筑梦超级高铁：超级高铁系统相关理论

在地表稠密的大气层中，交通工具运行时受到接触摩擦和空气摩擦的影响，而限制交通工具运行的主要因素是空气摩擦，即空气阻力。如何提升速度？只有降低摩擦，减少阻力。一方面，针对接触摩擦，超级高铁系统本质上是利用磁铁提供的推力，依靠压缩空气提供升力，超级高铁系统不会有“车轮和轨道”之间产生的摩擦阻力；另一方面，针对空气摩擦，超级高铁系统要达到目标速度，行驶的管道内要保持低压，以减小超级列车与空气之间的阻力（见图1.11）。

图1.11　列车运行阻力

1.设计原理：空气阻力问题

超级高铁系统运行的管道，可以建成一个密闭管道。管道里面的空气可以排出，将运行管道变成真空或部分真空。这样超级高铁在没有空气阻力的密闭管道中运行，其运行阻力会大大降低，同时能耗也大大降低，气动噪声和超级列车振动也大大降低，见图1.12。

图1.12　真空运行系统

2.设计原理：接触摩擦问题

超级高铁运行的摩擦阻力，来自空气摩擦和接触摩擦。超级高铁除了消除空气摩擦带来的阻力，另一大亮点是悬浮技术。悬浮技术要解决的正是接触摩擦的问题，利用磁悬浮技术使运载工具在真空管道中无接触、无摩擦地运行，达到点对点的传送运输，这样就不存在接触摩擦问题，见图1.13。(www.xing528.com)

图1.13　无摩擦运行系统

3.设计原理：动力促动问题

超级高铁系统可以采用自供电设计。根据美国专家埃隆·马斯克的研究，在运输管道上部铺设太阳能电池板，就能够产生足够的电能以维持其正常运行。超级高铁系统在运输管道上装上太阳能电池板后，获得的能量将满足整个系统的能耗，并且在超级高铁系统中增设存储能量的设施，把多余的能量储存起来，以供超级高铁系统应急时应用，见图1.14。

图1.14　超级高铁的太阳能管道系统

因此，理论上建造超级高铁系统非常简单。首先，只要从封闭环境中抽掉空气，从而形成真空环境；其次，消除摩擦，使运载工具悬浮在管道内，这样就可以用很小的能量推动运载工具高速前进；最后，在太阳能的促动下，超级高铁在真空管道中就可以快速运行。