那么人类运输管道系统中的“人”呢?

那么人类运输管道系统中的“人”呢?
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那么人类运输管道系统中的“人”呢?

    • 作者名称
      杰伊马丁
    • 作者推特句柄
      @DocJayMartin

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    超级高铁正在成为现实;问题不在于它能跑多快,而在于我们是否想骑在上面。 

     

    假设的感恩节对话,2020 年 XNUMX 月: 

     

    “那么,你觉得妈妈会做晚饭吗?” 

    “她说她还有事,可能不能准时到……” 

    “来吧,距离蒙特利尔只有半小时路程……” 

    “是的,但你了解她——我想她宁愿长途跋涉来到这里……” 

    “什么?驾驶??在这个时代?告诉她直接上超级高铁!” 

     

    虽然管道运输系统的概念已经萌芽相当长一段时间了,但它花了 埃隆·马斯克 (Elon Musk) 的技术极客名人地位 产生当前利息。他 2013 年的白皮书概述了他对从洛杉矶到旧金山的改变游戏规则的运输系统的愿景,该系统快速、安全、廉价且环保(并一路上精明地将笨拙的术语“人体真空管运输”变成了优雅的——也许还可以注册商标——“超回路列车“)。 

     

    许多大学、研究机构和科技公司都参与了开源试验,竞相推出最好的工作原型。公司的成立是为了与政府或私营部门合作,在不同地区开发这些系统。     

     

    尽管在设计和集成到运行中的公共交通系统方面仍然存在障碍,但可以理解的是,人们对一种潜在的革命性交通方式抱有很大的期待。公众已经被不顾地理和天气、快速穿越城市和大陆的愿景所吸引。 

     

    加拿大已将其技术帽子投入到擂台中,由 TransPod是一家总部位于多伦多的公司,承诺最早将于 2020 年完成设计并投入运行。TransPod 设想建立一条多伦多-蒙特利尔走廊,将 5 小时通勤(或货运)缩短为 30 分钟。     

     

    Dianna Lai 是 TransPod 的通讯总监,她解释了为什么他们的公司认为有必要引入一种新的交通方式。 

     

    “我们希望通过可持续的高速交通将人们、城市和企业联系起来,从而重新构想我们的生活和工作方式,”赖女士说。 “通过缩短距离,我们可以增加人员和货物的交流,最大限度地提高货运等企业的效率,并为城市发展创造机会。” 

       

    除了北美之外,全球各地都在讨论项目:斯堪的纳维亚半岛、北欧、俄罗斯和海湾国家都表示对类似项目感兴趣,他们认识到更快、更经济的新交通系统确实有希望。可行且对环境的负担较小。 

     

    因为科学确实很性感(悬浮磁铁!穿过无摩擦的真空!速度高达 1000 公里/小时!),大部分炒作(双关语)都集中在这些技术的开发中:什么设计可以使概念得以实现尽可能快地通过建造最好的隧道,使用最清洁的电源? 

     

    但在我们采用超级高铁作为公共交通系统之前,我们必须从根本上回答技术无法创新或设计无法克服的问题——假定的人类乘客。本质上:  

     

    我们能以这么快的速度骑车吗?也许更重要的是:我们愿意吗? 

     

    超级高铁概览 

    •技术类似于 磁悬浮 火车,用于沿着地铁轨道悬挂和移动吊舱,在计算机控制的突发中加速或减速 

    •“绿色”能源,如太阳能电池,产生吊舱运动以及生命维持和照明 

    •建议航线:洛杉矶-旧金山、洛杉矶-拉斯维加斯、巴黎-阿姆斯特丹、多伦多-蒙特利尔、斯德哥尔摩-赫尔辛基、阿布扎比-迪拜、俄罗斯-中国 

    估计费用:从 $7B(埃隆·马斯克的估计)到 $100B(纽约时报 2013 年估计) 

     

     对过山车有利的因素对超级高铁不利 

     

    任何坐过过山车的人都可以证明,带来兴奋的不是速度,而是速度或方向的突然变化。因此,对于超级高铁来说,乘客关心的不是他们登上后如何承受最高速度,而是他们如何管理加速、减速和方向改变所涉及的力。我们需要应对这些快速变化,因为为了达到这样的速度,乘客必须忍受比游乐园惊险游乐设施中所感受到的剧烈得多的变化。  

     

    加速或减速的通常方法是一次大力推动,就像踩下油门踏板或猛踩刹车一样。为了达到所需的逃逸速度,宇航员在发射过程中会经历大约 3g(地球重力的三倍);战斗机飞行员在快速爬升或俯冲时可能必须承受高达 9 克的瞬时影响,其影响可能远远超出仅仅伸手去拿呕吐袋的程度。众所周知,处于最佳身体状况的飞行员或宇航员在这种放大的压力条件下会昏厥——那么普通通勤者呢? 

