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高铁的前世今生(超级高铁的前世与今生)( 二 )


1904年，现代火箭技术之父罗伯特·H·哥达德提出了vactrain的设想，这是现代意义上第一个真正空信息资源的网络运输系统 。当时他是美国伍斯特理工学院的大一学生 。他假设列车在真空状态下在管道中滑行 。为了通过非磁性手段加速和减速列车并防止摩擦，有必要在相对可移动的部件(如车轮和铁轨)之间施加流体压力 。方法是用喷嘴喷出高压高温液体，液体立刻变成高压蒸汽，使车体悬浮在铁轨上 。
本质上，火车可以看做是在一层高压液膜上运行 。1906年，戈达德在短篇小说《高速往返》中完善了这一思想 。三年后，《科学美国人》以《快速交通的极限》为题，发表了这项工作的综述 。
Goddard vactrain专利中的示意图
戈达德的想法可以说是从大气铁路到超级高速铁路的过渡 。与大气铁路相比，vactrain的管道处于真空状态，列车不再利用气压差提供动力 。首次考虑减少空空气阻力，防止列车与轨道之间的摩擦 。与超级高铁相比，VATCRAIN的形式与超级高铁非常接近 。但在悬浮和移动列车的手段上，大部分超级高铁方案都采用磁悬浮技术，VATCRAIN采用的是高压气体 。
1955年，波兰科幻大师斯坦尼斯拉夫·莱姆出版了《麦哲伦星云》 。这部小说以32世纪的共产主义乌托邦为背景，人类已经完成了对整个太阳系的殖民，正在尝试星际旅行 。莱姆在小说中描述了一辆名为“Organowiec”的洲际real 空列车，它可以在透明的real 空管道中以超过1666公里的时速行驶 。这显然是受了vactrain的影响 。
雇佣兵的掩护
1962年，美国科幻作家麦克雷诺兹发表的短篇小说《雇佣兵》在类比中将真实空管道运输放在了至关重要的位置 。
在小说中，和平已经实现 。为了防止世界毁灭的可能性，政府规定战斗中只能使用20世纪以前设计的武器，所有战斗都将进行电视转播，以娱乐大众 。大公司使用雇佣军来解决商业纠纷 。在运输行业，大陆气垫船公司处于垄断地位 。新崛起的Zhen 空管道运输公司可以大大降低运输成本，给消费者带来更好的服务，从而打破垄断，但首先要和前者打起来 。
当然，不仅仅是武器，小说中的交通工具都是20世纪之前就存在的观念 。气垫船的概念可以追溯到1716年，瑞典科学家伊曼纽尔·斯维登·伯格(Emanuel Sviden Berg)在研究车辆的表面效应时提到了“悬浮”一词 。到19世纪初，有人意识到压缩空气体可以降低航行阻力，提高速度 。真空管道运输的概念可以追溯到1810年梅德赫斯特的真空邮政线路的想法 。所以，无论是小说里，还是现实历史中，真正的空管道运输确实比气垫船更新 。
如果说以前的研究主要局限于理论计算，那么到了20世纪70年代，real 空管道运输的拥趸Robert M. Salter开始考虑实际操作问题 。当时，他设想了一个真实的空管道系统“Planetran”，它位于坚固岩层的地下数百米处，贯穿美国东北部的大都市，在8个州设立了9个站点 。
当时日本的新干线已经运营了近10年，全世界对磁悬浮列车的研究也如火如荼，但技术还不成熟 。因此，他没有将磁悬浮技术应用到他的想法中，而是提出使用钢制轮胎 。列车通过电磁力加速，减速是通过挤压前方稀薄空气体和列车在相邻管道中加速实现的 。可以看作是大气铁路和真空列车的融合版 。
这套系统最值得称道的是其惊人的节能能力 。作为一个“高能量守恒系统”，当列车减速时，大部分能量会在相邻管道的车辆加速时返回系统使用 。另外，普通列车在运行过程中，空空气阻力占总阻力的70%以上，而空真实空管道内腔的空气阻力会大大降低，能耗自然也会相应降低，这样每位乘客消耗的能源成本不到1美元，全程平均时速可达4800公里，从美国东海岸出发，
索尔特认为，这一系统将有助于减少飞机和地面运输对大气层的破坏，具有巨大的环境和经济效益 。因此，他将Planetran称为美国的“下一个逻辑计划” 。然而，其建设成本估计高达1万亿美元，因此该计划未被政府采纳 。
3.超级高铁应时而生 。随着磁悬浮技术的不断突破，Zhen 空管道列车的倡导者也意识到这可能是其成功的关键因素之一 。1991年11月，杰拉尔德·k·奥尼尔(Gerald K. O 'Neill)提交了一份专利申请，提出了“磁力飞行”的设想:管道中的列车运行在单轨上，而不是传统的两条铁轨 。轨道上装有永久磁铁，装有可变磁铁的列车在电磁力的作用下悬浮在轨道上 。他计算过，如果从管道中抽出空气体，火车的速度可以达到每小时4000公里 。


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