Hyperloop

很快,这种令人兴奋的高速火车可能会成为现实,而且不仅仅是在地球上。

Hyperloop概念
Hyperloop概念。

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新的运输系统

Hyperloop新的交通工具,用于描述一个开源vactrain(高速列车使用管或隧道,以减少空气阻力)提出的特斯拉和SpaceX。这种管道系统应该使旅行无空气阻力,无碰撞,比火车或飞机更快,而且节能。它叫做"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年首次被提及Elon Musk在美国,最初的概念包括管道,加压胶囊在空气轴承上运行,由轴向压缩机和直线感应电机驱动。

超级高铁内部工作原理
超级高铁的内部运作。

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

一个世纪的梦想

超级高铁的灵感来自于火车在有百年历史的疏散管道中穿行的想法。埃隆·马斯克在加州潘杜日报的一次活动上提到了这种“第五种交通方式”。后来,这个系统被戏称为“协和式飞机(一架喷气式飞机)、轨道炮和空气曲棍球台的混合体”。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。该超级高铁将能够以760英里每小时(1200公里每小时)的速度运行,全程大约需要35分钟。

日本磁悬浮列车
日本磁悬浮列车。这一模式启发了vactrain的概念。

图片来源:https://search.creativecommons.org/photos/af19b055-300d-446a-87ed-4d6c233862a6通过tataquax

概念设计

发展高速列车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,真空列车通过在疏散或部分疏散的管道中使用磁悬浮列车来解决这些问题。然而,由于系统的高成本和维护,vactrain从未实现。超级高铁的概念是基于经过适当设计的“胶囊”或“豆荚”,在保持部分真空的钢管中运行。这种机制类似于冰球悬浮在空气曲棍球桌上的方式(正如马斯克所说),它的速度比轮式火车更快。太空舱的加速或减速要归功于位于管道沿线的线性感应电机。这样就消除了滚动阻力,减少了空气阻力,使胶囊滑行耗能小。

超级高铁胶囊概念。
超级高铁胶囊概念。前面是轴向压缩机,中间是乘客舱。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

不仅仅是在地球上

马斯克建议的另一个未来用法是采用这种旅行系统火星。这颗红色星球的大气密度在海平面上大约是地球的1%,因此火星的空气阻力要低得多。这意味着在这个星球上假设的超级高铁不需要管子,只需要一个轨道。

系外行星旅游局
系外行星旅游局,来自Nasa的“太阳系外之旅”。

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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