全球化互联互通新思考
2019-05-14徐宗芝
文/徐宗芝
“一带一路”倡议顺应并推动经济社会全球化的时代浪潮。在经贸往来和人文交流等发展中,要求人流、物流和信息流,能高度快速有效地全球互联互通,这对交通运输和信息通信技术提出了更高要求。
作为软联通的信息流网络,由于通信技术的飞速发展,可将大容量信息以光的速度通过全球互联网传播,使诺大的地球缩小为一个地球村。
天涯成比邻,世界正被带入手机之中。而以交通运输网络连贯的人流物流硬联通,则与之呈现明显反差。
以电子商务为例,利用手机通过信息流,可以分、秒计完成全球的购物活动。但货物到手,则随距离的不同,可能需要数小时,数日甚至数星期之久。物流速度慢,成为全球化电商的短板。
现有最快的民用客货运输为航空运输,时速最大约1000公里的亚声速。基于该航速而定的我国智能物流骨干网的使命,是全国24小时,全球72小时必达。从需求来看,当然是越快越好。不仅如马云说的,“要让挪威的三文鱼早上捕完,晚上就能够送到杭州”。而且还要让纽约唐人街的华人,中午就能吃到早晨快递来的桂林米粉。因此,速度和时效性仅受到科技条件的限制。
按航天学,第一宇宙速度(7.9公里/秒,或时速28000公里)是全球两地间飞行速度的极限值。达到或超过该速度,运载器将会环绕地球运行,如人造卫星等航天器;低于该速度才会以亚轨道跨越空天飞回地面,如洲际弹道导弹。因此,如果借鉴弹道导弹的飞行模式,则全球硬联通速度的提高,将会有近30倍以下的潜力可待挖掘。也就是说,如果洲际导弹可在一小时内攻击到全球,那么,跨洲际的全球运输,也可在一小时内把货物和人员运输到全球。这是一项具有重大意义的科技创新工程。
然而,洲际导弹是依靠昂贵的多级火箭发射的一次性武器,民用的洲际运输是承受不了的。为了实现快速、低成本、高效益的全球运输,必须另辟蹊径,寻找廉价高效的能源和动力装置。
运用电能,以电磁力作为动力的电磁发射技术,将是代替化学能火箭发射的有效途径。作为从各种一次能源转换而来的优质二次能源,电能具有化学能无可比拟的可大功率传输,易于变化和控制且经济环保等优点。基于电磁力加速原理的电磁发射技术、用于电磁炮的研究已有上百年历史了,近年来,更在一些大国竞相研发。笔者认为,电磁发射技术用于民用弹道飞行运输比用于电磁炮更能发挥其技术优势和潜力。因为在强大功率的提供和加速行程的保障等方面,所受限制较小,不像电磁炮受武器平台机动性要求的严重制约。
电磁能与航空航天技术相结合,将大大提高飞行运输效能,可开创一种新的快速,低成本和高效益的全球空天运输方法和系统。
理论估算表明,电磁发射耗能成本远低于火箭发射,例如发射一吨重的卫星,仅需几万元的费用。而低于此费用,还可将同样质量的弹头或运载器,沿亚轨道运送到万里之外的地球另一端。这得益于不仅电能价廉,飞行轨道大部分处于可忽略阻力的近似真空的太空,而且发射的主要为有效载荷,不像火箭发射的绝大部分为一次性使用的非有效载荷。
在加速行程及峰值功率的保障方面,所估算的要求也都是可能达到的。
借鉴军用弹道导弹的发射方式和技术,按发射点到目标的距离和方位,计算设计诸元并编程控制的方法,转为民用电磁发射的飞行运输,将是军民融合的一项重大应用。在再入大气层时,可采用滑翔飞行,以增大航程和落点精度。也可仿效多弹头分导技术,通过精确导航制导和人工智能等技术,提高分别自动投送的能力。
电磁发射与现有航空航天飞行器动力的组合,还可有效发挥其互补优势。如用于飞机的起飞,可降低起飞成本和增加环保效益。为冲压和超燃冲压发动机提供所需的起始速度,实现超声速或高超声速的有效快速运输。以及与火箭发动机组合,提高在近地亚轨道的飞行效能等。
随着物流、人流硬联通速度的突破和时效性的飞跃,全球将成为一日甚至数小时的交通经济生活圈。地球村不再冷冷清清,缺乏人气,而变成有五光十色的街道,琳琅满目的商店和熙熙攘攘的行人,好一个繁华的地球市了。
从地球村到地球市,让天下一家、世界大同的人类命运共同体梦想早日实现。