Hyperloop

很快,这种令人兴奋的高速列车可能会成为现实,而且不只是在地球上。

Hyperloop概念
Hyperloop概念。

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新的运输系统

超级高铁(Hyperloop)是特斯拉和SpaceX提出的一种新型运输方式,用来描述一种开源的vactrain(利用管道或隧道来减少空气阻力的高速列车)。这种管道系统应该可以让旅行没有空气阻力,没有碰撞,比火车或飞机更快,而且节能。它叫"hyperloop因为它会形成一个循环。该系统将减少旅行时间和电力消耗。在2012年由Elon Musk在美国,最初的概念包括在空气轴承上承载加压胶囊的管道,由轴向压缩机和线性感应电机驱动。

Hyperloop内部运作
Hyperloop内部运作。

图片来源:https://en.wikipedia.org/wiki/Hyperloop#/media/File:Hyperloop_all_cutaway.png

百年梦想

超级高铁的灵感来自于火车穿越有百年历史的疏散通道。埃隆·马斯克在加州的PandoDaily活动上提到了这种“第五种交通方式”。后来,这个系统被戏称为“协和式飞机(一种喷气式飞机)、轨道炮和空气曲棍球桌的混合体”。官方的Hyperloopα这个概念于2013年发布,提出了一条从洛杉矶到旧金山湾区的路线。超级高铁将以760英里/小时(1200公里/小时)的速度运行,大约35分钟就能走完这段距离。

日本磁悬浮列车
日本磁悬浮列车。这个模型启发了vactrain的概念。

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概念设计

发展高铁的主要困难是摩擦而且空气阻力,当物体接近高速时,两者都会增加。理论上,vactrain通过在真空管或部分真空管中使用磁悬浮列车来消除这些问题。然而,由于高成本的系统和维护,vactrain从未实现。超级高铁的概念是基于适当设计的“胶囊”或“吊舱”,通过一根保持部分真空的钢管。这种机制类似于冰球悬浮在空气曲棍球桌上(马斯克说过),比轮式列车更快。胶囊可以通过安装在管道上的直线感应电机进行加速或减速。从而消除了滚动阻力,减少了空气阻力,从而使胶囊在滑行时消耗的能量很少。

Hyperloop胶囊的概念。
Hyperloop胶囊的概念。轴向压缩机在前部,其次是中间的乘客舱。后面的电池舱支撑着太空舱。

图片来源:https://en.wikipedia.org/wiki/Hyperloop#/media/File:Hyperloop_capsule.svg

不仅在地球上

马斯克提出的另一种未来主义用法是采用这种旅行系统火星.这颗红色星球的大气密度约为海平面地球的1%,因此火星的空气阻力明显较低。这意味着在这个星球上假设的超级高铁不需要管道,只需要轨道。

太阳系外行星旅行社
系外行星旅游局,“去太阳系外旅行”,来自Nasa。

图片来源:https://search.creativecommons.org/photos/8c391031-19e7-45fa-bf33-729819ea36d7通过NASA戈达德照片和视频

信息来源:
https://en.wikipedia.org/wiki/Maglev#History
https://en.wikipedia.org/wiki/Hyperloop#Theory_and_operation
https://www.physicsclassroom.com/class/newtlaws/Lesson-3/Free-Fall-and-Air-Resistance
https://en.wikipedia.org/wiki/Vactrain#18th_century

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