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1、介绍真空管道磁悬浮列车克服空气阻力的能耗是轮轨列车或飞机等交通工具的主要 费用之一。功耗与空气阻力成正比，而空气阻力与速度的平 方成正比，因此速度每提高一倍，能量消耗将变为原来的4 倍，速度提高9倍，则能耗将变为原来的100倍，面对人们 日益增长的旅行速度要求，这样的能耗增加是地球环境和资 源无法承受的。不过近年来，部分中美科学家透露，一种最低时速4000公 里、能耗不到民航客机1/10、噪音和废气污染及事故率接近 于零的新型交通工具一一真空管道磁悬浮列车，已在理想中 呼之欲出。它就是建造一条与外部空气隔绝的管道，将管内 抽为真空后，使其中磁悬浮列车在真空中运行，并与地面零 接触，完全消失了摩
2、擦阻力，理论上讲，列车的速度想要加 速到多快都可以，同时列车运行的功耗非常小，理论上讲， 只需在启动阶段和减速阶段才需要消耗动力，在中途运行过 程中基本不消耗能量，因此说能源消耗异常小！此外，由于 列车运行于封闭的管道中，对外部世界毫无干扰，不会引起 噪声污染，可以在海底及气候恶劣地区运行而不受任何影响。 与此同时，也不易受到攻击，十分安全，而目前的高速火车 裸露在外面，极易受到外物可能的攻击。目前世界上有美国、瑞士、中国三个国家正在研究真空管道 磁悬浮技术，美国和瑞士还在理论阶段，我国已经开始着手 试验了。有关人士指出：超高速磁悬浮列车的研发，在真空度问题上 并不会存在原则性困难。美国搞的是
3、高真空管道交通，大气 压甚至只有外界的百万分之一，但成本很高，难度很大，所 以很难投入实际运营。瑞士则把真空管放在地下隧道中，这 同样增加了很大的成本，最终也难以进入实际应用。而我国 的方案相对于它们更优越、更现实。首先在管道内，只要实 施降到0.5个大气压，就能实现大大降低空气对于运动列车 阻力的实际效果。不仅大大降低了运输成本，而且使理想变 现实更容易。所以在各国研究者中我国研究进度最快。对 于整体真空磁悬浮列车研究将分三步走：第一步普通真空高 铁，时速500-600公里，预计2020年-2030年实现运营；第 二步低真空磁悬浮，在低真空管道中采用磁悬浮技术，时速 1000公里以上，两三年
4、后开始研究；第三步高真空磁悬浮， 时速可望超4000公里，目前处于理论阶段。真空磁悬浮列车只是列车在真空环境下运行，而车厢内并非 真空的，乘客乘坐这种高速的列车也不会有眩晕等异样的感 觉。从造价上来看，目前普通铁路造价每公里1.5亿，其隧 道断面大概在6米到8米之间，而真空磁悬浮管道断面只有4米到5米之间，可省去很多钢材费用，所以费用比普通铁 路更便宜。为了进一步降低建设成本，有关同行提议坚持采 用小管道方案，即直径小于3米，甚至2米，使管道中的车 辆就如普通小汽车一样大就行。传统想法，要想加快多运输 人流，就得用大车辆。但随着自动控制技术的高度发展，现 在的输送能力跟车辆大小已经没有太大的必
5、然联系，只需通 过高频率发车、多列和多车联挂，小断面线路、小车辆同样 有很高的运输能力。至于对于现在有些人坐飞机就有加速度 上的不适应，真空磁悬浮列车的速度更快，普通人能否承受 得住的疑问，专家解释：飞机起飞时，重力加速度大约为 0.5-0.6g （g=9.8米/秒的平方），同时还有上升和下降时垂直 方向的加速度，以及遇到强气流时的振动和颠簸，所以乘客 会感到不适。而在真空管道中，没有垂直方向的加速度，没 有气流振动和颠簸，因此不会有乘坐飞机时的不适。感觉应 该跟坐高铁时相当，但会比高铁更平稳。还有真空管道列车如按0.5g的加速度进行加速和减速，乘客 就不会有不适感。如设想万一发生事故，比如停
