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地面交通工具能否快過(guò)飛機(jī)?能,比如時(shí)速1200公里的超級(jí)高鐵

科學(xué)信仰
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在高速公路上,汽車的行駛速度最快可以達(dá)到每小時(shí)120公里,與普通的綠皮火車的行駛速度是類似的,而高鐵的行駛速度可以達(dá)到每小時(shí)300公里以上,民航客機(jī)的飛行速度則可以超過(guò)每小時(shí)800公里,顯而易見(jiàn),飛機(jī)是目前最快的民用交通工具。

飛機(jī)的速度之所以能夠遠(yuǎn)超其它形式的交通工具,是因?yàn)轱w機(jī)在天上飛行,不會(huì)受到來(lái)自地面或軌道的摩擦力,也不用擔(dān)心速度過(guò)快在轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn),那么地面交通工具真的就無(wú)法超越飛機(jī)的速度嗎?也不盡然,有一種交通工具就可以,它的速度不僅可以超越飛機(jī),甚至可以接近音速,它就是“超級(jí)高鐵”。“高鐵”我們都非常熟悉,我國(guó)生產(chǎn)的試驗(yàn)速度最高的高鐵列車可以達(dá)到每小時(shí)605公里,它很快,但與飛機(jī)還是有差距,那么能夠超越飛機(jī)的“超級(jí)高鐵”又是什么呢?

“超級(jí)高鐵”的概念是在2012年由馬斯克所提出的一種高速地面運(yùn)輸系統(tǒng),理論上它的速度可以達(dá)到每小時(shí)1200公里。

1200公里,這是一個(gè)怎樣的概念呢?眾所周知,理想狀態(tài)下的音速為每秒340米,換算成時(shí)速,就是1224公里,也就是說(shuō)高級(jí)高鐵的速度已經(jīng)與音速非常接近了。顯然,這個(gè)速度比民航客機(jī)的最高速度每小時(shí)1000公里還要高,那么地面交通工具是如何在速度上超越飛機(jī)的呢?

飛機(jī)的速度之所以能夠遠(yuǎn)超其它地面交通工具,就是因?yàn)樵谔炜丈巷w行的飛機(jī)不受來(lái)自于地面的摩擦力,所以要想超越飛機(jī)的速度,一方面要消除摩擦力,另一方面還要減小空氣阻力。要消除摩擦力不是什么難事,讓列車飄起來(lái)就行了,比如磁懸浮列車。那么如何減小空氣阻力呢?抽真空。

超級(jí)高鐵與普通的磁懸浮列車不同,它需要一個(gè)封閉的運(yùn)行環(huán)境,比如一根密閉的管子。這似乎是個(gè)好點(diǎn)子,把管子里的空氣抽走,再讓列車浮起來(lái),這樣既沒(méi)有了摩擦力,也沒(méi)有了空氣阻力,不過(guò)問(wèn)題可沒(méi)有這么簡(jiǎn)單。

如果要將一根吸管大小的金屬管子抽成真空狀態(tài),這并沒(méi)有什么問(wèn)題,但超級(jí)高鐵的運(yùn)行管道又大又長(zhǎng),如果真的讓其內(nèi)部變?yōu)檎婵諣顟B(tài),那么大氣壓力一定會(huì)給我們好好地上一課,變形,甚至被壓扁只是一個(gè)時(shí)間問(wèn)題。所以只能夠?qū)⒊?jí)高鐵的運(yùn)行管道抽成“半真空”狀態(tài)。雖然管道內(nèi)的空氣減少了,但是在列車高速運(yùn)行的時(shí)候,前方的空氣還是會(huì)產(chǎn)生極大的阻力,所以就需要對(duì)管道內(nèi)剩余的空氣進(jìn)行合理地疏導(dǎo)。

在超級(jí)高鐵的車頭部分安裝有一個(gè)壓縮風(fēng)扇,這個(gè)巨大的風(fēng)扇會(huì)將車頭前方的空氣導(dǎo)入車尾和車輛下方,這是一件一舉三得的事情。

第一,消除了列車前方的空氣阻力;第二,從車尾排出的空氣會(huì)給列車提供額外的動(dòng)力;第三,從列車下方排出的氣體會(huì)形成一個(gè)氣墊,幫助列車維持懸浮狀態(tài),這樣一個(gè)沒(méi)有空氣阻力,也沒(méi)有摩擦力的超級(jí)高鐵就誕生了,這也是超級(jí)高鐵能夠在速度上接近音速的原因。

而且它還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是飛機(jī)所無(wú)法比擬的,那就是任何時(shí)候都可以正常運(yùn)行,因?yàn)槭窃诘孛娴姆忾]管道里運(yùn)行,所以不管遭遇什么惡劣的天氣也不受影響。既然超級(jí)高鐵這么好?它什么時(shí)候能夠問(wèn)世呢?還是說(shuō)它只是一個(gè)概念呢?超級(jí)高鐵的概念雖然是由馬斯克提出的,但他僅僅是提出了一個(gè)概念,并未對(duì)此采取什么行動(dòng)。

不過(guò)超級(jí)高鐵的概念卻引起了其它一些公司的興趣,比如著名的超級(jí)高鐵運(yùn)輸技術(shù)公司就計(jì)劃建造一條超級(jí)高鐵運(yùn)行管道來(lái)連接迪拜和阿布扎比,還有一些歐洲國(guó)家也設(shè)立了聯(lián)合公司來(lái)進(jìn)行超級(jí)高鐵的相關(guān)研究。

不過(guò)總體上來(lái)講,研究超級(jí)高鐵的國(guó)家并不算很多,這是為什么呢?因?yàn)槌?jí)高鐵的概念并不如想象的那么完美,在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中讓人有些“雞肋”的感覺(jué)?!翱臁睂?duì)于交通工具而言的確是非常重要,但僅僅是“快”并不夠,一種交通工具要具備實(shí)際的價(jià)值,還有一個(gè)重要的因素就是載客量。按照目前的計(jì)算,超級(jí)高鐵的理論載客量也就在每小時(shí)1000人次左右,而我國(guó)高鐵的載客量超過(guò)了每小時(shí)10000人次??梢?jiàn)“超級(jí)高鐵”雖然快,但適用范圍可能并不大,所以說(shuō)未來(lái)是否真的能夠見(jiàn)到超級(jí)高鐵,還是未知之?dāng)?shù)。你覺(jué)得超級(jí)高鐵會(huì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)嗎?

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評(píng)論
永遠(yuǎn)的迷彩
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2023-07-02