未来畅想:时速远超高速飞行列车的未来交通工具

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所属分类:原创 畅想未来

场景一:(未来家家都有3D打印机)我用AR眼镜看见某家商店出售了一个花瓶。于是,我同该商家交易,将其设计图纸和原材料买了下来并发送给家中的计算机。回家之后,家里面的3d打印机已经打印好了我已经购买的花瓶。这里面,省却的是物流成本!

场景二:我有急事需要从北京到达火星,于是我的思想等被打包成为一个数据文件通过无线电或者激光发送到火星,地球的肉体和思想数据被全球性的安全机构永久的暂时保存。在火星基地我的另一个肉体上,我的思想被重新下载,我在火星开始我的研究和工作。火星工作结束以后,思想重新发回地球,在地球被下载。

场景三:生病了,心脏需要更换,用自己过去健康的心脏数据直接3D打印符合自己需求的心脏。

场景四:突然间想回到过去见一眼离世的亲人……

……等等,是不是觉得这些不可思议,是科幻?实际上,随着人类科技新一轮科技革命的到来,这些是可以实现的。

昨天,在笔者的朋友圈,大家都在议论我国高速飞行列车的相关种种,不过最终大家都为最高时速4000公里成为世界第一时速而自豪。但是,同笔者的未来交通工具时速相比,根本算不了什么,因为它可以达到或者近似光速。而且不会有因为加速度不同造成的压迫感和失重感。想知道他是什么吗?那就赶紧跟随笔者走进《未来畅想系列》系列的第五篇“时速远超高速飞行列车的未来交通工具”,跟随笔者一起乘坐未来交通工具吧!

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朋友们,文章开始之前,大家先看一下这个新闻:

昨从第三届中国(国际)商业航天高峰论坛上获悉,我国正在研发新一代“高速飞行列车”,最高时速可达4000公里。未来,该项目将落户武汉国家航天产业基地。

高速飞行列车效果图

中国航天科工集团相关负责人透露,航天科工联合国内外20多家单位开展了该列车的研究论证。高速飞行列车利用超导磁悬浮技术与真空管道技术,列车车厢在接近真空的管道中运行,通过磁悬浮减小摩擦阻力,实现超声速的“近地飞行”。目前,项目处于关键技术攻关阶段,已拥有专利200多项。

速度如此之快,是否适合乘坐?该负责人解释,人体能否承受与速度无关,主要与加速度相关。如宇航员在升空和返回时最危险,而在太空中飞船匀速运行,即便速度极高,感觉并不明显。按设计方案,飞行列车启动和停车时,将在人体可承受的范围内缓慢加速和减速。

该项目将分三步走:第一步,建设1000公里/小时飞行列车线,打造区域性城际飞行列车交通网;第二步,建设2000公里/小时飞行列车线,打造国家超级城市群飞行列车交通网;第三步,建设4000公里/小时飞行列车线,打造“一带一路”飞行列车交通网。

此前,美国的HTT公司、Hyperloop One公司曾宣布开展大于1000公里/小时运输系统研究。但中国企业起点高,利用航天超声速相关技术,航天科工是全球首个提出超声速地面运输系统的集团公司。

(转自:楚天都市报)

怎么样,读者们,上面的新闻看了是不是会有一些小激动。哇——每小时4000公里,从北京到西藏,不到一小时就可以到了!那上午游玩布达拉宫,晚上还可以回北京和朋友们撸烤串,喝啤酒……想想就美。

不过,中国不是最早提出使用真空管磁悬浮运输概念的。最早提出真空管道磁悬浮运输概念的,是美国兰德咨询公司和麻省理工学院的专家。而真正将这一运输方式落实为图纸的,是美国佛罗里达州机械工程师戴睿·奥斯特(Daryl Oster),经过多年的研究与设计,戴睿于1999 年在美申请获得真空管道运输(ETT)系统发明专利。2002年,戴睿和妻子前往中国,与中国专家张耀平在西南交通大学组建了专门研究机构。经过15年的努力,高速飞行列车终于将在不远的将来出现在人类的面前。

但是,更遥远的未来,比如100年或者200年后,人类的交通运输难道还是厢式运输(泛指货物、动物、植物等在运输工具里面,由运输工具带到目的地的运输方式。飞机、汽车、高铁、轮船甚至航天飞船都可以看作为厢式运输。下文用厢式运输来代指)吗?不!因为厢式运输拥有许多弊端:1、道路(管道)修建;2、高耗能;3、受地质影响较大;4、最关键的是,太——慢——了!

