技术上没有问题,现在的科技水平可以实现,这样的列车也容易制造,但是这样的管道要铺设出来,那代价可就不一般了,也许每一千米就需要百万到千万美元,而这样的管道一铺就是几千千米,这可是个不小的财政开支,拿上千亿美元来铺一条不是很必需的极速列车轨道,哪个国家都不得不考虑一下自己的钱包。如果几个国家协商联合起来,齐心协力,也许就不是个问题了。

高速列车变炸弹

撇开真空列车诱人的优点,我们冷静地分析一下,真有这样一列列车的话,会出现什么可能的问题。

最大的问题就是,这样一个极速的庞然大物对周围来说,随时都是一颗巨型炸弹。它的高速度和巨大质量所产生的动能堪比一颗入侵地球的小行星,万一撞到哪里,对撞击地区几乎就是灭顶之灾。而这种情况是很可能发生的,例如地震把管道震坏了,而列车还在管道中飞驰,这时别说车里的人无一幸免,就是列车对地震处管道的撞击将会导致那个地区再发生一次地震般的灾难。

我们知道,地球由六大板块组成,板块交界地带,地质活动一般都比较活跃,容易发生火山爆发、地震,绵延数千千米的管道穿过板块边界的可能性是很大的,例如伦敦到华盛顿专线就肯定要穿过亚欧板块与美洲板块的边界,如果环球建个真空管道的话,这管道穿过几个地震活跃带都是有可能的,因此随时都需要面对地震的威胁。

当然管道破裂的问题可以随时补上,也可以马上通知列车减速行驶。但如果是毁灭性破坏,而列车又距离破坏地点很近,来不及减速,那出现灾难就不可避免了。如果人们为了追求极速交通,而每年要付出百条人命的代价的话,那就太不合算了。

所以,真空管道列车这个想法其实在几十年前就出现了,有关人员也研究了几十年了,如今还是没有付诸实施,原因就在于极高速运动的物体危险太大。不过,修建低气压、亚音速的管道列车的计划,确实有很多国家在考虑。

真空发射卫星

真空超高速管道列车虽然现在无法实施,但这个想法最诱人的是,可以把这样一个管道用来作为卫星发射的加速导轨,因为它几乎没有阻力,只需要用电磁力推动卫星在真空管道中不断加速就可以了。

现在的卫星发射都是利用火箭强力向上冲,达到一定的速度(7.8千米/秒以上)后,才会把卫星推入轨道。如果让卫星像粒子加速器中被加速的粒子一样,在地面上被加速到极高的速度(高于7.8千米/秒),也可以摆脱地球的束缚,进入太空。

用真空管来发射卫星的话,首先让卫星像磁悬浮列车那样,贴着地面管道不断加速,当卫星的速度超过7.8千米/秒后,地球引力同样也无法束缚它了,这时,卫星就像飞转的链球一样被甩出去,擦着地球表面滑入太空。当然这需要把真空管道建得很长,例如几万千米的样子。

不过,铺建这样一条卫星发射管道要花费的资金也是个天文数字。但考虑到每次卫星发射也要耗费几亿到几百亿美元,那么花几百亿甚至几千亿美元铺设一条卫星发射导轨,随时都可以发射卫星,就比较合算,这样,也许美国就舍得花钱了。