



火車與飛機,哪個速度更快?大概我們想也不用想就能給出答案,肯定是飛機快呀!然而,美國研究人員告訴我們,正在研制的真空管列車可以快過飛機。這款新型列車的速度甚至可突破音障,達到6 500千米的時速,相當于5倍多的音速,比絕大多數戰斗機的速度還要快。
真空消除音障
真空管列車為何能遠遠快于飛機?其訣竅不在于車輛本身的先進設計,重要的是道路的設計。我們知道,無論交通工具是在地面、軌道或空中行駛,它所耗費的動力中很大部分用于克服空氣的阻力,而且速度越快,空氣阻力越大。當交通工具的速度接近音速(約340米/秒)時,交通工具前方的空氣因來不及散開而受到壓縮,密度、溫度突然增加,極大地阻礙交通工具向前行駛。這就是令研究人員十分頭疼的音障。
高速列車速度越快,噪聲越大,對環境影響也就越大,超越音速時甚至會產生駭人的聲爆。因此,目前正在運營的地面交通工具,商業運營時速很少超過500千米。要發展超音速交通工具,如何克服音障和聲爆是一個重要問題。從理論上說起來,解決這個問題十分簡單,那就是消除阻礙交通工具前行并會產生音障和聲爆的空氣。也就是說,讓交通工具在真空中運行,速度就可以越來越快,并達到數倍音速。最早提出真空管列車構想的研究人員是美國的達里爾·奧斯特。1997年他就提出了相關構想,并申請了專利。
6小時環游地球
近年來,奧斯特逐步完善了真空管列車的構想,設計出了圖紙,提出了一些技術難題的解決方案。按照設計,真空管列車靠磁懸浮來抵御重力,可在管道中懸浮著快速前進。真空管列車一旦建成,時速有望達到6 500千米。乘坐這樣的高速列車,從美國東部的紐約到西部的好萊塢,只需要45分鐘。從美國紐約到中國北京,只需要2小時。即使環繞地球一圈,也只需要6小時。而100多年前, 80天環游地球還只是科幻小說中的故事。
由于列車運行的管道被抽成了真空,一旦列車漏氣,乘客就有窒息身亡的危險。因此,列車采用了與飛機類似的密封系統,車內的空氣不會泄露,乘客在列車運行途中也不可能打開車門。真空管列車的外形設計成長筒狀,在管道鐵路中運行起來更加流暢。數節車廂組成一個隊列,每節車廂卻是獨立行駛,其中只有乘客沒有司機,完全智能化行駛。每節車廂不大,凈重183千克,長度只有5米左右,內部寬度2米左右,可乘坐4~6人。由于車廂較小,運行時間一般都在2小時以內,列車上也沒有乘務員。
其實,交通工具在真空中可以高速運行對專業人員來說是眾所周知的事情。不過,目前只有中國、美國和瑞士的研究人員在從事真空運輸的研究。瑞士研究人員在幾年前提出了全封閉真空高速公路的設想,并讓一種全封閉汽車在其中飛馳,時速可達600千米。中國西南交通大學的研究人員在2010年表示,他們正在研制真空磁懸浮列車,未來時速可達1 000千米,理論上可達20 000千米。不過,這項技術并非自主創新,他們引進的正是奧斯特的技術。
成本較現有鐵路低
由于真空管道是密封的,列車在其中運行不會受到地域和天氣的影響,比現有的各種交通工具有明顯的優勢。
把列車運行的道路封閉起來,并抽成真空,聽起來夠玄的。不過奧斯特認為真空管在技術方面即將完善,而且修建成本不高。按照他的估算,真空管鐵路的成本只有高速鐵路成本的十分之一,甚至比普通鐵路成本還低,只有普通鐵路的四分之一。既然成本低、速度快,那還等什么,馬上就建吧!事情哪有那么簡單!一項新的交通方式從設想到成熟,從小規模試驗到大規模推廣,樂觀估計也至少需要二三十年的時間。
奧斯特正在尋找真空管列車系統的投資人,希望在20年內建成試驗性管道。如果世界各地在未來都修建這種列車所需的真空管,形成密布的真空管交通網絡,那么世界各地的人相互往來大多能在2小時內完成,出國就像串門一樣簡單。到了那時,“地球村”的夢想就真的能實現了。