这里就拿时速4000公里的高速飞行列车举例子。别看高速飞行列车最高时速可达4000公里,但是它的工作环境要比公路、铁路要苛刻的多。因为高速飞行列车全程都需要近似真空的真空管内(管道内甚至达到0.001个大气压,即千分之一的大气压),这就需要在真空管道内大概每隔2公里或3公里也要设一个泵站,用真空泵抽取管道内的空气。——每小时4000公里,一小时的路程就需要1000~2000个泵站。就不说可以把一整趟列车放进去的还能保证密封的巨型真空管道了,就是泵站建设就需要投入多少资金和地皮?

泵站建设、维护也需要大量的资金和地皮

再说说这个巨型真空管道,真的要比高铁和公路节省资金吗?恐怕未必。因为它的里面拥有巨大的可以产生强磁的磁性装置。4000公里真空管就需要4000公里的强磁性装置。强磁装置+长距离的超级密封真空管+数量众多的泵站,笔者看来无论怎么样都不会比铁路、公路的造价更低。虽说列车在管道内行使不受天气影响,但是管道修建却受地质条件影响较大。时速4000公里的列车,对管道内部的平直性要求甚高,管道内壁稍微不平直的话,直接导致列车撞到内管壁。因此修建管道的地质构造要保证结实稳定,在长时间内不能有地质下陷或者地震的可能,从而确保整条管道的平直性。

再来说能耗问题,厢式运输都少不了高能耗。从汽车、火车到飞机、超高速飞行列车。而且,速度越高速的运输工具,需要的能耗越高——需要更大能量将速度加到指定时速。同样的4000公里,小轿车的话需要加满10箱油就差不多,高铁用电,笔者不清澈跑4000公里需要多少能耗,不过从高铁沿线一路的高压电布局来看,应该少不了。客机(如737)每次都需要加几吨的航空煤油……而推测需要长时间、长距离托举一趟列车的强磁,需要的电量应该就更多(分段的好处是列车经过以及即将经过的时候通电、没有经过的时候就关闭,这样稍微省电。但是总里程的距离摆在那里,列车所需要的能耗少不了)。

客机一次需要加几十吨的航空煤油

而最后一点的慢,才是未来交通工具不采用厢式运输的最主要原因。时速4000公里就快了吗?时速20000公里就快了吗?时速要200000公里甚至接近300000公里才够快,因为未来人类需要做的是星际旅行

能够做到星际旅行的交通工具是什么样的?抱歉,我的回答是:未来人类已经抛弃了交通工具这种低速落后的东西,而是采用更高级的物品传输机。看过我前文系列的朋友应该还记得,笔者认为人类未来具有两种形态:数码人和自然人。数码人和自然人可以自由转化。因此,世界各地网络互联的基础上,以及大数据传输速度的基础上,未来的自然人在世界各地的修建传输机。去哪里就如同现在拨打外地亲人电话一样,未来的自然人只需要在数码人的基础上传输到相应地方的代码的运输机里就可以了。这个传输机不是现在的站台,而是类似与当前的3D打印机,只不过他从事的原子级别的3D打印操作,其精度可以达到10⁻¹⁰m(大约原子的直径)且瞬间可将分子、细胞、器官乃至整个生物打印出来。另外在打印的同时,传输机还不停的对所有打印成型的部件进行全息扫描,确定信息的完整性和一致性。

电信号的传输速度是30公里每小时,同光速差不多。只有这样,人类进行星际旅行的愿望才可能达成。未来,人类到达某地的时间因素就只受网络数据带宽以及传输机再造的速度影响。尤其是长距离的旅行,像去火星或者冥王星等星体,只需要几分钟到几小时就可以完成,是不是很爽啊?还有更好的呢,只要确保信息数据传输的完整性,数码人的信息就不受时间的影响。换句话说,以前你坐火车去西藏需要20多个小时,你就消耗了20多个小时的生命;而采用数据传输对方接受以后,即使到冥王星的5个多小时,你丝毫不会感觉到5多个小时的流逝,而是眼睛一闭一睁,冥王星就到了。

传统厢式运输工具已经不能满足未来星际旅行需要。

对个人如此,对社会呢?由于传输的电信号,所以仅仅是需要的带宽变大,建设的基础设施成本却没有增加,甚至大大减少。道路不需要修建,就可以还更多的植被给地球。发送信号要比发送自然人的能耗小太多,也就不需要开采石油、煤炭这类掠夺地球资源,破坏自然环境。电信号比高速飞行列车的速度更快,甚至星际旅行也不在话下。

可能有朋友要说了,我不想感受点对点的旅行,我想享受到达某地前沿途的风景或者探险。这要求在未来同样也是很容易做到。有多种方式:1、下载其他人的旅游经历。2、数码人转化为自然人,亲自去经历。3、数码化的自己选择一个化身(可以是超级无敌的越野车、超能查派甚至变形金刚),亲自去经历。前面两种适合去已知的安全地域,而后一种适合去未知危险的地域探险。

怎么样?本期的对未来交通工具的畅想还过瘾吗?欢迎朋友们关注发烧老猫,与老猫一起讨论。

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