管道里的“飞车” 6小时环游世界

肖溪树

说起管道里“飞车”，同学们一定会以为这是科幻小说中的情节。其实，这是科学家正在探索的一种超高速列车，是未来的“超级高铁”。据报道，这种“超级高铁”是我国未来轨道交通技术的重点研究领域之一，并有望在2017年建成“超级高铁”（400千米/小时）试验线。

速度遇到了“天花板”

轨道列车在运行时受到的阻力，主要包括车轮与轨道之间的摩擦阻力以及列车受到的空气阻力。对于高速运行的轨道列车而言，空气阻力是速度的“公敌”。

有资料显示，当列车以时速200千米的速度行驶时，空气阻力占到总阻力的70%左右；当列车以时速500千米以上的速度行驶时，空气阻力则占到总阻力的95%以上。随着列车速度的增加，能耗和气动噪声都会显著提高。有研究认为，在地表稠密的大气层中运行的高速交通工具，其最高经济时度不超过400千米。目前轮轨交通中的高铁最高运营时速为350千米，研制下一代高速列车需要在应对空气阻力上做足文章。

科学狂人“破解之策”

既然空气阻力是速度的“公敌”，那么让列车运行在真空管道中不就没有空气阻力了吗？这不失为一个釜底抽薪的办法。

素有“硅谷钢铁侠”之称的埃隆·马斯克，是一个涉足航天和汽车、能源三大领域的科技狂人。201 3年，埃隆·马斯克提出了“超级高铁”的概念。他设想的“超级高铁”是一种以“真空管道运输”为理论核心设计的新型交通工具，主要由双向管道和“运输舱”组成，预期的速度为每小时1120千米，比飞机的速度还要快一些。“运输舱”穿梭于全封闭的真空系统之中，可以使用太阳能作为驱动力。

真空管道运输的核心技术包括运输管道、载人舱体、真空设备、悬浮部件、弹射和刹车系统等。尽管各项技术都具有相应成熟的模式，但是真空管道运输作为一个完整的技术系统仍然需要进行系统的研究。

异想天开的“胶囊列车”

“超级高铁”的“运输舱”因为外形像是一个特制的胶囊，所以还有一个十分萌的名字——“胶囊列车”。“胶囊列车”作为一种先进的交通工具，其特殊性就在于运行在真空管道之中。所以，“胶囊列车”也被称为“真空管道列车”。

“胶囊列车”为铝质材料制成，长达4.87米，高约1.5米，重约183千克。把“胶囊列车”置于钢铁管道之中，然后将管道抽至真空状态。真空管道运输线路由两根管道组成，管道内径1.5～2.0米，并抽成一定的真空。

管道运输线路每30米設置一个桥塔作为支撑，并每隔一定的距离设置一个真空泵站以及车站。在管道上方全程覆盖太阳能板，从而用太阳能为运输系统提供能源。在工作时，“胶囊列车”“飘浮”于真空的管道中，再利用弹射装置把“胶囊列车”加速到一定的速度，然后沿着管道一直运行至目标站。

2016年5月11日，美国“超回路1号”公司在内华达州的沙漠中完成了首次推进系统公开测试。这场测试全程为直线设计，测试长度大约为5千米，大概持续了4秒钟……尽管“胶囊列车”还面临很多技术方面的难题，但是管道高铁还是向前迈出了重要一步。

拒绝空气的N个理由

“超级高铁”之所以选择管道真空，自然有其科学的考量。其中，提高交通速度是一个最核心的理由。“胶囊列车”在封闭的真空管道中运行，几乎不存在与空气的摩擦力，并且利用悬浮式推进系统，因此也不存在列车与轨道的接触。这样一来，实现“胶囊列车”的高速行驶在理论上就不存在障碍了。

马斯克预期的速度为每小时1120千米，甚至理论上的时速可以达到20000千米。如果按中期目标时速为6500千米计算的话，环游世界也就需要6个小时。

“超级高铁”作为下一代高速运载工具，希望能从根本上减少或消除空气阻力。采用铺设真空管道的办法，则可以解决一系列空气动力学方面的问题，因此列车可在维持高速的同时，保证列车的舒适性和能耗的经济性。

“飞车”离我们还有多远

从理论上来说，“胶囊列车”只在启动阶段和减速阶段才需要消耗动力，因此耗能是非常低的。同时，在封闭的真空管道中运行，不会造成噪声污染，也不易受到攻击，更不受外界气候条件影响。

真空管道运输作为一种面向未来的运输方式，具有极其美好的发展前景。然而，要让真空管道运输走进百姓的生活，还有很长的路要走。

其实，我国在十几年前就开始了对真空管道运输的研究。201 1年，我国研制开发了全球首个真空环形管道磁浮列车试验系统：201 6年，我国“超级高铁”系统完成第二阶段调试……在2017年前后，我国将建成首条真空管道高速（400千米/小时）试验线。具有中国特色的“超级高铁”一旦完成从试验到商用的跨越，那么将是中国对人类的又一大贡献。