复兴号高铁速度一般是多少公里每小时 高铁每小
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飞机在很长一段时间里,所有的都可以由人类在日常生活中选择,速度最快的交通工具。自从高铁出现以来,越来越多人选择这一高效的出行方式。随着武广高铁的开通,中国也拥有了世界上速度最快的高铁线路。当时,人们还调侃道,在广州喝完早茶还能去武汉吃个午饭,也可以看出,目前中国高铁的速度是快的。
毕竟我国的跨度较大,宽阔的疆土,目前高铁的发展还不能完全普及,而且很多城市之间的距离也很远,在速度方面也还不及飞机。所以有一位科学家提出了一个超级高铁的想法,就是把高铁速度提高至1600公里/小时,全面超越飞机。那这个想法有可能实现吗?如此高速的超级高铁将在什么时候问世呢?它利用了什么原理以达到这么高的速度?
超级高铁的原理超级高铁的速度有多快?用飞机和地球周长来做参考。目前世界上大多数的客机速度是900公里每小时,而超级高铁将比飞机的速度快了近一倍。地球的周长是40000万公里左右,超级高铁绕地球一周只需要一天多一点。目前据说发展速度超过4000公里的超级高铁,这将能够实现半天环绕地球的梦想。超级高铁的速度令人瞠目结舌,为什么它能够拥有如此惊人的速度?
在中学物理上我们学过一个概念,就是摩擦力。如果没有了摩擦力,一切都会很顺利,物体之间的阻力会完全消失。所以早期尝试高铁提速的时候,第一种选择是减少火车车轮和轨道之间的摩擦,于是磁悬浮列车诞生了。磁悬浮列车也是目前人类速度较快的陆上交通方式,通过消除火车和轨道之间的摩擦,实现速度的最大化。和飞机相比,还是有很大差距的,于是人们就开始思考对高铁的改良和速度的提升。
在我们的理解中,空气阻力只是一个很小的概念,我们平时走路的时候,根本感受不到空气带来的阻力。但这只有在特殊状态下才会发生,一旦周围的环境起风了,空气阻力开始出现,当风力达到了一定级别的时候,陆地上的建筑都会被吹起来。
空气阻力的影响会随着速度的增加而增加。关于空气阻力有这样一个公式,当空气密度和物体体积不变时。速度每提升为原来的2倍,空气阻力就会随之变成原来阻力的4倍。要是真的想让列车时速达到4000公里,那么它遇到的空气阻力就是400时速多少公里的火车面临着什么1000倍!
现在我们常见的许多飞机中,飞机头和火车头的外形都是十分相似的,采用的是流线型的设计方式,目的也是为了减少空气阻力,增加载具的速度。
不过,且不说如此大的空气阻力会对火车造成怎么样的影响,光是空气造成的气动噪音,注定了这趟车不能坐。你要知道气动噪音的速度是随着火车的速度而增加的7-8次方。在极高速的情况下行驶,所带来的气动噪音足够震碎人的耳膜了。
超级高铁的实现和难题在目前世界上最快的高铁中,武广高铁的速度达到了300公里/小时。研究人员称,当高铁达到这个时速时,空气阻力已经达到了一个峰值,据计算,此时空气阻力达到高铁总阻力的80%。这个速度中,气动噪声已经十分明显了,声音分贝已经超过了火车车轮的轮轨声。,在理论上说,速度还能够再快,可是实际上即使再快也快不了多少了,因为空气的阻力已经十分大了。
提高高铁的速度,制造超级高铁,就一定要解决空气阻力和气动噪声。要解决这两个问题,唯一的办法就是让火车保持真空,在完全没有空气的环境中驾驶。迄今为止,我们提升列车速度的方式还处在减少车轮和轨道的摩擦力上,后来的磁悬浮列车也已经解决了这个问题。目前磁悬浮列车已经投入使用了很多年了,现在剩下的问题,只有空气。
就目前的科技来说,唯一可以实现真空行驶的就只有通过建造真空管道的方式运送列车。假如能够通过真空管道的方式行驶,列车可以完全消除空气带来的阻力和气动噪声,在提高速度的降低能耗。经计算,真空管道可以降低98%的列车能耗。想要建造超级高铁,没那么容易,摆在科学家目前就有4大问题。这4个问题,目前想要解决其中1很难。
第一个就是成本问题,想要制造如此长一条真空管道,成本十分之高。根据地铁管道的制造成本,每公里就要6-10亿元,照这个算法,1000公里的真空管道就要花费近万亿的成本。这个项目也太烧钱了,估计除了足够的科技,还要有充足的财力才能够支撑。
第二问题就是真空条件,目前,我们有许多可以吸尘的机器,但它只是一个小规模的包,抽个罐子。真空管道的面积如此巨大,如果要抽真空,也是一件十分不容易的事情,就目前的技术而言,还没有一个可以实现的方法。
第三个问题是磁悬浮列车,现在的高铁还只是使用在陆地上的短距离运输。技术还不成熟的情况下,如果将磁悬浮用于超级高铁,在那么高的速度情况下,很有可能会出现不可控的新问题。
现在,海底管道技术已经不是什么困难的事情了,在港珠澳大桥和很多城市的地铁也已经实现了。如果将真空管道和海底管道技术相结合,那么超级高铁就能够建遍世界的每一个角落,到时高铁就可以完全取代飞机了。
那这一项技术真的可以实现吗?人类真的能坐上这条超过第一宇宙速度的超级高铁吗?
超级高铁的问世时间其实这个还只是一个美好的幻想,在现阶段的科技还无法实现这个技术,这项发明仍然存在许多问题。虽然超级高铁的建造技术十分难以实现,但事实上,早在1904年,就已经有人提出过真空管道运输的概念。在当时,罗伯特,现代火箭之父·戈达德提出这个假设之后,推测在真空管道的磁悬浮列车的速度可以达到每小时1600公里。
直到上个世纪60年代,美国麻省理工的科研人员对此进行了更加深入的研究,结果表示速度比罗伯特提出的要快得多。他们认为在低压的真空管道中,磁悬浮列车可以达到2.25万公里/小时。如果真的如此,环绕地球1圈还不用两个小时。
可是在那么多的问题面前,为了实现这项技术,就越来越远了,不过一样有人看好这个项目。早在2013年,特斯拉创始人马斯克就曾经表示自己很看好这个项目,他对这个项目却有所保留,他只是在世界范围内号召各界人士对此事进行研究,希望大家一起将这个项目落实下来。
在2016年,曾经有一个十分有希望的项目开展。在这个项目中,有一种实验车,在拉斯维加斯的沙漠里不用2秒就达到了643公里/小时。虽然离超级高铁还有一段距离,也算是一个速度上的突破。可惜的是,这个项目在获得融资之后,就没有太多的进展了。
这个项目对于人类来说,确实有很大的价值,一旦能够实现这个目标,人类可以在短时间内环游世界。这样一来,世界上各个国家都会连成一个整体,地球村的建立也将更加快速,各国的对外经济都会快速发展。
目前我国已经建设了许多的高铁路线,在全国各地的许多地方都能够感受到高铁的便利。这些高铁工程和超级高铁比起来,还有很长的路要走,希望这项工程能够在未来实现超越。
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