6、电或车厢破 裂，人在真空环境下怎么生存的疑问，专家解释：真空管道 车辆内部都是自带电源，不存在停电问题。万一行驶中线路 系统停电，在车辆停止后，救援人员打开列车就近的紧急出 口，可对乘客进行疏散。万一停电后，车辆的制动装置应考 虑配有自动制动和刹车能力，否则会非常危险。另外为必须 保证线路不停电，这一点，可以借鉴现有并且比较成熟的地 铁供电保障系统。另外，真空磁悬浮管道中只需要0.1个大气压的真空环境， 车厢破裂对人体生存不会有太大威胁。珠穆朗玛峰顶已经是 0.3个大气压的低压环境，登山队员尚且不需要穿真空压力 服。当然，对于经过严格设计的真空管道磁悬浮列车，车辆 发生破裂的概率将远低于我们走
7、在马路上被汽车撞死的概 率。对于票价，专家解释：如果该技术刚刚投入运行时，其票价 应该要比高铁的价格高，但是随着技术不断地成熟更新，其 价格也会逐渐降低。当然我们现在所做的关于真空管道高速 磁浮交通的努力，不仅要让速度快起来，而且票价要让普通 民众都能坐得起。这一点听起来难以置信，让朋友们质疑， 这很正常。因为历史上所有的新事物都无一例外地经历了一 个让人们怀疑和不理解的阶段，但我们对此充满信心。首先将真空管道磁悬浮概念引进我国的科学家， 是毕业于 西南交通大学的张耀平，他的研究得到了政府层面的资助。 在陕西省有关方面支持下，他目前调至该省西京学院，专 门组建了真空管道运输研究所，正全力推进这
8、一 “运输革 命”进入现实。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，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。2001年，与戴睿相识并成为密友的张耀平将这项技术首 次引进中国。2002年，戴睿和妻子前往中国，帮助张耀 平和同事在西南交通大学组建了专门研究机构。经过多年 努力，张耀平的研究获得了中国学界和政府全方位的支持， 他认为，目前这项技术所需的技术已经完全成熟。2007年，该项目被列为国家自然科学基金项目，由张
9、耀 平教授等专家申请的大量相关专利已被受理。已经克服了 真空管道在建设中的实际障碍，一场交通运输革命已经迫 在眉睫。譬如，管道与管道之间的接头处，必须密封严实。 另外，管道沿线有许多抽气泵站，还要为维修、检查以及 紧急情况预留能打开的开口，在真空管道运输系统正常工 作时，这些开口都密闭，必须保证不漏气。在沿线各车站 车辆进出主管道的空气锁部位，系统连续运行时少量漏气 不可避免，但闭合时的密封一定要可靠，达到相应的密封 要求。管道中是真空状态，而在其中运行的磁浮车辆中必 须是适宜人乘坐的大气环境，因此车辆必须具有良好的密 封。总之，目前我国建造这种真空管道磁悬浮超高速列车网 的技术条件已趋基本具
10、备，只要进行技术力量的整合，完全 可以研制出所有的技术设备和控制技术。真空管道磁悬浮技术的意义，类似于当初蒸汽机取代马力， 将带来划时代的变革。民航、铁路运输将被大面积取代， 人类将进入更清洁、高效的旅行时代。任何一种地面交通 工具，不管是否悬浮，商业运营速度都不宜超过每小时 400公里，否则能耗大、噪音超标，难以被市场接受，这 是由稠密大气层决定的。但超高速是 21世纪地面高速交 通的需求，真空（或低压）管道式地面交通达到超高速的 唯一途径，真空管道将是不可回避的选择。总之，道一千讲一万，关键是要赶紧行动起来。专家们正 盼望如果国家能将这项技术上升到三峡工程、长征火箭这 样的国家高度，统筹资金、技术，就能在 21世纪运输革 命中占得先机。可以预计不久的将来，环保节能的真空管道 磁悬浮超高速列车将以时速1000公里奔驰于国内各大城市 之间，而这种超高速列车将以时速3000公里飞驰于各大洲 之间。另外，长途货物调运也将全部采用这种列车来完成。 一个巨大的超高速列车产业群将取代现有的列车和飞机产 业群。它所带来的产业机会和发展机遇将是空前的。我国必 须抓紧这次机遇，实现民族工业的跨越式大发展。并可以预计不久的将来，世界的天空会更蓝，空气会更洁净。
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