真空管道運輸

真空管道運輸（Evacuated Tube Transport）是一種無空氣阻力、無摩擦的運輸形式。設計者聲稱這種運輸方式比超高速火車和飛機更安全、更廉價、噪聲更小。2010年上海《新聞晨報》稱中國在真空管道運輸研究方面已走在世界前列，但中國科學院、工程院兩院院士沈志雲隨後指出，全球範圍內的真空管道運輸研究都僅停留在構想方案上，尚無實質性的技術實驗。

基本介紹

• 中文名：真空管道運輸
• 類別：運輸
• 內容：管道
• 特點：真空

基本簡介

真空管道運輸（Evacuated Tube Transport）是一種無空氣阻力、無摩擦的運輸形式。技術原理是在地面或地下建一個密閉的管道，用真空泵抽成真空或部分真空。在這樣的環境中開行車輛，（不一定是磁浮列車），行車阻力就會大大減小，可有效降低能耗，同時氣動噪聲也可大大降低，符合環保要求。

1922年德國工程師赫爾曼·肯培爾在提出磁浮列車概念時，同時提出真空管道構想。

“真空管道運輸”這個商標名稱則是機械工程師達里爾·奧斯特（Daryl Oster）於20世紀90年代提出並於1997年獲得專利。自從那時起，他一直想法設法來尋找投資人幫助他建設這種運輸系統。

中國科學院、中國工程院院士、西南交大牽引動力國家重點實驗室成員沈志雲說，真空管道運輸目前僅處在理論研究階段，只有一些設計方案，在世界範圍內尚無實質性的技術研究。

理論速度

有關真空管道運輸系統的公開報導稱，真空管道運輸理論速度可達到每小時20000公里，環遊世界只需6個小時。

英國《每日郵報》報導稱，早上從倫敦乘真空管去上班，4分鐘後就可抵達位於紐約的辦公室附近。

《北京青年報》的報導稱，乘坐真空管道磁懸浮列車從北京出發到華盛頓，只需要1個小時。

鼓吹者說，雖然真空磁懸浮列車在真空環境下運行，但是列車的車廂內部肯定不是真空狀態。氣密性良好的列車結構能夠確保列車車廂內與其他列車一樣充滿新鮮空氣，乘客乘坐這種真空磁懸浮列車會有眩暈、胸悶等異樣的感覺。

構想概念

2010年5月，上海《新聞晨報》報導稱，中國真空管道運輸研究已經走在世界前列，2007年該項目被列為國家自然科學基金項目，由張耀平教授等專家申請的大量相關專利已被受理。

報導稱，首先將真空管道磁懸浮概念引進中國的科學家是畢業於西南交通大學的張耀平，在2007年成功申請國家自然科學基金項目“真空管道高速磁浮交通基礎研究 ”（項 目編號：50678152）後，他的研究得到了政府層面的資助。在陝西省有關方面支持下，他至該省西京學院，專門組建了真空管道運輸研究所，正全力推進這一“運輸革命”進入現實。

報導稱，2001年，與達里爾·奧斯特相識並成為密友的張耀平將這項技術首次引進中國。2002年，達里爾·奧斯特和妻子前往中國，幫助張耀平和同事在西南交通大學組建了專門研究機構。經過多年努力，張耀平的研究獲得了中國學界和政府全方位的支持。

張耀平稱，“院士大會上專家們提出的每小時600-1000公里時速，是一個保守的對外口徑，實際上所有研究者一開始就把這一運輸方式的常規運行速度定位為每小時4000公里，經過技術改進，每小時6500公里是一個中期目標。雖現在不宜提得太高，但只要磁懸浮列車改進之後，克服技術障礙，那就相當於一顆衛星。近日我在與一名長江學者及其研究生座談時，他們提出，真空管道磁懸浮列車的理路極限速度接近第一宇宙速度，要達到每小時10萬8千公里是可以實現的。”

張耀平稱，自己的團隊克服了真空管道在建設中的實際障礙，“例如，管道與管道之間的接頭處，必須密封嚴實。另外，管道沿線有許多抽氣泵站，還要為維修、檢查以及緊急情況預留能打開的開口，在真空管道運輸系統正常工作時，這些開口都密閉，必須保證不漏氣。在沿線各車站車輛進出主管道的空氣鎖部位，系統連續運行時少量漏氣不可避免，但閉合時的密封一定要可靠，達到相應的密封要求。管道中是真空狀態，而在其中運行的磁浮車輛中必須是適宜人乘坐的大氣環境，因此車輛必須具有良好的密封。”

