有了高铁还不够,咱们居然开始研究超级高铁。最高时速冲到
4000公里/小时
,是
音速的三倍
,北京到上海只需要20分钟。不少人就纳闷了,
这么快的速度是怎么实现的?人坐在里面能受得了吗?
早在2017年,中国航天科工就官宣,要研发最高时速4000公里的
超级高铁
。虽说叫它高铁,但本质是
磁悬浮列车
。咱们平常坐的高铁,属于高速轮轨列车,依靠车轮和轨道接触滚动前行。
磁悬浮就不同了,它是利用磁铁
“同性相斥异性相吸”
的特性,在列车底部和轨道上,铺设同极磁铁,利用磁力让整个
列车悬空
。再利用列车与轨道两侧,异性磁体的
吸力
和同性磁体的
推力
,带动列车高速前进。列车全程几乎不接触轨道,
能摆脱摩擦力阻力,实现低能耗高速奔跑
。
但磁悬浮有一道绕不开的瓶颈,它确实解决了车轮与铁轨间的摩擦阻力,却依然要面对
空气阻力
。物体速度越快,空气阻力也越大。研究显示,时速350公里的高铁受到的空气阻力,能占总阻力的90%左右。而且
速度每提升15%
,
空气阻力就会上涨约30%
,直接卡死了磁悬浮的速度上限。
比如上海在2006年开通了全长30公里的磁悬浮线路,
设计时速505公里
,但实际
最高时速只有430公里
,并且只有约10公里的路段能达到这个速度。而咱们如今研究的超级高铁,就是要克服这层空气阻力,那该怎么做到呢?
看看飞机就知道了,飞机为了克服空气阻力会爬升到上万米的高空,这里
空气密度只有地面的1/3
,客机能稳定维持在
800到1000公里的时速
的飞行。但列车紧贴地面,如何减少空气密度呢?
答案也简单:
抽真空
。航天科工团队专门为超级高铁设计了
全封闭管道
,抽走管道内大部分空气,打造低真空环境,搭配减少阻力的流线型车身。这么一来,同速度下的
空气阻力只有传统高铁的3%
。再配合直线电机,持续输出
电磁推力
,列车就能像炮弹一样在管道内加速飞驰,理论上能达到4000公里每小时的贴地极速。
那有人就好奇了:
速度这么快,人坐在里面受得了吗?
大可放心,人体怕的从来不是超高速,而是
加速度
,也就是咱们俗称的推背感。按照介绍,超级高铁起步阶段,会严格
按照人体能承受的加速度
,缓慢加速。等达到目标速度,就保持不变。
在
匀速下行驶
,人体只能感受正常重力,
不会产生额外推力
。这就好比地球自转,时速明明有上千公里,却因为匀速转动,身处其中的我们却毫无察觉。
目前官方给超级高铁设计了三个阶段:
第一阶段时速突破1000公里
,已经在2024年成功完成2公里测试。
第二阶段时速2000公里
和
第三阶段4000公里
,仍在加紧攻克。虽然距离商用落地还有很长一段路要走,但未来技术一旦成熟
北京到天津只需3分钟
,横穿整个中国也只需要一个多小时。咱们的交通格局怕是要迎来彻底变革。
参考资料:
1. 马斯克超级高铁梦碎,中国却破解核心难题——环球时报
2. 卢春房:中国高速铁路创新与发展——人民日报
3. 15分钟从杭州到上海?超级高铁要来了?记者进行了多方考证——澎湃新闻
4. 中国航天科工开始研发“高速飞行列车”:时速超民航客机4倍——澎湃新闻
5. “高速飞车”离我们还有多远——中国军网