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“秒停”的超級(jí)高鐵 靠譜嗎

馬斯克小知識(shí)制動(dòng)特斯拉科普動(dòng)車組


“秒停”的超級(jí)高鐵 靠譜嗎



特斯拉又“搞事”了 。
近日， 《今日美國(guó)》網(wǎng)站報(bào)道稱， 特斯拉公司、SpaceX CEO埃隆·馬斯克宣布， 旗下“超級(jí)高鐵乘客艙”將進(jìn)行測(cè)試， 目標(biāo)運(yùn)行速度為音速的一半， 并在1.2公里內(nèi)完成剎車 。
這意味著， 乘客艙要以約613公里的時(shí)速運(yùn)行， 14秒內(nèi)“秒?！?， 減速度數(shù)值近重力加速度的1.2倍（1.2g） 。
【“秒停”的超級(jí)高鐵 靠譜嗎】與馬斯克對(duì)這項(xiàng)短距離測(cè)試“瘋狂又興奮”的感覺不同， 人們更好奇“秒停”的可行性 。
“秒停”不需“get”新技能
“14秒制動(dòng)馬斯克所提的乘客艙， 技術(shù)上沒問題 。 ”“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“中速磁浮交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”課題負(fù)責(zé)人、中車首席專家楊穎向科技日?qǐng)?bào)采訪人員表示 。
國(guó)防科技大學(xué)磁浮技術(shù)工程研究中心教授李杰表達(dá)了類似看法， 并告知“馬斯克的超級(jí)高鐵和我國(guó)高鐵制動(dòng)原理基本一致” 。
在我國(guó)， 高鐵動(dòng)車組采用復(fù)合制動(dòng) 。 正常制動(dòng)中， 優(yōu)先采用“再生制動(dòng)”， 即將電動(dòng)機(jī)“反轉(zhuǎn)”為發(fā)電機(jī)， 把動(dòng)車組動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能， 通過接觸網(wǎng)供應(yīng)給相鄰區(qū)間動(dòng)車組使用 。 當(dāng)動(dòng)車組即將停站時(shí)， 則改為與汽車制動(dòng)盤工作原理一般的“機(jī)械制動(dòng)” 。 高鐵遭遇停電等故障， 緊急制動(dòng)也為“機(jī)械制動(dòng)”模式 。
此外， 我國(guó)CRH380AM還使用了“風(fēng)阻制動(dòng)”， 通過在列車端部升起風(fēng)阻板， 加大動(dòng)車組空氣阻力；德國(guó)、日本使用“渦流制動(dòng)”， 制動(dòng)時(shí)將一套電磁鐵置于鋼軌上方， 通電后， 電磁鐵與鋼軌間產(chǎn)生渦流發(fā)熱， 將動(dòng)能轉(zhuǎn)為熱能消耗掉 。
“按馬斯克所述， 乘客艙質(zhì)量約在幾百公斤左右 。 動(dòng)能是質(zhì)量與速度平方的乘積 。 速度較大， 但質(zhì)量較小， 制動(dòng)要消耗的能量并不‘巨大’ 。 以現(xiàn)有成熟的長(zhǎng)定子驅(qū)動(dòng)技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)‘秒?！毁M(fèi)力， ‘再生制動(dòng)’就可實(shí)現(xiàn) 。 ”楊穎說 。
“秒?！焙苋菀?“商用”很尷尬
對(duì)馬斯克的測(cè)試， 楊穎表示不用太“興奮”， 譬如美國(guó)航空母艦上MK－73型攔阻索， 可使30噸重的艦載機(jī)以260公里時(shí)速著艦， 滑跑91.5米停止， 減速度約3g， 同比難度遠(yuǎn)高于這項(xiàng)測(cè)試 。
“研制超級(jí)高鐵， 最終是為了成為大眾交通工具 。 它的啟動(dòng)加速度和制動(dòng)減速度不能超過普通健康人的承受限值 。 目前看， 普通人承受的減速度限值約為0.5g 。 ”中車株洲所研究院副院長(zhǎng)陳高華說 。 也因此， 現(xiàn)有交通工具“減速度”均控制在0.5g以內(nèi) 。
“速度越大， 減速度應(yīng)該越小 。 公交車緊急剎車， 乘客已‘人仰馬翻’ 。 飛機(jī)降落稍‘猛’， 乘客在飛機(jī)落地瞬間心里也會(huì)‘咯噔’一下 。 只有飛行員等具特殊優(yōu)異體質(zhì)者， 可承受這種‘加碼’的減速度 。 ”楊穎補(bǔ)充 。
據(jù)悉， 我國(guó)350公里時(shí)速?gòu)?fù)興號(hào)高速動(dòng)車組， 緊急制動(dòng)大約需6.5公里制動(dòng)距離 。 正常制動(dòng)下， 需8—10公里制動(dòng)距離 。 對(duì)613公里時(shí)速， 制動(dòng)距離僅1.2公里的“極限”挑戰(zhàn)， 不具“現(xiàn)實(shí)性” 。 專家稱， 該“超級(jí)高鐵乘客艙”還在原理驗(yàn)證樣機(jī)階段， 離工程樣機(jī)差距尚遠(yuǎn) 。
“這更像‘玩具’ 。 即便能‘秒?！?但會(huì)產(chǎn)生超大電流和功率的需求 。 單節(jié)車沒有商業(yè)價(jià)值 。 如果在此‘要求’下， 做成數(shù)百米長(zhǎng)列車， 乘客承受不了此減速度不說， 僅其要求地面提供數(shù)十兆瓦級(jí)的短時(shí)加、減速功率， 在經(jīng)濟(jì)上就很不劃算 。 ”陳高華說 。
制約輪軌交通往更高速度發(fā)展主要有輪軌阻力、空氣阻力和噪聲等三大因素 。 真空中的“超級(jí)高鐵”， 有望克服這些因素， 由此備受關(guān)注 。

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