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2018年4月27日 星期五

Watch the Hyperloop Complete Its First Successful Test Ride | WIRED

來源:科技日报


近日,《今日美國》網站報導稱,特斯拉公司、SpaceX CEO埃隆·馬斯克宣佈,旗下「超級高鐵乘客艙」將進行測試,目標運行速度為音速的一半,並在1.2公里內完成剎車。



时速613公里、14秒内“秒停”?马斯克的超级高铁离上路还有多远



這意味著,乘客艙要以約613公里的時速運行,14秒內「秒停」,減速度數值近重力加速度的1.2倍(1.2g)。

與馬斯克對這項短距離測試「瘋狂又興奮」的感覺不同,人們更好奇「秒停」的可行性,及「秒停」到「乘車上路」間的距離。

「秒停」不需「get」新技能


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「14秒制動馬斯克所提的乘客艙,技術上沒問題。」 十三五國家重點研發計劃「中速磁浮交通系統關鍵技術研究」課題負責人、中車首席專家楊穎向科技日報記者表示。

國防科技大學磁浮技術工程研究中心教授李傑表達了類似看法,並告知「馬斯克的超級高鐵和我國高鐵制動原理基本一致」。

在對岸的中國,高鐵動車組採用複合制動。正常制動中,優先採用「再生制動」,即將電動機「反轉」為發電機,把動車組動能轉化為電能,透過接觸網供應給相鄰區間動車組使用。

當動車組即將停站時,則改為與汽車制動盤工作原理一般的「機械制動」。高鐵遭遇停電等故障,緊急制動也為「機械制動」模式。

此外,對岸中國的CRH380AM還使用了「風阻制動」,透過在列車端部升起風阻板,加大動車組空氣阻力;德國、日本使用「渦流制動」,制動時將一套電磁鐵置於鋼軌上方,通電後,電磁鐵與鋼軌間產生渦流發熱,將動能轉為熱能消耗掉。

「按馬斯克所述,乘客艙質量約在幾百公斤左右。動能是質量與速度平方的乘積。速度較大,但質量較小,制動要消耗的能量並不巨大。以現有成熟的長定子驅動技術,實現秒停不費力,再生制動就可實現。」楊穎說。

「秒停」很容易 「商用」很尷尬


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對馬斯克的測試,楊穎表示不用太「興奮」,譬如美國航空母艦上MK-73型攔阻索,可使30噸重的艦載機以260公里時速著艦,滑跑91.5米停止,減速度約3g,同比難度遠高於這項測試。

「研製超級高鐵,最終是為了成為大眾交通工具。它的啓動加速度和制動減速度不能超過普通健康人的承受限值。目前看,普通人承受的減速度限值約為0.5g。」中車株洲所研究院副院長陳高華說。因此,現有交通工具「減速度」均控制在0.5g以內。

「速度越大,對應的減速度就越小。公車緊急剎車,乘客已人仰馬翻。飛機降落稍猛,乘客在飛機落地瞬間心裡也會咯噔一下。只有飛行員等具特殊優異體質者,可承受這種加碼的減速度。」楊穎補充。

據悉,中國350公里時速復興號高速動車組,緊急制動大約需6.5公里制動距離。正常制動下,「極限」挑戰需8-10公里制動距離。對速度613公里時速,制動距離僅1.2公里的「極限」挑戰,不具「現實性」。專家稱,該「超級高鐵乘客艙」還在原理驗證樣機階段,離工程樣機差距尚遠。


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「這更像玩具。即便能秒停,但會產生超大電流和功率的需求。單節車沒有商業價值。如果在此‘要求’下,做成數百米長列車,乘客承受不了此減速度不說,僅其要求地面提供數十兆瓦級的短時加、減速功率,在經濟上就很不划算。」陳高華說。

制約輪軌交通往更高速度發展的主要有輪軌阻力、空氣阻力和噪聲等三大因素。真空中的「超級高鐵」,有望克服這些因素,由此倍受關注。

儘管有消息稱,最早的超級高鐵有望2021年建成運行。不過,這一目標,還顯「路漫漫兮」。譬如,超級高鐵在技術上的長距離測試,特別是載人測試如何做;技術上如何確保高速運動下磁浮系統的動力學穩定性、如何解決「車廂內有空氣,管道幾乎真空,到站下車後乘客如何呼吸」、真空管道內緊急情況下如何安全停車等,至今未有建設性答案。


                                                                                                                                                                                                                 

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