新事物是美好的32:新一代交通系统:超级高铁

继陆、空、海和铁路运输系统之后,下一代运输系统超级高铁将能够以接近地面音速的速度行驶。

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新事物是美好的32:新一代交通系统:超级高铁

继陆运、空运、海运和铁路运输系统之后,正在研发第五个运输系统。让我们来了解一下这个被称为超级高铁的新一代交通系统,它可以以接近地面音速的速度行驶。
2013 年,太空探索技术公司和特斯拉汽车公司首席执行官埃隆·马斯克首次推出了高速滚筒,为我们提供了一种新的交通工具。高速滚筒可以简单地比作防风雨和防撞的无轨列车。有了这项技术,就可以以接近音速的速度行进,而无需升上天空。
这个新系统将比其他交通系统更快,将大大缩短旅行时间。例如,可以在很短的时间内(半小时)从安卡拉前往伊斯坦布尔(约 450 公里的距离)。此外,人们认为,可以在靠近市中心的区域而不是远离城市的区域(例如机场)建造高速滚筒,这样即使在长途旅行中也可以方便运输,甚至可以防止空中运输。 那么它是如何工作的,如何以很快的速度到达的呢?
必须在地面上方或下方建造一个低气压的特殊管道,以便使高速滚筒能够以每小时约 1200 公里的速度行驶。为了确保载有旅客的客舱在这一特殊的管道中能够以非常高的速度行进,则必需减少空气阻力。空气动力阻力,是作用在与客舱运动相反方向的空气阻力,并与速度的平方成正比增加。减少这种摩擦力的方法是降低客舱在其内部移动的管中的气压。 因此,为了通过最小化能量消耗确保非常高的速度行驶,必须尽可能降低管内的气压。
由于高速滚筒的速度能够比高速列车高出三倍以上,所以埃隆·马斯克将高速滚筒旅行比作在一列车上进行的没有湍流的飞机旅行。但是,速度并不是该系统的唯一优势。科学家们还计划将高速滚筒设计为纯电动动力和环保。通过将被安装在管道上面的太阳能电池板,计划生产高速滚筒的运作所需的能源以及更多。太阳能电池板产生的能源的多余部分储藏在电池上,以此确保太阳能电池板在没有足够日照的情况下、比如在阴天或者夜里的旅行中能够使用。依靠这一系统,预计可将减少石化燃料,从而减少环境污染。
 那么,车舱(飞车)是如何在管道中运行的呢?
车舱不像火车那样有轮子。车舱可以在低压管道中悬浮在气垫上行驶。从而消除了由于摩擦引起的能源损失。或者,与磁悬浮列车一样,使用磁悬浮技术使车舱在轨道上升高,在空中运行,
而无需与任何物体接触。使用磁悬浮技术的车舱和安置在轨道上的电磁铁会将车舱保持在空中并推动它们向前。不过,特斯拉汽车公司认为这种方法并不可行,因为这项技术所需的材料非常昂贵。
在高速管道的不同位置安装有由太阳能电池板支持的加速器。通过车舱上的转子,动量从加速器传给车舱。车舱前面的电动空气压缩机将车舱前面积聚的空气输送到车舱的侧面和后面。
这样,车舱前面的摩擦力减小,空气被转移到气垫,确保车舱悬浮在空中。此外,特斯拉汽车公司表示,可以为车舱添加起落架,就像飞机一样,起落架既可以作为通用安全系统,又可以使
车舱在相对较低的速度下轻松运行。
关键词:磁悬浮列车目前在日本和中国使用。
为超级高铁所使用的交通系统尚未确定任何标准。
不同的公司正在致力于实施速度槽系统。其中之一是Virgin Hyperloop 公司,以载有乘客的乘客舱于 2020 年 11 月 8 日在内华达沙漠成功地进行了第一次速度环之旅。但该项目仍需要开发、检查和测试。 埃隆·马斯克和他的团队在过去几年中为开发速度槽系统还发起了 SpaceX Hyperloop Pod竞赛,来自世界各地的学生都可以参加。在这场比赛产生了许多有助于改进系统的新想法。此外,今年在我国举办的TEKNOFEST航空、航天和科技节比赛中也增加了“超级高铁(Hyperloop)开发大赛”类别。
高速槽系统旨在提供安全、经济和超快速的公共交通。此外,它通过减少化石燃料消耗并为保护气候和环境做出贡献,从而提供更可持续的交通系统。另外,速度轮系统还可以改变我们的生活方式。例如,这样可以防止人们迁移到拥挤的城市工作或教育,也可以防止特大城市的过度增大。
资料来源:TUBITAK Science Young 杂志

 



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