“超回路”高鐵可行嗎?
新聞背景
日前,美國傳奇發(fā)明家、億萬富翁埃隆-馬斯克最新公布了一項具有未來派色彩的新型交通系統(tǒng)設(shè)計方案——Hyperloop(超回路)。這種極速交通系統(tǒng)由管道和車艙構(gòu)成,可在接近真空的管道里將乘客艙“彈射”出去,速度可達到每小時700英里(約合每小時1126公里),超過音速。如果乘坐超回路,乘客從洛杉磯到600公里外的舊金山只需要約30分鐘。
就像游覽迪斯尼的“太空山”
馬斯克說:“超快旅行的唯一選擇就是在地上或者地下建造一條管道,同時讓管道擁有一種特殊的環(huán)境。”
馬斯克的想法來源于氣動導(dǎo)管,就是那種發(fā)射裝有文件的囊型容器,在辦公樓各樓層之間傳遞文件。在馬斯克提出的設(shè)想中,這個囊變成了車艙,用于搭載人員甚至于汽車,在低壓管道內(nèi)快速穿行。這種設(shè)計能夠?qū)⑼牧鹘抵磷畹屯瑫r讓速度最大化。
按著馬斯克的描述,超回路的設(shè)計就像是一支“散彈獵槍”,在幾乎沒有空氣存在的管道內(nèi),把一粒粒的囊型車艙發(fā)射出去。超回路采用磁加速,磁鐵同時還能對車艙起到固定作用。隨著速度的提升,車艙會在氣墊上飄浮,與空氣曲棍球臺類似。每個車艙可以容納6到8名乘客。整個過程就像游覽迪斯尼樂園的“太空山”火箭車一樣。
通過將太陽能電池板安裝在管道頂部,超回路能夠產(chǎn)生遠遠超過需求的電量。太陽能電池板所發(fā)電量將存儲到電池組中,以備夜間或者遭遇多云天氣時使用。
可抵御地震等自然災(zāi)難
超回路系統(tǒng)的安全性令人們十分關(guān)注。比如,它是否能夠抵御地震等自然災(zāi)難的襲擊?
為了消除這種疑惑,馬斯克強調(diào),整個管道系統(tǒng)的建造必須符合抗震建筑要求,同時,不受風(fēng)力、冰雪、大霧和降雨等自然氣候影響。
由于推進系統(tǒng)是整個管道的一部分,從設(shè)計上每個部分都有速度限制,并且乘客艙都是完全包含在管道中,出現(xiàn)類似列車的出軌現(xiàn)象是不太可能的。此外,每個乘客艙都處于加壓狀態(tài),安裝有氧氣罩和緊急剎車系統(tǒng)。通常每個艙之間的安全距離是5公里,從洛杉磯到舊金山一共可以安裝約70個艙,平均每隔30秒一個班次。
對于短距離運輸,超回路比飛機更具優(yōu)勢,因為該系統(tǒng)不需要將時間浪費在上升和降落過程上。比如,從洛杉磯至舊金山600多公里的路程,超回路只需30分鐘便能到達,是乘坐飛機時間的一半。
成本比飛機、高鐵更低廉
按著馬斯克的設(shè)想,首個超回路運輸系統(tǒng)將沿著加利福尼亞州5號州際高速公路建造,大概需要7至10年時間,最早將于2020年面世。
據(jù)稱,建造超回路運輸系統(tǒng)預(yù)計需要60億至100億美元,不足加利福尼亞州高鐵項目預(yù)算的十分之一,運行速度卻是加利福尼亞州高鐵的6倍,同時,同等路程票價比飛機票便宜許多,從洛杉磯至舊金山,每位乘客票價只需約20美元。
馬斯克稱,超回路采用高架結(jié)構(gòu),從理論上避免了占地問題。多數(shù)管道都是沿著加利福尼亞州5號州際高速公路建造,不會占用太多土地。
更適合1600公里之內(nèi)的城市之間建造
據(jù)稱,在洛杉磯與舊金山之間修建一條時速210公里的高速鐵路的計劃公布之后,馬斯克開始思考超級回路的想法。他說:“加州高鐵的計劃讓人感到失望。乘坐高鐵比乘坐飛機還糟糕。這里是硅谷和噴氣推進實驗室的所在地,取得過一系列令人難以置信的成果,這樣一個地方怎么能夠選擇建造成本高,速度慢的高鐵?”
