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“超回路”高铁可行吗?
 更新时间:2021-12-08 11:34:10

新闻背景

日前,美国传奇发明家、亿万富翁埃隆-马斯克最新公布了一项具有未来派色彩的新型交通系统设计方案——Hyperloop(超回路)。这种极速交通系统由管道和车舱构成,可在接近真空的管道里将乘客舱“弹射”出去,速度可达到每小时700英里(约合每小时1126公里),超过音速。如果乘坐超回路,乘客从洛杉矶到600公里外的旧金山只需要约30分钟。

就像游览迪斯尼的“太空山”

马斯克说:“超快旅行的唯一选择就是在地上或者地下建造一条管道,同时让管道拥有一种特殊的环境。”

马斯克的想法来源于气动导管,就是那种发射装有文件的囊型容器,在办公楼各楼层之间传递文件。在马斯克提出的设想中,这个囊变成了车舱,用于搭载人员甚至于汽车,在低压管道内快速穿行。这种设计能够将湍流降至最低同时让速度最大化。

按着马斯克的描述,超回路的设计就像是一支“散弹猎枪”,在几乎没有空气存在的管道内,把一粒粒的囊型车舱发射出去。超回路采用磁加速,磁铁同时还能对车舱起到固定作用。随着速度的提升,车舱会在气垫上飘浮,与空气曲棍球台类似。每个车舱可以容纳6到8名乘客。整个过程就像游览迪斯尼乐园的“太空山”火箭车一样。

通过将太阳能电池板安装在管道顶部,超回路能够产生远远超过需求的电量。太阳能电池板所发电量将存储到电池组中,以备夜间或者遭遇多云天气时使用。

可抵御地震等自然灾难

超回路系统的安全性令人们十分关注。比如,它是否能够抵御地震等自然灾难的袭击?

为了消除这种疑惑,马斯克强调,整个管道系统的建造必须符合抗震建筑要求,同时,不受风力、冰雪、大雾和降雨等自然气候影响。

由于推进系统是整个管道的一部分,从设计上每个部分都有速度限制,并且乘客舱都是完全包含在管道中,出现类似列车的出轨现象是不太可能的。此外,每个乘客舱都处于加压状态,安装有氧气罩和紧急刹车系统。通常每个舱之间的安全距离是5公里,从洛杉矶到旧金山一共可以安装约70个舱,平均每隔30秒一个班次。

对于短距离运输,超回路比飞机更具优势,因为该系统不需要将时间浪费在上升和降落过程上。比如,从洛杉矶至旧金山600多公里的路程,超回路只需30分钟便能到达,是乘坐飞机时间的一半。

成本比飞机、高铁更低廉

按着马斯克的设想,首个超回路运输系统将沿着加利福尼亚州5号州际高速公路建造,大概需要7至10年时间,最早将于2020年面世。

据称,建造超回路运输系统预计需要60亿至100亿美元,不足加利福尼亚州高铁项目预算的十分之一,运行速度却是加利福尼亚州高铁的6倍,同时,同等路程票价比飞机票便宜许多,从洛杉矶至旧金山,每位乘客票价只需约20美元。

马斯克称,超回路采用高架结构,从理论上避免了占地问题。多数管道都是沿着加利福尼亚州5号州际高速公路建造,不会占用太多土地。

更适合1600公里之内的城市之间建造

据称,在洛杉矶与旧金山之间修建一条时速210公里的高速铁路的计划公布之后,马斯克开始思考超级回路的想法。他说:“加州高铁的计划让人感到失望。乘坐高铁比乘坐飞机还糟糕。这里是硅谷和喷气推进实验室的所在地,取得过一系列令人难以置信的成果,这样一个地方怎么能够选择建造成本高,速度慢的高铁?”

马斯克称,这种超回路运输系统将带来交通运输的革命性变化,是继飞机、火车、汽车、轮船之外的“第五种交通工具”。从目前的设计来看,这种系统仅适合于相隔1600公里两个城市之间的交通运输,超过这一距离,尽可能还是选择航空运输。

人物

马斯克:我的目标是在火星上退休

如果“超回路”设想出自别人口中,可能难以受到重视。但马斯克则不同,他有把奇思妙想变成现实应用的一系列成功记录。例如,他曾创建在线支付服务“贝宝(PayPal)”、豪华电动车企业——特斯拉汽车公司和私人太空运输企业——太空探索技术公司(SpaceX)。他铸造了科学和商业界的传奇,还是科幻电影《钢铁侠》中托马-斯塔克的人物原型。

现年41岁的马斯克在南非出生,很小的时候就开始自学编程和软件设计,在他12岁那年,马斯克成功设计、销售了自己开发的首个视频游戏。长大后,马斯克先后在加拿大、美国学习金融和物理学,并在硅谷扎根。

专家们指出,马斯克的经验能够帮助他的计划成为现实。伦敦帝国学院的物理学家马丁-阿切尔表示:“超回路是一个拥有很长历史的科幻想法,但埃隆-马斯克恰恰是一个能够让它变成现实的人。他制造出高速特斯拉电动汽车,这是很多人此前认为不可能的事情。他还是SpaceX公司的领导者,这是目前唯一一家制造出成功与国际空间站实现对接的商业飞船的制造商。”

超回路计划之所以备受青睐,是因为到目前为止没有迹象表明马斯克会失败。马斯克表示,他希望其他人能够建造出由他设计的超回路交通系统。

然而,超回路并不是马斯克的终极目标,他说:“我会在火星退休!”

马斯克说,世界上拥有航天器发射和回收技术的只有美国、俄罗斯、中国,以及自己经营的SpaceX公司。他的理想是尽早实现人类登陆火星。

质疑

马斯克的设想公布以后,在引起各方关注的同时,自然也招来一些质疑的声音。

问题1:应对恐怖袭击能力差

虽然超回路包含着完善的安全系统,从氧气面具、紧急刹车以及每个乘客舱的可伸缩车轮,但并不能完全保证不受一些故障的影响,例如:动力故障、备用电池组问题等。对超回路系统而言,必须每隔两分钟或者高峰客流量时期每隔30秒,弹射一个车舱,其运行速度、发车间隔以及每个乘客舱间隔的距离都是确定好的,一旦出现不可预知的故障,将会是怎样的状况呢?

更何况,如果超回路系统遭到恐怖主义分子控制,或者对管道系统发射攻击型远程火箭,其杀伤力和破坏力远超过其它几种交通方式。

问题2:解决散热、风压不可靠

能量分析专家山姆-杰夫指出,乘客舱压缩空气,向下或者逆向排出,所有空气压缩均会产生大量的热量,这将导致乘客舱和相应的仪器设备遭受损坏。马斯克的解决方案是在每个乘客舱中添加一个水箱,它能够吸收热量,并转化为水蒸气。但是乘客舱仅有几立方米空间实现热量转换,具体运行时热量转换率并不高,这意味着必须增大水箱容量,但是马斯克并未考虑到这些因素。

另一方面,任何高于地面30米的结构体都会承受大量的风压应力。超回路系统的管道结构是混凝土建筑体,但是长期承受风压应力,未来是否会出现安全隐患?

问题3:成本可能被低估

马斯克宣称超回路系统只是加利福尼亚州高铁项目成本的十分之一,但是一些专家分析指出,超回路建造成本被严重低估。

依据马斯克的规划方案,超回路多数部分是沿着加利福尼亚州高铁线路建造的,因此建造成本较低,但出于各种因素,其它城市的超回路系统建造不一定能够沿着高铁线路,或许当前谈及的60亿美元的建造成本只是纸上谈兵。

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