     

    凯文·舒梅克西方大学教授对从心脏到大脑的血流进行了广泛的研究,特别是加速和减速的力量如何影响它们。他同意,虽然会存在生理问题,但它们并非不可克服。 

     

    “大多数人可以承受 2 克的力量,”舒梅克博士说。 “为了解决线性加速度的潜在问题,我们不必让每个乘客都穿着战斗机飞行员的抗重力服。例如,让他们面朝轨道方向就座,可以最大限度地减少线性加速度的影响。” 

     

    TransPod 设计者设想的解决方案是在整个路线上分配这些间隔,例如,目标加速度“爆发”约为 0.1g,类似于我们在加速地铁中的感受。通过轻轻踩下油门或刹车,希望能像飞机起飞和降落一样,将这些变化最小化到可容忍的水平。 

      

    事实上,任何偏离直线的行为都会对乘客产生更大的影响。物理学家将这些力称为角动量,这些力再次使过山车的曲折令人兴奋;即使是不寻求刺激的人在通过急弯时也会遇到这种情况。因此,任何方向偏差都会使地铁乘客失去平衡;例如,重心高的车辆甚至可能翻倒。 

      

    当前的高速列车具有倾斜(或倾斜)机制,通过向曲线方向倾斜来减轻惯性力。就像骑自行车的人在汽车赛道外侧转弯或升高时倾斜一样,这在一定程度上抵消了这些旋转力。 TransPod 在其原型中纳入了自动倾斜规范,以解决横向加速度问题。但即使有了这些机制,赖女士也承认,偏离理论直线以及角动量的影响也会影响其设计的运行速度。  

     

    “我们不希望横向加速度超过 0.4 克,并且由于地形会决定任何轨道曲率,因此我们必须相应地调整速度。” 

     

    它可能很安全,但会舒服吗? 

      

    克服这些问题本质上只是一个开始;因为对于真正被认为是公共交通的东西来说,它不仅应该安全,而且应该舒适——不仅对商务旅客来说,而且对祖母、幼儿或可能患有某种疾病的人来说也是如此。并不是每个人都会仅仅因为速度快而骑车,特别是如果代价是艰难或不舒服的通勤。  

     

    TransPod 的设计师已将人体工程学融入到他们的设计模型和原型中,因为他们确实认识到,轻松且方便的通勤心态对于想要尝试新事物的人们至关重要。 

     

    “这是 TransPod 的主要考虑因素之一,”赖女士说。 “我们的设计确保乘坐体验比在飞机或火车上更加舒适。我们正在将一些关键元件集成到我们的悬浮系统中,以应对这个新系统在高速下将面临的振动量。”  

     

    人体工程学设计可能不仅仅是创造舒适的座椅。艾伦·萨尔莫尼教授推测,由于我们正在处理关于高速和力量的新范式,因此我们可能必须重新审视重复运动和振动频率可能产生的影响,无论是来自乘用车的运动,还是来自驱动动力的机构和发动机。它。 

     

    “在这样的速度下,我们对现在认为理所当然的事情的研究很有限,比如振动效应,无论是对人体的短期还是长期影响,”萨尔莫尼博士解释道。 “例如,虽然现在对于乘坐子弹头列车的乘客来说,这些影响确实可以忽略不计,但我们并不确定在更高的速度下这些影响,或者是否有更强烈的振动频率影响人体。” 

     

    “特别是如果存在隐藏的健康状况,例如血管衰弱,或者该人容易发生视网膜脱离……他们的风险会更高吗?老实说我不能说。” 

     

    Shoemaker 博士对此表示同意,并建议假定的超级高铁旅客也应该在乘飞机旅行之前获得医疗许可。事实上,他将超级高铁的持续发展视为进一步发展他的研究兴趣的领域。 

     

    “我很乐意自愿登上其中一个(吊舱),并带上我所有的仪器,测量人体对速度或方向突然变化的反应。” 

     

    即使我们想骑它,它会被建造吗? 

     

    虽然一些经济预测表明,从长远来看,超级高铁的成本会更低,但基础设施的投资将意味着大量资本的注入。估算差异很大,因为计算必须包括建设轨道之外的成本,例如,必须为该系统划拨土地,并且需要咨询城市规划者以决定车站应安装在哪里。为了使像超级高铁这样的系统成为现实,政府和社区必须完全致力于其发展。 

     

    像 TransPod 这样的公司认识到并理解潜在利益相关者中普遍存在的“观望”态度,尤其是对于创新、颠覆性且当然昂贵的技术。因此,TransPod 一直在与政府讨论根据其感知的需求实施该系统的最佳方法。    

     

    例如,一个最初的应用是货运。这不仅会突显以更快的速度运输货物的经济效益,而且还可以开始让公众熟悉该系统,并有助于最终让乘客登机的过渡。

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