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[科普中国]-超回路列车

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超回路列车(英语:Hyperloop)是一种高速运输系统,目前正在研发阶段,由企业家伊隆·马斯克推动,预定在美国建造,灵感来自于北加州高速铁路的工程缓慢。这套系统的运输舱运行于减压、近真空的管路中,以太阳能供应的电磁悬浮原理轨道中行驶,运输舱则使用线性感应马达和空气压缩机推进。

简介超回路列车的初步设计文件在2013年8月向大众公开,其中记载了仅供载客的版本造价为60亿美元,而能同时提供载客和车辆运输的版本造价则为75亿美元,也就是指说只有高速铁路的十分之一。多位运输工程师在2013年对规划中的加州路线预算提出质疑,评估建设的规模和科技的不确定风险后,质疑者认为预算总金额过低且不切实际。超回路列车在技术和经济上的可行性并未有前例可实证,且仍有许多争论。

初期设计文件中规划了一条概念路线,以洛杉矶区域为起点,开往旧金山湾区,大部分的路线与5号州际公路平行。初步分析显示此路线旅程的总运行时间为35分钟,路线总长354-英里(570-千米),列车平均时速为598英里每小时(962千米每小时),最高时速则为760英里每小时(1,220千米每小时)。

2015年10月下旬,超回路列车运输科技正式宣布将在2016年初开始第一阶段的工程,将在旧金山至洛杉矶间的中段位置,加利福尼亚州金斯郡境内建造一段耗资60亿美元、可运行的正式轨道。1

理论和运行方式超回路列车的运送舱行驶于几乎真空状态的管道中,每舱可搭乘28人,在管道中以电磁悬浮原理推动运送舱高速前进,每舱配有排气系统,减少摩擦力。运送舱前方亦配有大型风扇,吸气排向后方减轻风阻。1

乘坐舒适度考量高速列车转向时会产生一定的向心力,要达到舒适的程度,轨道曲线的半径不可少于9公里,意味系统需要异常地笔直与精确,也不能有山地与都市等障碍物挡住路轨,这限制了超回路列车,特别是在人口分布均匀密集、地势高低起伏多、频发地震的地区的实际应用。

另外近真空的管道系统在建设上难度与成本相对于火车高出不少,相当于隧道的造价,可能导致其单程票价也会在成本问题下不敌航空运输,难以营利与投资建设。车厢空间方面,由于抽气扇设计,车厢前后间距必须很短,多节车也无法以常态存在,对车内载电池的能力要求也很高(管路没有电力线接触,最多只能磁感应),同时还要支持车厢内的封闭维生系统,沿途行车安全出口、停等车站等重要设计考量也尚未构思,亟待解决。1

建造现在名为超回路列车运输科技公司的团队表示,他们已经获得美国加州政府批准,于2016年开始新建一个5英里长的轨道,进行超回路列车概念的实地测试,具体地点位于加州Quay Valley。超回路列车运输科技CEO德克爱尔邦说:“此轨道将使我们能够全面展示所有实施系统,并且通过实际运营,立即开始为我们的股东产出回报。”

目前,伊隆马斯克也计划在德州测试超回路列车,其轨道可能是五英里利福尼亚轨道的缩小版本。伊隆马斯克德州轨道是为了测试超回路列车的物理特性,而加利福尼亚州的轨道是一个毕业设计,旨在测试人类这方面的交通工具。加州这个轨道速度定在200英里每小时,与伊隆马斯克设想的超回路列车760英里每小时的最高速度相去甚远。2

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所