超级列车的现状与发展

美国“科技狂人”艾伦·马斯克又有新的狂想，他这次将目标放在了真空轨道运输领域，在他的“超级高铁”概念中，为乘客们设计了一个类似于胶囊的运输舱，每个“胶囊”可以搭载4到6名乘客。“胶囊”进入真空轨道后，利用磁悬浮技术，会被弹射装置发射出去，由于没有摩擦阻力，“胶囊”会以几千公里的时速进行贴地的超音速“飞行”到达目的地。近日，这样一则关于真空管道磁悬浮列车的新闻吸引了大家的眼球。据介绍，这种磁悬浮列车在真空管道中的运行速度可以达到上千公里每小时，如果列车投产后将会大大缩短人们旅行所需的时间。我们不妨设想一下，每天你都可以从北京出发，只需两个小时的时间就能够到达纽约的公司上班，而大多数人在北京堵车的时间都超过了两个小时；周末的时候，我们可以利用这种新型列车完成一次快速的环球旅行，而我们所需要的乘车时间也仅仅是几个小时而已。

真空环境消除空气阻力

如果这样的真空磁悬浮列车投入使用，其为人类带来的便利是显而易见的。然而，虽然听上去很美好，但在实际的操作中，这种“疯狂”的想法是否可行呢？记者联系了南开大学物理科学学院张连众教授，请他来为我们揭秘这个神奇的设想。

首先，这款真空磁悬浮列车之所以能够以超高的速度运行，得益于真空环境中没有任何的摩擦阻力。在现实生活中，人们很少感觉到空气阻力的影响，但是这种影响又是时刻存在的。“举例来说，我们在开车提速的时候，会感到明显的风阻，这就是空气阻力对速度的影响。以我们现在的高铁为例，高铁的外形被设计成为流线型，外表光滑，就是为了最大限度地减少空气阻力以获得更高的速度。但是即便如此，高铁的运行还是很难超过500公里的时速。”而真空管道运输工具则摆脱了空气阻力对车辆运行的影响。张教授介绍：“由于是真空环境，空气的摩擦阻力消失了，所以列车在这种环境中会近乎无摩擦地运行，时速是相当惊人的。”

实验室中可以模拟运行成功

除了空气阻力，火车运行的时候，同铁轨的摩擦阻力也是制约速度的一个重要方面，但是运用了磁悬浮技术后，这种阻力也得到了很大程度上的缓解。张教授告诉记者：“磁悬浮列车同普通列车最大的差别是，它是悬浮于铁轨之上的，同轨道不产生摩擦。这种技术的实现其实就是利用了磁铁同性相斥的原理，通过同极磁体的互斥，让列车悬浮于轨道之上，摩擦阻力就会变得几乎没有，这样一来也有助于提高车辆的运行速度。”通过真空和磁悬浮两种技术的合力，轨道交通工具的运行阻力被最大限度地减小，因此，才会让真空管道中的磁悬浮列车获得超乎寻常的速度。

这种真空磁悬浮技术的提出已经有了一段时间，对于这种技术，张教授介绍说：“这种真空磁悬浮技术实现是没有难度的，比如说我们在实验室中，可以建造一条管道，用抽气机制造真空的环境，在管道中放置一台运用了磁悬浮技术的模拟列车，这些都没有任何困难。”

实际应用仍有很大困难

当然，在现实生活中建造一条真正的真空磁悬浮交通工具则根本没有实验室中那么简单。“真空管道运输”的想法最初是由机械工程师达里尔·奥斯特在上世纪九十年代提出来的，但是时至今日，才由艾伦·马斯克在现实中进行尝试，可见在实际的搭建中还是会有诸多瓶颈限制着这一技术的发展。虽然马斯克在接受采访时表示，这个系统不会崩溃也非常安全，但是，真空磁悬浮高铁的前路仍然非常坎坷。

究竟有哪些问题是真空磁悬浮技术急需解决的呢？首先就是建造问题，建造一条运行时速上千公里的真空管道磁悬浮列车，其管道就要尽量保持一条直线，因为如果像常规的火车那样出现转弯的话，轨道中以上千公里时速运行的列车很有可能在离心力的作用下冲出管道，造成车毁人亡的后果。张教授用子弹打了个比方：“我们可以把出膛的子弹看做真空管中运行的磁悬浮列车，子弹出膛后在惯性的作用下一直向前飞行，我们从没有看见出膛后会自己转弯的子弹，何况运行速度数倍于子弹的列车。”但是，要在地表建设一条笔直的真空管道，其困难可想而知。

其次，运行安全也是关乎列车能否在现实生活中应用的先决条件。在真空管道中，磁悬浮列车可以进行无阻力运行，但是，乘客搭乘列车的时候需要在一个标准大气压的环境中才能生存，这就意味着，车厢的密封必须非常好，一旦出现细微的裂缝，就会使列车失压，造成严重的后果。“真空磁悬浮列车运行时，管道中是真空状态，气压为零，而车厢中要保持一个标准大气压状态，一旦车体发生破裂，由于内外的压力差，乘客会被压力‘挤’出车厢。”

最后，列车启动和减速时的重力加速度也是人类很难承受的。真空磁悬浮列车在运行的时候想要达到上千公里的时速，需要一个加速过程，但是这样一个加速过程是人类身体很难承受的。张教授进一步解释道：“战斗机飞行员借助抗负荷飞行服可以承受9个重力加速度的过载，这样的加速度是一般人很难承受的，可是在真空磁悬浮列车启动加速的时候，其加速度更是远远高于9个重力加速度的过载。这样的加速度会对人的生命安全构成极大威胁。”

近日，有消息称美国科罗拉多州的一家公司正在建造一个3英里长、时速高达4000英里的真空管道交通系统。但是在张教授看来，这样一个真空管道交通系统仍然是实验意义大于实际意义，因为在建造、安全、成本等问题没有得到妥善解决之前，真空管道磁悬浮技术还只能停留在实验室测试阶段，想要走进人们的生活，仍然需要假以时日。