中国克服了导致埃隆·马斯克的超级高铁失败的技术缺陷,还将建造成本削减了60%。
2013年,埃隆·马斯克谈到了超级高铁。这是一种未来的交通系统,围绕着近乎真空的管道建造,旨在以高达1000公里/小时(621英里/小时)的速度在城市之间穿梭。
尽管马斯克在电动汽车和可重复使用的火箭方面取得了成功,但超级高铁在巨大的工程和财务障碍下举步维艰,它跨越了密封、巨大的温度变化,以及将高速磁悬浮融入日常基础设施的复杂性。中国的一个引人注目的测试项目表明,类似超级高铁的旅行可能会有未来。
中国拯救了埃隆·马斯克被遗忘的超级高铁梦想
2024年,中国工程师在山西省阳高县建造了一条2公里(1.2英里)长的试验线路,以探索近真空磁悬浮技术。根据中国铁路工程咨询集团(CREC)的一篇论文,由总工程师徐生桥领导的团队开发了一种用环氧涂层钢筋和波纹钢伸缩缝密封的钢-混凝土管设计。
这种新颖的组合结合了钢材的抗拉强度和混凝土的抗压耐久性,确保管道在冬季零下到45°C(113°F)夏季的恶劣条件下保持密闭性。
马斯克的超级高铁概念依赖于大型钢管,这些钢管在高速行驶时容易发生泄漏和极端阻力。相比之下,CREC设计的方法将能量损失减少了三分之一以上。
他们的解决方案的关键是使用低碳钢网格,以减少困扰现有磁悬浮设计的涡流,特别是当速度超过1000公里/小时时。结果是:一个真空密封的走廊,结构足够坚固,可以支持近超音速旅行,而不会像马斯克的团队那样遇到严重的高温和压力并发症。
克服严重的工程挑战
建立这样一个系统需要重新发明核心材料。传统的钢筋混凝土在接近真空的条件下会变形或开裂,就像标准混凝土在内部气压接近零时可能会崩溃一样。
中国团队转而使用玄武岩纤维混凝土、玻璃纤维增强材料和预真空固化来解决这个问题。2024年7月22日,徐的团队成功测试了一辆悬浮车辆在部分真空的磁悬浮轨道上巡航。
他们使用激光制导传感器和人工智能驱动的磁阻尼器来保持稳定性,同时分布式真空泵平衡压力。与此同时,紧急气闸和耐压客舱等安全解决方案解决了阻碍超级高铁早期试验的同样严重的问题。
前方的道路
据CREC称,该系统现在有一个2公里的试验台,并有一个扩大到更远的蓝图。预制管段比传统的全钢管成本低60%,便于扩展。
然而,商业化将需要巨大的投资,可能需要数千亿元人民币。诸如长距离热膨胀和快速、可靠的应急响应设计等问题仍在研究中。
中国正在利用其广泛的高铁项目的经验教训,在高铁项目中,自动化焊接、激光制导测量和毫米级公差已经创造了全球纪录。这些工程习惯、先进的超导材料和真空技术可能会让中国在以前所未有的速度掌握近真空旅行方面占据优势。
对于马斯克来说,超级高铁的失败凸显了真空管旅行的巨大复杂性和成本。中国的成就是这一传奇的第二章。这条测试线是否会发展成为一个主要的商业项目仍不确定。
尽管如此,有一件事是明确的:中国以一种决心和方法重新点燃了马斯克放弃的梦想,这种决心和方法可能使接近超音速的地面旅行成为现实。
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