膠囊列車（又名膠囊超級高鐵），是由兩家美國公司相繼利用“真空管道運輸”的概念，正在研究的一種全新交通工具。據稱，這種“膠囊”列車可以超高速、低能耗、無噪聲、零污染。被認為是繼汽車、輪船、火車和飛機之後的新一代交通運輸工具。
基本介紹
- 中文名：膠囊列車
- 別名：膠囊超級高鐵
- 概念：真空管道運輸
- 分類：運輸
產生背景,研究歷史,工作原理,技術系統,優勢特點,運輸成本低,耗能少,節省投資,安全性好,面臨問題,
產生背景
2013年7月,美國電動汽車公司Tesla（特斯拉）和美國科技公司ET3相繼公布的“超級高鐵”構想和“膠囊列車”計畫。雖然名稱不同，二者的核心原理一樣，利用“真空管道運輸”的概念，建造一種全新的交通工具。
這種列車車行速度是飛機的兩倍，子彈頭列車的3至4倍；置身“膠囊”車廂，像炮彈一樣從車站發射，逐漸加速至每小時6500公里，從紐約至北京只需2小時，環球旅行也僅6小時。
ET3公司正在美國建造一個長達4.8公里、時速為6500公里的模擬系統，計畫在2013年底前建成並試驗“膠囊”旅行的概念。而特斯拉公司則將“超級高鐵”形容為“協和式飛機、軌道炮和空氣曲棍球檯的結合體”，其構想細節和具體方案將在2013年8月12日公開揭曉。
研究歷史
早在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”的構想，認為採用管道抽真空的辦法可以實現磁浮列車速度每小時1000公里的目標值。
2003年，日本高速磁浮列車在總長18.4公里的試驗線路上達到的實驗運行最高速度為每小時581公里。
在中國，早在2005年，西南交通大學成立真空管道運輸研究所，正式啟動中國真空管道運輸領域的研究和開發。
工作原理
同濟大學磁浮交通工程技術研究中心副主任林國斌解釋，在地表稠密的大氣層中，高速交通工具運行時受到接觸摩擦和空氣摩擦的影響，目前（截至2013年）最高時速為500公里左右。“如何提升速度？只有降低摩擦。真空管道運輸就是在地面或地下建造一條密閉的管道，用真空泵將其抽成真空或部分真空，利用磁浮技術使運載工具在其中無接觸、無摩擦地運行，達到點對點的傳送運輸。”
技術系統
據設計者介紹，該運輸系統由運輸管道、載人艙體、真空設備、懸浮部件、彈射和剎車系統等組成。運行時，通過磁浮技術，將重達183公斤、長達4.87米、高約1.5米，能容納4至6名乘客的膠囊狀艙體“漂浮”於真空處理的管道中，再利用彈射裝置，發射“膠囊”沿著管道無間斷地駛向目的地。
優勢特點
除了速度的優越性，據兩個項目的設計者介紹，真空管道運輸系統不僅更低價環保，而且更便捷舒適。
運輸成本低
ET3公司稱，“膠囊列車”高效的能量利用使其運輸成本大幅度下降。首先，利用直線電機將運載艙體加速至一定速度後，艙體能夠依靠慣性在真空管道中運行，並不需要任何額外的能量，在乘客即將到站需要減速時，艙體的現有動能又可通過直線電機進行能量回收和再利用，運輸成本僅為高速鐵路的十分之一。
耗能少
由於減少了接觸摩擦和空氣摩擦，真空管道運輸比任何傳統交通工具耗費的能源都少。“膠囊列車”每度電的運輸能力是高鐵的50倍。同時，設計者還在思考新的節能方式。特斯拉公司CEO艾倫·馬斯克則介紹，“超級高鐵”將採取太陽能供電方式，能夠自行補充能量。在系統中裝上太陽能電板後，獲取的能量將超過消耗所需，此外，該系統還有存儲能量的設施，在不使用電池板的情況下也能行駛一周時間。
節省投資
按照預想，真空管道或許還能“附著”在已經建成的高速架橋上，從而節省路線資源與基礎設施的搭建成本。ET3公司稱，“相比昂貴的機票價格，膠囊列車能將從舊金山至紐約的旅行費用降至100美元”。
安全性好
與航空行程相比，真空管道運輸不受天氣因素影響，不會發生航班延誤、取消等情況。超級高鐵無需預訂座位，可以直接乘車出發。此外，據介紹，在真空管道沿線處每隔一定距離還設有安全艙，當車輛發生故障停止，或是密封艙體失壓時，乘客可從安全艙逃離，躲避危險。
面臨問題
林國斌解釋，理論上，在真空環境內交通運輸確實有可能達到更高速度，但最高速度不僅與真空度有關，還與懸浮導向系統、牽引系統、軌道系統及運行控制系統性能相關。
林國斌對列車超高速運行的穩定性表示質疑，他說：“當線路處於真空中時，空氣阻力大大降低，有利於磁浮列車的加速，但隨著速度提高，因懸浮、導向、驅動力及軌道面公差引起的磁浮列車振動也會加劇。
在多少速度下還能穩定運行，保持與軌道的無接觸及乘客可接受的舒適度，既沒有看到過試驗報導，也尚無有說服力的分析報告。”
林國斌認為，在工程可實現、代價可接受的條件下，真空管道磁浮列車可以達到多高速度，到目前為止缺少可信的方案論證，更沒有試驗數據可以佐證，“真空管道運輸的速度肯定可以超過目前大氣環境中的最高速度，但是否能達到1000公里的時速或更高速度，需要有更嚴密的論證並最終通過試驗來驗證。”
“總而言之，真空管道運輸提供了人們繼續提高旅行速度的想像空間，但要實現工程套用，還有很多問題需要解決。”林國斌說。