發展歷程

真空管道運輸, 英文為Evacuated Tube Transportation, 縮寫為ETT , 這是此系統的美國發明人Daryl Oster 先生在他的專利中最早使用的名稱。早期, 國外也有人把它叫作Vacuum Tube Transportation, 但現在一般不用此叫法, 而是使用Daryl Oster 在他的專利文獻中所使用的名稱(美國專利號: 5950543) 。由於真空管道運輸跟高速磁懸浮列車密不可分的聯繫, 所以我們有時也叫作“真空管道高速磁浮交通”。

地面高速運輸系統要克服巨大的空氣阻力, 當速度超過500 km/h 後, 空氣阻力就非常巨大, 所以人們產生了建設真空管道磁浮線路的構想。早在20 世紀60 年代, 美國蘭德諮詢公司和麻省理工學院的專家通過技術分析, 構想了一種高速運輸工具——真空管運輸系統, 而且預計在21 世紀可能成為現實。該構想的輪廓是: 橫貫美國東西, 由紐約到洛杉磯修建一條長3950 km 的地下隧道, 隧道內抽成相當於1‰個大氣壓的真空, 將磁浮系統安裝在隧道內, 在這種真空管道中, 時速可達22500 km/h , 即令採用該理論速度四分之一的速度, 即平均速度6750 km/h , 由紐約到洛杉磯也只要36分30秒的旅行時間。

經過多年的研究與設計, 美國佛羅里達機械工程師Daryl Oster於1999 年申請獲得真空管道運輸(ETT)系統發明專利。

運輸系統基本結構形式

真空管道運輸線路由雙方向的兩根管道組成,可以走地上或地下, 也可以高架。兩根管道可以平排, 也可豎排。管道內徑1.5～ 2.0m, 並抽成一定的真空。沿線每隔一定距離設定真空泵站以及車站, 線路及車站布置。

真空管道運輸系統採用先進的真空技術, 而且速度會比汽車、飛機甚至飛彈還快, 人們不禁會擔心: 建設成本是否很大?對這一問題的回答, 通過對真空管道運輸系統斷面與高速鐵路斷面相比較 , 就很容易理解其造價不會很高, 而且可能十分便宜。因為在同樣的設計輸送能力下, 真空管道運輸系統的斷面可以比高速鐵路小很多。

真空管道運輸的優越性

真空管道運輸是一種新型的運輸系統, 最新研究資料表明, 所需能耗不到當前運輸方式能耗的2% , 而安全性更高、速度更快。管中抽成真空, 消除了空氣阻力, 類似飛行器的旅行艙在管道中旅行, 或者讓旅行艙在無磨擦的磁浮狀態運行。

真空管道運輸是一種非常有效的運輸方式, 運營費將相當便宜。另外, 真空管道運輸以連續方式運行, 所以可在你所期望的任何時候出發, 不用擔心天氣條件。而且具有獨特的環保優點, 建設真空管道磁浮交通比建設一條公路對環境造成的損害減少95% , 對資源的消耗也少得多。就每人公里運輸量而言, 磁浮交通對環境的溫室效應只有飛機和小汽車的0～2% , 對濕地、沼澤地的影響也較小, 不會破壞自然水體和蓄水層。

跟現有的運輸工具(飛機、火車、汽車等) 相比,真空管道磁浮交通具有以下優越性:

① 快速。紐約—洛杉磯, 45 min; 華盛頓—北京, 2 h; 本地旅行速度350 km/h , 城際間旅行速度1000 km/h , 國際間旅行速度大於4000 km/h。

② 方便。連續運行, 可以在任何時候搭乘、旅行, 沒有時刻表, 不需要遵循交通部門制定的出發時間; 沒有延遲與停止, 到任何目的地均為直達。

③ 高效、節能。在一定速度下, 只有當前運輸能耗的1%; 材料節省達90%。

④ 清潔。環境友好, 使用可再生能源——少量電力, 可持續性好, 由於管道中抽成真空, 自然形成音屏障, 以致無任何對外噪聲。

⑤ 安全。消除了相撞的可能性, 不受任何氣候條件影響, 不會因不良天氣而終斷。

⑥ 現實可行。所有建設ETT 的設備都是現成的; 所涉及的各項技術都已投入商業套用。

院士質疑

沈志雲說，真空管道技術有一定科研價值和發展前景，但要實現並不容易。

沈志雲說，1922年德國工程師赫爾曼·肯培爾提出真空管道構想至今，在世界範圍內連像樣的試驗研究都沒有，有的只是一些構想方案。“不少人熱衷於把這些紙上談兵的東西申報專利，組建公司，成立研究所，出版書籍，而不去認真探討為什麼不能實現。”