馬斯克稱,這種超回路運輸系統(tǒng)將帶來交通運輸?shù)母锩宰兓?,是繼飛機、火車、汽車、輪船之外的“第五種交通工具”。從目前的設(shè)計來看,這種系統(tǒng)僅適合于相隔1600公里兩個城市之間的交通運輸,超過這一距離,盡可能還是選擇航空運輸。
人物
馬斯克:我的目標(biāo)是在火星上退休
如果“超回路”設(shè)想出自別人口中,可能難以受到重視。但馬斯克則不同,他有把奇思妙想變成現(xiàn)實應(yīng)用的一系列成功記錄。例如,他曾創(chuàng)建在線支付服務(wù)“貝寶(PayPal)”、豪華電動車企業(yè)——特斯拉汽車公司和私人太空運輸企業(yè)——太空探索技術(shù)公司(SpaceX)。他鑄造了科學(xué)和商業(yè)界的傳奇,還是科幻電影《鋼鐵俠》中托馬-斯塔克的人物原型。
現(xiàn)年41歲的馬斯克在南非出生,很小的時候就開始自學(xué)編程和軟件設(shè)計,在他12歲那年,馬斯克成功設(shè)計、銷售了自己開發(fā)的首個視頻游戲。長大后,馬斯克先后在加拿大、美國學(xué)習(xí)金融和物理學(xué),并在硅谷扎根。
專家們指出,馬斯克的經(jīng)驗?zāi)軌驇椭挠媱澇蔀楝F(xiàn)實。倫敦帝國學(xué)院的物理學(xué)家馬丁-阿切爾表示:“超回路是一個擁有很長歷史的科幻想法,但埃隆-馬斯克恰恰是一個能夠讓它變成現(xiàn)實的人。他制造出高速特斯拉電動汽車,這是很多人此前認為不可能的事情。他還是SpaceX公司的領(lǐng)導(dǎo)者,這是目前唯一一家制造出成功與國際空間站實現(xiàn)對接的商業(yè)飛船的制造商。”
超回路計劃之所以備受青睞,是因為到目前為止沒有跡象表明馬斯克會失敗。馬斯克表示,他希望其他人能夠建造出由他設(shè)計的超回路交通系統(tǒng)。
然而,超回路并不是馬斯克的終極目標(biāo),他說:“我會在火星退休!”
馬斯克說,世界上擁有航天器發(fā)射和回收技術(shù)的只有美國、俄羅斯、中國,以及自己經(jīng)營的SpaceX公司。他的理想是盡早實現(xiàn)人類登陸火星。
質(zhì)疑
馬斯克的設(shè)想公布以后,在引起各方關(guān)注的同時,自然也招來一些質(zhì)疑的聲音。
問題1:應(yīng)對恐怖襲擊能力差
雖然超回路包含著完善的安全系統(tǒng),從氧氣面具、緊急剎車以及每個乘客艙的可伸縮車輪,但并不能完全保證不受一些故障的影響,例如:動力故障、備用電池組問題等。對超回路系統(tǒng)而言,必須每隔兩分鐘或者高峰客流量時期每隔30秒,彈射一個車艙,其運行速度、發(fā)車間隔以及每個乘客艙間隔的距離都是確定好的,一旦出現(xiàn)不可預(yù)知的故障,將會是怎樣的狀況呢?
更何況,如果超回路系統(tǒng)遭到恐怖主義分子控制,或者對管道系統(tǒng)發(fā)射攻擊型遠程火箭,其殺傷力和破壞力遠超過其它幾種交通方式。
問題2:解決散熱、風(fēng)壓不可靠
能量分析專家山姆-杰夫指出,乘客艙壓縮空氣,向下或者逆向排出,所有空氣壓縮均會產(chǎn)生大量的熱量,這將導(dǎo)致乘客艙和相應(yīng)的儀器設(shè)備遭受損壞。馬斯克的解決方案是在每個乘客艙中添加一個水箱,它能夠吸收熱量,并轉(zhuǎn)化為水蒸氣。但是乘客艙僅有幾立方米空間實現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)換,具體運行時熱量轉(zhuǎn)換率并不高,這意味著必須增大水箱容量,但是馬斯克并未考慮到這些因素。
另一方面,任何高于地面30米的結(jié)構(gòu)體都會承受大量的風(fēng)壓應(yīng)力。超回路系統(tǒng)的管道結(jié)構(gòu)是混凝土建筑體,但是長期承受風(fēng)壓應(yīng)力,未來是否會出現(xiàn)安全隱患?
問題3:成本可能被低估
馬斯克宣稱超回路系統(tǒng)只是加利福尼亞州高鐵項目成本的十分之一,但是一些專家分析指出,超回路建造成本被嚴重低估。
依據(jù)馬斯克的規(guī)劃方案,超回路多數(shù)部分是沿著加利福尼亞州高鐵線路建造的,因此建造成本較低,但出于各種因素,其它城市的超回路系統(tǒng)建造不一定能夠沿著高鐵線路,或許當(dāng)前談及的60億美元的建造成本只是紙上談兵。
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