“鋼鐵俠”能否再次震驚世界?
天才創(chuàng)業(yè)冒險家埃隆·馬斯克(Elon Musk)是現(xiàn)實里的“鋼鐵俠”。他打造出世界上最大的網(wǎng)絡(luò)支付平臺PayPal,完成了歷史上第一次由私人公司發(fā)射火箭的壯舉,與此同時他也造出了全世界最好的電動汽車特斯拉。如今世界上只有四個國家和個人掌握了衛(wèi)星發(fā)射及回收技術(shù):俄羅斯、美國、中國和埃隆·馬斯克。
2013年,馬斯克又發(fā)表了令人震驚的高速運輸概念:Hyperloop超級高鐵。一種最高時速可達約1233公里的真空管道運輸列車,從舊金山至洛杉磯的車程僅為35分鐘。近日,超級高鐵的艙內(nèi)設(shè)計曝光,從設(shè)計圖中可以看出超級高鐵的項目日前取得了很大的進展。
馬斯克開展這個項目的一個直接原因是,他認(rèn)為目前美國加利福尼亞州的高鐵是廢物,并稱之為世界上最慢最貴的高鐵?!罢婵展艿肋\輸”的想法最初是由機械工程師達里爾·奧斯特在上世紀(jì)90年代提出來的,他在1997年的時候獲得了這項技術(shù)的專利。在此基礎(chǔ)之上,馬斯克提出了“超級高鐵”的理論,并貢獻了更多的設(shè)計細節(jié)。
將時間遠遠甩在身后
馬斯克提出的超級高鐵是協(xié)和式飛機、軌道炮和空氣曲棍球臺的結(jié)合體。這一新型的交通系統(tǒng)的主要特點是:速度更快、成本更低,可持續(xù)自主供電,同時也更安全。比如,它可以抗震,運行中免遭天氣的影響。它的速度會比現(xiàn)在的子彈頭列車快三四倍,也可以達到兩倍于目前飛機的速度。
在超級高鐵概念中,人們乘坐的交通工具是一個類似膠囊一樣的容器,通過真空管道進行點對點傳送。這種膠囊型的管道能夠相當(dāng)便利地在建筑內(nèi)運輸小物件,因而也被廣泛地用于醫(yī)療和工業(yè)用途。馬斯克認(rèn)為,同樣的原理也可以應(yīng)用在交通系統(tǒng)中。在他的設(shè)想中,“膠囊”變成了車艙,乘客將會坐在車艙中,沿著空氣軌道在一個封閉的管道中被“發(fā)射”出去。這條管道會保持部分真空,使得車艙在運行時的空氣阻力大幅降低。
由于推進系統(tǒng)是整個管道的一部分,從設(shè)計的層面看,每個部分都有速度限制。同時,車艙完全被包裹在管道中,以避免出軌。所有乘客艙也都處于加壓狀態(tài),內(nèi)部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37公里。
超級高鐵采用低壓空氣和磁加速相結(jié)合的方式運行,磁鐵還能對車艙起到固定作用。隨著速度的提升,車艙會懸浮在一層氣墊之上。馬斯克稱,相比現(xiàn)在昂貴的機票價格,超級高鐵這個項目能夠把從舊金山至紐約的旅行費用降低至100美元。
從這次曝光的設(shè)計圖總可以看到,旅客車艙包括頭等、公務(wù)及經(jīng)濟標(biāo)準(zhǔn),座位參考了航空倉位的設(shè)計。比如頭等車廂擁有更大的空間和更舒適的座椅,用于娛樂的顯示器也更大。有趣的是超級高鐵的車窗系統(tǒng),由于采用封閉式的管道回路設(shè)計,車廂將不具備真正的車窗,而使用屏幕代替,屏幕可模擬各種景色,甚至包括太空漫游,讓整個旅程變得更加有趣,同時乘客也不會因為封閉空間而感到壓抑。
在馬斯克看來,超級高鐵將是距離小于1500公里的兩座高交通流量城市之間最切實可行的解決方案,甚至要優(yōu)于超音速飛機。因為在數(shù)百公里的旅程中,后者的時間幾乎都花費在飛機爬升和降落上。而超級高鐵不必把能量浪費在爬升高度上,而是把所有動能用到加速上,加至最大速度后會放慢一些,減速時能源就開始再生。
超級高鐵的動力供應(yīng)采用的是磁懸浮技術(shù),還配備了太陽能電池板,多余電量可存儲到電池組中,以備夜間或者遭遇多云天氣時使用。即使在不用電池的情況下,超級高鐵也可以運行一周。
