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【从德铁说开去】 index 页

今年 6 月 22 日,老公的母校有一个科普日活动,我们带着小孩去玩了。 多个理工系的大学生和教授们精心设计了科技游戏,访客们可以在玩耍中了解物理原理或者某个机器的工作原理。 众多游戏摊位中,两位十年级小美女的 poster 上大大的德铁 ICE 照片立时吸引了我。 这两位小美女名叫 Sharina Kimura 和 Luisa Rank, 她们做的研究, 题为 “借助真空优化列车运行时间和能耗” (Optimierung der Fahrzeit und des Energieverbrauchs von Zügen mithilfe eines Vakuums). 研究报告共有 14 页(A4 纸 11 号字),由 “空气阻力与物体运行速度的四次方成正比” 这样一个事实出发,探讨高速列车在真空环境下的提速和节能空间,以及可能遇到的几个问题。

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从左至右:Sharina 和 Luisa。照片来源:http://www.jugendforschungszentrum.de/wettbewerbe?start=1


根据她们的计算,在 50% 的真空中,德国产 ICE 3 理论上最高时速可以达到 1043.15 公里每小时. 这样一来,从欧洲到北美洲,横跨大西洋大约只需 4 个小时左右。能耗可以大大节省,令运营成本降低(这是她们的结论,虽然我不能完全同意。)我有问她们两个问题:

  1. 火车中途出故障了,怎样应急?
  2. 工程造价大约几何?怎样觅得足够投资?

Sharina 脸上露出一副 “我已经被这样的问题纠缠无数遍了!” 的表情,但还是很快镇定,耐心又流利地回答我的问题。 她解释说,这个真空隧道,每隔一段距离就有横截面上的闸门可以放下。 一旦火车出事,火车所在的那一段两端闸门放下,出事的一段放入空气和救援人员/设施。 Ok, 这就意味着,配套设施的复杂度有可能大大高过真空隧道本身。 至于费用,小姑娘们只是说,她们知道这会很贵,到底多贵,她们也不知道。 费用肯定要使用隧道的国家共同承担,以一国之力,无论如何没有可能。 她们说,假如大西洋底反正要建高铁隧道,倒是可以考虑建成真空。

这个主意比美国 Tesla 的老板 “海底真空磁悬浮” 还更加实际些。只是,不得不面对的现实是,人类的工程能力究竟有没有已经达到那个水准?还有,增添同样的运力,或者要省能耗,增加飞机航线,研发更高速更节能的飞机可能会更加省钱经济。 我觉得,她们这样敢想愿研究就十分不错,无论如何要鼓励她们一下。

PS: Tesla 的老板 Elon Musk 前几天说他已经 figured out 怎样制造单人代步用火箭喷射筒,正将这个设想用钛合金材料打印出来,并将于一周或者几周内 post video。 虽然听起来像科幻电影超现实,但是从制造成本方面考量,他的这个新主意比真空隧道要可行得多。 让我们拭目以待!

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