科幻還是科盲？關于4000公里時速飛車的那些事

　　9月1日消息 前些天有媒體報道，中國航天科工集團通過官方微博放出消息稱，將結合超聲速飛行技術與軌道交通技術研制最高時速4000公里/小時的高速飛行列車，并令其成為繼航天、高鐵、核電后的中國新名片！那么，所謂的“高速飛行列車”究竟是黑科技，還是“噱頭”呢？

　　時速4000公里是什么概念？

　　殲10戰(zhàn)機的1.5倍，聲音空氣傳播速度的3倍，DAP92式手槍子彈速度4倍，現(xiàn)有先進民航客機速度的5倍，正在運行的高速動車速度的10倍。

　　如果坐上高速飛行列車，北京到上海，只需30分鐘。上午約個女網(wǎng)友，當天早上出發(fā)兩人能喝個咖啡。

　　消息一出，馬上引發(fā)十八路諸候的各種驕傲放縱。當然也有質疑：又是熟悉的套路，全是為了那點科研經費。

　　一開始還以為是謠言，后來到“中國航天科工”微博上看了下，的確是官方發(fā)布的消息。

　　到底是滿嘴跑火車，還是科學家在實證夢想？無關立場，從技術角度來討論這個問題。

　　加速度問題

　　所有人工高速行駛工具，必須考慮加速度問題。

　　排除物理約束，加速段最少得5分鐘，減速段還得5分鐘，瞬間上4000公里？中國航天科工的哪位領導不要命了，要不讓領導先坐。

　　有些人坐個過山車都會坐出心臟病來呢，那普通人能承受多大的加速度呢？

　　人體的胸腔保護著心臟免受撞擊的傷害，它的保護功能在現(xiàn)代科學技術的發(fā)展下卻日趨脆弱。在達到一定程度的加速度時，胸腔也根本起不到保護的作用。

　　橫向加速會因為對人體施加不對稱力而對人體造成傷害。根據(jù)《大眾科學》最近刊載的一項研究表明：14個G的加速度可以讓人的器官分離，而2.7-7.6個G的加速度可以讓人昏迷。以普通人對加速度的承受力（舒適度感覺），超過1.2G就非常不舒服。

　　那貼地飛車從0到4000KM/h，加速度是多少？人體結構能否承受，我們來計算一下一個最簡單的加速度的問題。

　　題目：以京港線為例，從北京到香港約2000公里，所花時間60分鐘，中間設立3站，也就是每站15分鐘，每站15分鐘包括啟動和制動時間，計算在啟動和制動期間的火車加速度。

　　等加速度五個公式，每個公式都取其中四個量來運算：（其中Vo^2=初速平方，以此類推）

　　S=Vt^2+a（t^2）/2

　　Vt=Vo+at

　　S=（Vo+Vt）*t/2

　　Vt^2=（Vo^2）+ 2aS

　　我們可以計算出加速度大概是1.6G。

　　很大一部分人的心臟可能受不了，還是讓尊敬的領導先坐吧。

　　對于這一點的物理學置疑，飛行列車項目技術負責人毛凱也解釋到：飛車在加速時將按照人體承受能力，加速度不能太高，一直加速到巡航速度（或最高速度），減速也是一樣。

　　可見這的確是個問題。

　　地球曲率問題

　　此次談到的真空管磁懸浮，其實在2010年媒體就報道出來，當初說的是10萬公里每小時，院士們顯然連地球曲率都沒考慮進去！也是服了。

　　多年以后降低至2萬公里，今年降到4000千公里，明年的數(shù)據(jù)，等到明年再說吧。

　　為什么要考慮地球曲率？舉個例子，北京到香港并不是一個標準水平面，北京的緯度是北緯39°54’，香港的緯度是北緯22°18’，跨過了緯度17°36’，這是一條弧度不小的曲線了，志玲姐姐的臀部曲線都達不到這個水平。

　　平面曲線的曲率是密切圓的曲率半徑的倒數(shù)，空間曲面的曲率更加復雜。

　　用切西瓜打個比方，在西瓜上選定一個點，垂直西瓜曲面切下去，切出來的切口曲線的曲率，就是西瓜曲面上該點的曲率。

　　然而你在對準該點的時候，可以讓刀面順著西瓜花紋或橫著西瓜花紋等等，所切出來的切口曲線也就不一樣，曲率也就不一樣，所以曲面某個點上的曲率有兩個主曲率。

　　回到火車鐵軌上。水平不傾斜的彎曲鐵軌，就是一個平面，選定鐵軌面上任意一點垂直切下，無論刀面方向怎樣，切口都是直線，即曲率為零。

　　而傾斜的彎曲鐵軌，是倒立的圓臺的側面，選定鐵軌面上任意一點垂直切下，切口是直線，曲率為零，刀面橫著枕木，切口是曲線，曲率為正。

　　兩個城市之間有這么大的曲率，而速度這么快，需要很大的轉彎半徑，線路必須幾乎呈直線布局，非常困難。

　　飛車每時每刻都在產生巨大的離心力，如果不考慮這一點，搞不定就飛出了太陽系。

　　4000km/h都快跟上地殼曲率啊，而且必須沿著地表跑，曲率一旦轉不過來，直接鉆透地殼里了。

　　關于安全（有點心慌慌）

　　雖然有生之年可能都坐不上這飛車，但大家還是表達了自己的擔憂。

　　時速4000公里，每秒1111米，只要路的任何地方修歪了1厘米，自己撞死也就算了，不要禍害路邊的花花草草啊。這要是翻車了，都不知道自己掉在哪個城市。

　　高速飛行列車的安全的確非常重要，出了事就是一枚巨型洲際導彈。

　　利用低真空環(huán)境和超聲速外形減小空氣阻力，通過磁懸浮減小摩擦阻力，這也是為何稱為飛行列車的原因，因為磁懸浮可以讓列車離地飛行。

　　驟停真的是一個難以想象的可怕問題，它的速度可是超過了4倍子彈，地球上有什么物理能擋得住這一擊。

　　另外，真空中車體不允許發(fā)生一丁點破損，人體無法承受體內外巨大的壓力差。

　　人類歷盡千難萬苦，攻破了超音速飛行難題，但是“音障”后面又遇到意想不到的“熱障”難題。

　　而飛行列車還有更多值得擔憂的技術問題，無論是電磁驅動還是巨型場所的封閉真空，若想商業(yè)應用還有很長的路要走。

　　如果科學界把它當作一個技術高標，每個人都必須尊重這種豪情，但如果只是為了科研話題搬出“一帶一路”來進行忽悠的話，那還是先讓憂郁的350碼的高鐵提升到400碼，這個比較實在。

　　不過，據(jù)最新消息顯示，中國航天科工集團高速飛行列車”項目技術總負責人毛凱近日在接受媒體采訪時對上文中提到的安全問題作出了如下回應：“‘高速飛行列車’加速的時候，是按照人能承受的速度慢慢加速的；減速的時候，也是按照人能夠承受的范圍慢慢減速的。并不存在對人體有傷害這一說法。”此外，毛凱還強調，安全性是“高速飛行列車”項目團隊考慮的首要問題！那么小伙伴們又如何看待此事呢？