1600公里要多少小时(1600公里要多少长时间)

飞机在很长一段时间里,都是人类在日常生活中可以选择的,速度最快的交通工具。自从高铁出现以来,越来越多人选择这一高效的出行方式。随着武广高铁的开通,中国也拥有了世界上速度最快的高铁线路。当时人们还调侃道,在广州喝完早茶还能去武汉吃个午饭,这也看得出目前我国高铁的速度之快。

但是毕竟我国的跨度较大,领土较广,高铁目前的发展也还不能全部普及,而且很多城市之间的距离也十分遥远,在速度方面也还不及飞机。所以有一位科学家提出了一个超级高铁的想法,就是把高铁速度提高至1600公里/小时,全面超越飞机。那这个想法有可能实现吗?如此高速的超级高铁将在什么时候问世呢?它利用了什么原理以达到这么高的速度?

超级高铁的原理

超级高铁的速度有多快?用飞机和地球周长来做参考。目前世界上大多数的客机速度是900公里每小时,而超级高铁将比飞机的速度快了近一倍。地球的周长是40000万公里左右,超级高铁环绕地球一圈只需要一天多一点。据说目前还提出了开发时速超过4000公里的超级高铁,这将能够实现半天环绕地球的梦想。超级高铁的速度令人瞠目结舌,为什么它能够拥有如此惊人的速度?

在中学物理上我们学过一个概念,就是摩擦力。如果没有了摩擦力,所有东西都会变得十分光滑,物体之间的阻力将会完全消失。所以在早期试图提升高铁速度的时候,第一选择的方法就是减少列车轮子和轨道之间的摩擦力,于是就诞生了磁悬浮列车。磁悬浮列车也是目前人类速度较快的陆上交通方式,通过消除列车和轨道之间的摩擦,实现速度的最大化。但是和飞机比起来仍有很大的差距,于是人们就开始思考对高铁的改良和速度的提升。

在我们的理解里,空气阻力只是一个很小的概念,平时我们走路的时候丝毫没有感觉到空气带来的阻力。但这只是一个特殊的状态之下发生的,一旦周围的环境起风了,空气的阻力就开始出现了,当风力达到了一定级别的时候,陆地上的建筑都会被吹起来。

空气阻力的影响会随着速度的增加而增加。关于空气阻力有这样一个公式,当空气密度和物体体积不变的情况下。速度每提升为原来的2倍,空气阻力就会随之变成原来阻力的4倍。要是真的想让列车时速达到4000公里,那么其遭遇的空气阻力就是400公里时速列车所面临的1000倍!

现在我们常见的许多飞机中,飞机头和火车头的外形都是十分相似的,采用的是流线型的设计方式,目的也是为了减少空气阻力,增加载具的速度。

不过,且不说如此大的空气阻力会对火车造成怎么样的影响,光是空气造成的气动噪音,就注定了这趟列车无法让人乘坐。要知道气动噪音的提升速度是火车速度提升的7-8次方。在极高速的情况下行驶,所带来的气动噪音足够震碎人的耳膜了。

超级高铁的实现和难题

在目前世界上最快的高铁中,武广高铁的速度达到了300公里/小时。科研人员表示,当高铁达到这个时速时,空气阻力已经达到了一个峰值,据计算,此时的空气阻力达到了高铁总阻力的百分之八十。这个速度中,气动噪声已经十分明显了,声音分贝已经超过了火车车轮的轮轨声。当然,在理论上说,速度还能够再快,可是实际上即使再快也快不了多少了,因为空气的阻力已经十分大了。

要提升高铁的速度,制造超级高铁,就一定要解决空气阻力和气动噪声。要解决这两个问题,唯一的方法就是让列车处于一个真空的状态下进行,在一个完全没有空气的环境下行驶。在此之前,我们提升列车速度的方式还处在减少车轮和轨道的摩擦力上,后来的磁悬浮列车也已经解决了这个问题。目前磁悬浮列车已经投入使用了很多年了,而现在剩下的问题,就只有空气了。

就目前的科技来说,唯一可以实现真空行驶的就只有通过建造真空管道的方式运送列车。假如能够通过真空管道的方式行驶,列车就能够完全杜绝空气造成的阻力和气动噪音,在提升速度的同时减少能源的消耗。经计算,真空管道可以降低98%的列车能耗。想要建造超级高铁,并没有那么容易,摆在科学家目前就有4大问题。这4个问题,目前想要解决其中1个都十分困难。

首先第一个就是成本问题,想要制造如此长一条真空管道,成本十分之高。按照地铁管道的制造成本,每公里就要6-10亿元,照这个算法,1000公里的真空管道就要花费近万亿的成本。这个项目也太烧钱了,估计除了足够的科技,还要有充足的财力才能够支撑。

第二问题就是真空条件,我们目前有很多可以抽真空的机器,但是都只是小规模地抽个袋子,抽个罐子。真空管道的面积如此巨大,如果要抽真空,也是一件十分不容易的事情,就目前的技术而言,还没有一个可以实现的方法。

第三个就是磁悬浮列车的问题,现在的高铁还只是使用在陆地上的短距离运输。技术还不成熟的情况下,如果将磁悬浮用于超级高铁,在那么高的速度情况下,很有可能会出现不可控的新问题。

现在,海底管道技术已经不是什么困难的事情了,在港珠澳大桥和很多城市的地铁也已经实现了。如果将真空管道和海底管道技术相结合,那么超级高铁就能够建遍世界的每一个角落,到时高铁就可以完全取代飞机了。

那这一项技术真的可以实现吗?人类真的可以坐上这一趟超过第一宇宙速度的超级高铁吗?

超级高铁的问世时间

其实这个还只是一个美好的幻想,在现阶段的科技还无法实现这个技术,这项发明还存在着很多的难题。虽然超级高铁的建造技术十分难以实现,但是其实早在1904年,就已经有人提出过真空管道运输的概念。在当时,现代火箭之父罗伯特·戈达德提出这个假设之后,推测在真空管道的磁悬浮列车的速度可以达到每小时1600公里。

直到上世纪60年代,美国麻省理工的科研人员对此进行了更加深入的研究,结果表示速度比罗伯特提出的要快得多。他们认为在低压的真空管道中,磁悬浮列车可以达到2.25万公里/小时。如果真的如此,环绕地球1圈还不用两个小时。

可是在那么多的问题面前,要实现这项技术,就越来越远了,不过一样有人看好这个项目。早在2013年,特斯拉创始人马斯克就曾经表示自己很看好这个项目,但是他对这个项目却有所保留,他只是在世界范围内号召各界人士对此事进行研究,希望大家一起将这个项目落实下来。

在2016年,曾经有一个十分有希望的项目开展。在这个项目中,有一辆实验车在拉斯维加斯的沙漠中用了不到2秒就达到了643公里/小时。虽然离超级高铁还有一段距离,但是也算是一个速度上的突破。但是可惜的是,这个项目在获得融资之后,就没有太多的进展了。


这个项目对于人类来说,确实有很大的价值,一旦能够实现这个目标,人类就能够实现短时间内全球旅行。这样一来,世界上各个国家都会连成一个整体,地球村的建立也将更加快速,各国的对外经济将会急速发展。

目前我国已经建设了许多的高铁路线,在全国各地的许多地方都能够感受到高铁的便利。当然这些高铁工程和超级高铁比起来,还是有一段很大的距离,希望这项工程能够在未来实现超越。