Tesla建“超级高铁”所必须解决的问题

被很多人视为现实版“钢铁侠”埃伦·马斯克（Elon Musk）早已功成名就，他参与创建的在线支付平台Paypal、电动汽车公司特斯拉和太空技术公司SpaceX目前都运营良好。但是，这位永不满足的科技狂人最近又有惊人举动——他提出的最新交通项目“Hyperloop”志在让从洛杉矶到旧金山的时间缩短至半小时内。这个Hyperloop到底是什么？科技博客网站The Verge日前对它可能涉及的原理和问题做了介绍。
根据马斯克透露的信息，Hyperloop类似一种“超级高铁”：摩擦力很小，只需轨道上方安装的太阳能电池板就能提供动力；使用小型客舱，可以“随时发车”，无需像等飞机那样遵循固定的时刻表。马斯克承诺将在8月12日公布Hyperloop的初步设计方案，但是业内人士已经开始猜测它的工作原理和可能面临的挑战。
空气阻力问题
Hyperloop需要解决的一大难题，是空气阻力。我们稍加计算就能得出，Hyperloop要想完成之前设想的运行效果，那么速度必须达到每小时600英里（约960千米）以上的亚音速。
目前与上述速度最接近的地面交通工具是日本的超导磁悬浮“子弹头”火车，其时速据称最高可达361英里（约581千米），而“子弹头”的发明者之一吉姆·鲍威尔（Jim Powell）认为这一速度是开放式轨道火车的极限，因为“时速超过300英里（约483千米）之后，空气阻力问题就会变得非常严重，而且会造成巨大的噪音”。
约翰·加尔迪（John Gardi）提出的全封闭管道被马斯克称为“目前为止的最佳猜测”，但是这一利用加速气流推动车辆前进的模型中依然存在空气阻力问题，尤其是在管道壁上。
如果抽空管道中的所有空气、形成真空管道，空气阻力问题就能得以解决。流体动力学专家乔治·梅兹（George Maise）指出：“真空管道内空气阻力为零，事实上也就没有了速度限制。”问题是，马斯克已经公开表示Hyperloop并非真空，但在管道内持续产生接近超音速的高速气流又要消耗巨大的能量——仅用太阳能电池板显然不够。因此，Hyperloop的运行方式依然是个谜，要到8月才能揭晓。
路线问题
除了管道内部的问题之外，Hyperloop的路线也不会让马斯克省心。规划高速公路和铁路的工程师也会遇到这样的问题，而马斯克面临的问题更为棘手——Hyperloop必须打造一条从洛杉矶直通旧金山的路线，而且这条路线越直越好，绝不能动不动猛拐大弯儿，因为高速之下的转弯不但非常困难还会让乘客非常难受。鲍威尔在研究中发现，乘客在车辆转弯时最多能承受十分之一重力的侧向力，也就是Hyperloop在以600英里时速运行时的转弯半径至少要达到40英里（约合64千米）。所以，Hyperloop基本只能走直线，因此很可能难免穿过一些居民区。
如何才能让Hyperloop在尽量走直线的同时又避免扰民呢？科罗拉多州的ET3公司提出了“高架管道”模型——它像大家熟悉的“轻轨”一样，把管道架在数米高的混凝土支柱上。
但是，上述模型也仅仅是猜测，谁也不知道马斯克的葫芦里到底装着什么药。“半小时从洛杉矶到旧金山”的Hyperloop，甚至比SpaceX打造私营飞船和火箭更疯狂。如果是别人提出这样的设想，恐怕很多人都会当笑话听，不过马斯克的理想难免令人有所期待——因为他总能让“不可能”的事情成真。
被很多人视为现实版“钢铁侠”埃伦·马斯克（Elon Musk）早已功成名就，他参与创建的在线支付平台Paypal、电动汽车公司特斯拉和太空技术公司SpaceX目前都运营良好。但是，这位永不满足的科技狂人最近又有惊人举动——他提出的最新交通项目“Hyperloop”志在让从洛杉矶到旧金山的时间缩短至半小时内。这个Hyperloop到底是什么？科技博客网站The Verge日前对它可能涉及的原理和问题做了介绍。
根据马斯克透露的信息，Hyperloop类似一种“超级高铁”：摩擦力很小，只需轨道上方安装的太阳能电池板就能提供动力；使用小型客舱，可以“随时发车”，无需像等飞机那样遵循固定的时刻表。马斯克承诺将在8月12日公布Hyperloop的初步设计方案，但是业内人士已经开始猜测它的工作原理和可能面临的挑战。
空气阻力问题
Hyperloop需要解决的一大难题，是空气阻力。我们稍加计算就能得出，Hyperloop要想完成之前设想的运行效果，那么速度必须达到每小时600英里（约960千米）以上的亚音速。
目前与上述速度最接近的地面交通工具是日本的超导磁悬浮“子弹头”火车，其时速据称最高可达361英里（约581千米），而“子弹头”的发明者之一吉姆·鲍威尔（Jim Powell）认为这一速度是开放式轨道火车的极限，因为“时速超过300英里（约483千米）之后，空气阻力问题就会变得非常严重，而且会造成巨大的噪音”。
约翰·加尔迪（John Gardi）提出的全封闭管道被马斯克称为“目前为止的最佳猜测”，但是这一利用加速气流推动车辆前进的模型中依然存在空气阻力问题，尤其是在管道壁上。
如果抽空管道中的所有空气、形成真空管道，空气阻力问题就能得以解决。流体动力学专家乔治·梅兹（George Maise）指出：“真空管道内空气阻力为零，事实上也就没有了速度限制。”问题是，马斯克已经公开表示Hyperloop并非真空，但在管道内持续产生接近超音速的高速气流又要消耗巨大的能量——仅用太阳能电池板显然不够。因此，Hyperloop的运行方式依然是个谜，要到8月才能揭晓。
路线问题
除了管道内部的问题之外，Hyperloop的路线也不会让马斯克省心。规划高速公路和铁路的工程师也会遇到这样的问题，而马斯克面临的问题更为棘手——Hyperloop必须打造一条从洛杉矶直通旧金山的路线，而且这条路线越直越好，绝不能动不动猛拐大弯儿，因为高速之下的转弯不但非常困难还会让乘客非常难受。鲍威尔在研究中发现，乘客在车辆转弯时最多能承受十分之一重力的侧向力，也就是Hyperloop在以600英里时速运行时的转弯半径至少要达到40英里（约合64千米）。所以，Hyperloop基本只能走直线，因此很可能难免穿过一些居民区。
如何才能让Hyperloop在尽量走直线的同时又避免扰民呢？科罗拉多州的ET3公司提出了“高架管道”模型——它像大家熟悉的“轻轨”一样，把管道架在数米高的混凝土支柱上。
但是，上述模型也仅仅是猜测，谁也不知道马斯克的葫芦里到底装着什么药。“半小时从洛杉矶到旧金山”的Hyperloop，甚至比SpaceX打造私营飞船和火箭更疯狂。如果是别人提出这样的设想，恐怕很多人都会当笑话听，不过马斯克的理想难免令人有所期待——因为他总能让“不可能”的事情成真。
http://news.mydrivers.com/1/269/269822.htm