首页 - 国际新闻 - 军事频道 - 科学频道 - 科技频道 - 财经频道 - 健康频道 - 标签频道

军事:“飞铁”时速4千公里啥概念?要从北京加速到上海(2)

澎湃新闻 2017-09-02 10:07:20

  北京至上海的直线距离为1084公里。也就是说,如果以磁悬浮列车的加速度,乘客从北京出发,开始一路加速,到上海差不多刚刚达到最高时速。

  而如果在北京和上海的中点设置一站,以波音787客机的加速度,“高速飞行列车”从加速到最高时速,再马上减速至停止,正好是一站的距离。

  如此压缩列车的平稳运行时间,不利于乘客的舒适度。因此,如果要实现时速4000公里的“高速飞行列车”,两站之间的距离必须非常远。

  线路要又“直”又“平”:如何转弯、过桥

  如此,“高速飞行列车”又面临第二个挑战:弯道和桥梁。

  长达数千公里的行驶距离,肯定要跨越不同的海拔以及复杂变化的地形,比如山脉、高原、盆地、平原、丘陵、河流甚至海洋。这就需要转弯以回避线路上的险阻。但在向心加速度相同的情况下,列车运行速度和能承受的最小曲线半径(编注:非专业场合称之为转弯半径)成平方关系。也就是说,“高速飞行列车”比高铁的速度快了10倍,那它在实际运行中需要的最小曲线半径可能要以百倍计算。

  可查资料显示,最高时速350公里的京沪线上的最小曲线半径7公里左右。这意味着,乘客要达到高铁的舒适程度,最高时速4000公里“飞铁”的最小曲线半径得是900公里左右。900公里左右的最小曲线半径,基本已经不具备在地面上的转弯能力。怎么理解这个概念呢?只有从太空中,才能发现这条地面上的“直线”是“弯”的。

  为了在工程上可行,“飞铁”就得缩小最小曲线半径。这就涉及到乘客舒适度的问题。简单来说,列车启动时的加速度带给人“推背感”,而转弯时的向心加速度会带给人“甩飞感”。

  假设最高时速4000公里的“飞铁”在转弯时将速度降至最高时速的25%即1000公里,最小曲线半径与高铁一致也是7公里,那么乘客在转弯时就会承受1.24个g的向心加速度。这相当于在横向或者斜向上,给乘客身体上再施加一个多人的重量,这会带来很强的压迫感。打个比方,相当于每次转弯,都是激烈的过山车体验。

  与轨道的弯道问题相似的,是轨道桥梁问题。在时速4000公里下,轻微的曲率都可能造成一定程度的失重。这就意味着,“高速飞行列车”的真空管道不仅要在水平方向上减少拐弯程度,也要在垂直方向上减少坡度变化,否则,列车的安全性和舒适性难以保障。

  此外,在安全性方面,成倍提高的速度也会要求成倍的制动和预警能力。因为最高时速是4000公里,紧急制动距离会很长。可做比较的是,轿车在紧急制动,即一脚刹车踩到底的情况下,加速度是-1g左右,在时速100公里的情况下制动距离需要39米。时速4000公里,如果加速度也是-1g,紧急制动距离需要63公里。这意味着,得确保前方线路63公里之内都没有任故障,否则后果不堪设想。

狂踩
(2)
22.2%
点赞
(7)
77.8%