在遠(yuǎn)古時(shí)代,人類交通基本靠走,又累又慢。
想提高速度,怎么辦?
簡(jiǎn)單,再加兩條腿。
在幾千年前,通過馴化,人類成功地跨上馬背,實(shí)現(xiàn)了出行如風(fēng)。
隨著科技的進(jìn)步,人們又陸續(xù)發(fā)明了現(xiàn)代交通工具:汽車、火車……這些大家伙不用吃飯睡覺,乘坐它們不但比騎馬快,還比騎馬舒服,人坐再久也不硌屁股。
車輪是人類實(shí)現(xiàn)速度飛躍的關(guān)鍵因素之一。
為了提升速度,工程師們一直致力于設(shè)計(jì)出更好、更快的車輪。
但是在1922年,德國(guó)的工程師肯佩爾提出了他的新理論:為了獲得更高的速度,應(yīng)該把輪子扔掉,讓車懸浮在空中。
于是,出現(xiàn)了磁懸浮列車。
肯佩爾設(shè)計(jì)的磁懸浮列車原理很簡(jiǎn)單,因?yàn)殡娡ㄟ^線圈可以產(chǎn)生磁場(chǎng)和磁力,所以,在軌道和車身都安置好線圈,再通上電后,就能產(chǎn)生互相吸引的磁力,這種磁力和列車的重力保持平衡,從而讓列車懸浮在空中。
2003年1月4日,世界上第一條商業(yè)運(yùn)營(yíng)的磁懸浮列車在上海開通。
它最大的特點(diǎn)是,列車跟軌道完全不接觸,像有魔法一樣懸在半空。
通過這趟列車,你就能直觀感受到磁力能大到什么程度:列車的一節(jié)車廂重50噸,最高承重20噸,比一輛坦克還重,然而,這么重的它就這么利用“異極相吸”的原理,靜靜地懸浮在了軌道上。
你新一輪的疑問又來了,扔掉了輪子,它的速度快不快?
這列磁懸浮列車的速度高達(dá)430千米每小時(shí),差不多是人類行走速度的100倍!
你以為這就很快了?
我們來看個(gè)更快的。
2019年,在山東省青島市,新一代磁懸浮列車已經(jīng)在生產(chǎn)線上組裝完畢,它的時(shí)速高達(dá)600多千米,眼看就快趕上民航客機(jī)800千米的時(shí)速,堪稱“陸地上的飛機(jī)”,而它的車廂與軌道的距離還沒有一本書厚。
其實(shí),磁懸浮列車除了可以依靠機(jī)車磁場(chǎng)與鐵軌磁場(chǎng)產(chǎn)生的吸引力而懸浮,還能依靠?jī)烧咧g的排斥力而懸浮。這些只是不同的技術(shù)派別罷了。
沒有了輪子,科學(xué)家們又打起了空氣的主意。
空氣看不見、摸不著,但在車輛行駛的過程中,會(huì)對(duì)車輛產(chǎn)生巨大的阻力——刮大風(fēng)的時(shí)候,你頂著風(fēng),撐一把傘就有切身感受了。
為了減少阻力,工程師們?cè)诮煌üぞ叩耐庥^上做了大量的嘗試,比如汽車往往要設(shè)計(jì)成流線型,而列車的車頭經(jīng)常設(shè)計(jì)成子彈頭的造型,這都是為了減少空氣阻力。
可是,無論怎么設(shè)計(jì),空氣始終存在,想完全消除空氣的阻力,除非把列車放到真空環(huán)境里。一般人聽起來都感覺太離譜了。
但工程師們說,對(duì)啊,就放在真空環(huán)境里!
工程師們的方案是這樣的:建造一條真空管道,然后讓磁懸浮列車在管道里嗖嗖跑。
在這方面,我國(guó)西南交通大學(xué)的超導(dǎo)技術(shù)研究所走在了世界前列。2000年,他們研制成功了世界上首輛載人高溫超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)車;2013年,又建成了全球首個(gè)真空管道超高速磁懸浮列車原型測(cè)試平臺(tái);而2021年1月下線的世界首條高溫超導(dǎo)高速磁懸浮樣車試驗(yàn)線,使超級(jí)列車的最高試驗(yàn)速度達(dá)到了400千米每小時(shí),充分證明了真空管道交通的可行性。
工程師們預(yù)計(jì),如果有足夠長(zhǎng)的管道,超級(jí)列車的時(shí)速可以超過1000千米,差不多是民航飛機(jī)時(shí)速的1.25倍、普通列車時(shí)速的4倍。也就是說,坐火車比坐飛機(jī)快的日子已近在咫尺。
而且,真空管道交通有著它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),因?yàn)榱熊囋诠艿览铮隄膊坏?、雹子砸不著,幾乎不受外界干擾,真是開得飛快、坐得安心。
最后,小編問你一個(gè)問題,既然管道里是真空的,車廂內(nèi)部的空氣又是有限的,列車又是如何保證乘客的呼吸安全呢?想想潛艇和空間站里的人是怎么呼吸的,也許你能找到答案。