事實上,一家名為ET3的公司也在2013年的時候推出過一個類似的項目,名為“Evacuated Tube Transport”。在該公司的設(shè)計中,膠囊容器本身的速度最高可以達到6437公里每小時,每個膠囊重183 kg,長達5米,能夠容納4至6名乘客。
四條設(shè)計路線
按照地區(qū)的不同,超級高鐵的路線可以分為4個部分:洛杉磯Grapevine南段、洛杉磯Grapevine北段、I-5段、舊金山I-580段,其中還會會穿越24公里的隧道。
各段的行駛速度和時間大致如下:
洛杉磯Grapevine南段平均時速為482公里,耗時167秒;洛杉磯Grapevine北段平均時速為893公里,耗時435秒;I-5 段平均時速為1223公里,耗時1518秒;舊金山I-580段平均時速為893公里,進入舊金山灣區(qū)后減速為每小時482公里??偣埠臅r2134秒,約合35分鐘。
沿途共設(shè)了六站,分別為洛杉磯、舊金山、圣何塞、圣迭戈、薩克拉門托 、弗雷斯諾。馬斯克計劃今后再設(shè)立拉斯維加斯站。
面臨的質(zhì)疑和挑戰(zhàn)
很多人對于超級高鐵是否能實現(xiàn)有著很大的懷疑。因為它要處理很多工程問題、路線問題,還要穿過人口稠密的地區(qū)。
首先,超級高鐵無法覆蓋從舊金山市中心到洛杉磯市中心的所有線路。如果考慮安全和旅行時間因素,它并不會比普通高鐵更省時間。此外,馬斯克也沒有解釋超級高鐵將如何穿過舊金山灣。如果把這些因素也考慮進去的話,最終人們搭乘超級高鐵從舊金山前往洛杉磯不會比耗時2小時40分鐘的普通高鐵更快。
其次,超級高鐵的建設(shè)成本至少是馬斯克聲稱的60億美元的10倍。因為超級高鐵的高架橋的建設(shè)成本將遠超于60億美元。同時馬斯克似乎也沒有考慮在穿越舊金山灣時建設(shè)大橋或隧道的成本。如果建設(shè)成本達到600億美元,那與普通高鐵就沒有太大差別。
再次,雖然超級高鐵不違背物理原理,但過快的速度將會令人頭暈?zāi)垦?,乘客有可能遭遇重力加速度所帶來的顯著壓力,更不用說還要應(yīng)對車輛可能出現(xiàn)的翻滾、加速和急剎車等。如此超高的速度將會導(dǎo)致用戶遭遇超重和失重,這種情況遠比當(dāng)前的高鐵和飛機要嚴(yán)重得多。大部分人會因此而感到嚴(yán)重不適。
最后,與高鐵相比,超級高鐵的旅客運力要小很多。超級高鐵每小時的旅客輸送量為3360人,而高鐵和高速公路分別為1.2萬人和4000人。
然而,馬斯克并不認(rèn)為這些是問題,該項目大部分路線都會采用洛杉磯到舊金山之間現(xiàn)有的高速公路路線,而且私有土地也不會受到干擾,人們可以輕松的穿越橋墩去想去的地方。
“鋼鐵俠”能否再次震驚世界?
自從概念提出以來,超級高鐵的設(shè)計一直都處于秘密狀態(tài)。馬斯克希望通過最近發(fā)布的原型設(shè)計向公眾傳遞更多的信息。
至于這個項目是否真能順利完成,現(xiàn)在看還有待觀察。好在馬斯克已經(jīng)完成了多項不可能完成的任務(wù),比如90秒內(nèi)更換特斯拉電池、充電5分鐘完成、火箭發(fā)射出去還能平穩(wěn)回收等等。這些在帶給他“鋼鐵俠”的光環(huán)的同時,也讓人們對他提出對超級高鐵的解決方案異常期待。
雖然距離超級高鐵的商業(yè)應(yīng)用至少還有10年之遙,但是該項目團隊已經(jīng)構(gòu)建出了美國本土、歐洲和亞洲各個地區(qū)可能行得通的虛擬路線網(wǎng)。他們還探究了另一種提供更短傳輸距離的“迷你超級高鐵”的可行性。
盡管這個項目挑戰(zhàn)性特別大,但眾人是柴火焰高。馬斯克表示,他將會把超級高鐵的概念開放給任何人。并且表示,只要不威脅到公司的生死存亡,項目相關(guān)的專利也都可以開放給任何人。
在他看來,交通工程應(yīng)該屬于某個社區(qū),而不屬于某個個人或公司。如果有朝一日,超級高鐵真的從短距離的方式開始出現(xiàn)在人們現(xiàn)實的生活里,那么如今我們所乘坐的任何高鐵將都會成為被淘汰的綠皮火車。