8月9日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，當(dāng)協(xié)和式飛機(jī)在2003年退役時(shí)，高速旅行似乎后退了一大步。盡管協(xié)和式飛機(jī)的退出有著多種理由，但在技術(shù)不斷進(jìn)步并快速發(fā)展的世界里，這是一種反常現(xiàn)象。無(wú)論如何，協(xié)和式飛機(jī)的運(yùn)營(yíng)過(guò)于高昂，且違反了噪音規(guī)定。此外，既然大家完全可以用Skype來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻會(huì)議，為什么還要大費(fèi)周章地去坐飛機(jī)去參加商務(wù)會(huì)議呢?
但工程師們致力于加快旅行速度的努力從未停歇。
超級(jí)高鐵
馬斯克于2013年提出了超級(jí)高鐵概念，承諾在45分鐘內(nèi)將人們從倫敦送到蘇格蘭。超級(jí)高鐵軌道是一種密封的真空管道，其空氣阻力相比于自然環(huán)境大大降低，吊艙或車輛可以在管道中以非常高的速度行駛。在現(xiàn)實(shí)中，空氣阻力降低了車輛的運(yùn)行速度，所以為了加快速度，必須減少空氣量，這就是為什么超級(jí)高鐵管道被抽成真空的原因。在過(guò)去幾年里，特斯拉(Tesla)和SpaceX的工程師們一直在研發(fā)原型機(jī)。
這聽(tīng)起來(lái)似乎很有希望，但曼徹斯特大學(xué)機(jī)械、航空和土木工程學(xué)院講師馬克·奎因（Mark Quinn）對(duì)此并不樂(lè)觀。
他表示:“過(guò)去曾有過(guò)不少類似的嘗試，但它們從未真正突破基礎(chǔ)設(shè)施的限制。要使它具備可擴(kuò)展性，你必須能夠降低一個(gè)非常長(zhǎng)的管道中的壓力。為了做到這一點(diǎn)，你只能推高其他地方需要的能源成本?！?/p>
圖示：人類歷史上有開(kāi)發(fā)超級(jí)高鐵的類似嘗試，但都未能克服基礎(chǔ)設(shè)施的限制。
另一個(gè)挑戰(zhàn)是線路選址。如果超級(jí)高鐵經(jīng)過(guò)的地區(qū)地質(zhì)活動(dòng)活躍，任何構(gòu)造板塊運(yùn)動(dòng)都可能引起重大問(wèn)題并影響其運(yùn)行。此外，隨著速度的增加，車輛周圍的相對(duì)速度可以達(dá)到音速。這會(huì)產(chǎn)生巨大的噪音，增加壓力和振動(dòng)，以及列車操控上的困難。
“伊隆?馬斯克提出了一個(gè)解決方案,在超級(jí)高鐵列車前面安裝一個(gè)大型壓縮機(jī)，將列車前方的空氣吸入并從列車后部排出，這是可行的，但從本質(zhì)上講也是將自己綁在了噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)上,”奎因如是指出,并補(bǔ)充說(shuō)世界任何地方都沒(méi)有相關(guān)的監(jiān)管框架。
目前還沒(méi)有解決這些挑戰(zhàn)的辦法，也不清楚以后是否會(huì)有。
超音速飛行
超音速飛行是下一個(gè)可行的方案。在理查德·布蘭森（Richard Branson）的支持下，一家名為Boom Supersonic的小公司正在嘗試超音速飛行。自協(xié)和式飛機(jī)問(wèn)世以來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)得到了改進(jìn)，飛機(jī)將使用3個(gè)引擎而不是4個(gè)引擎，這能夠降低燃料成本。
超音速飛機(jī)在陸地上空飛行的一個(gè)主要問(wèn)題是噪音。音爆的聲音非常大。美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)一直在通過(guò)QUESST（安靜的超音速技術(shù))項(xiàng)目試圖找到一種更安靜的方式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
其目前正在致力于研制一種更安靜的超音速客機(jī)?！伴_(kāi)發(fā)、建造和飛行測(cè)試一架安靜的超音速X-plane，是我們實(shí)現(xiàn)為公眾開(kāi)放超音速旅行的下一個(gè)合乎邏輯的步驟，”美國(guó)國(guó)家航空航天局航空研究任務(wù)副主管Jaiwon Shin在2016年說(shuō)。
圖示：超音速飛機(jī)在陸地上空飛行的一個(gè)主要問(wèn)題是噪音。音爆的聲音非常大。
2018年4月，總部位于加州帕姆代爾的航空公司洛克希德·馬丁公司宣布獲得建造、設(shè)計(jì)和測(cè)試安靜超音速飛機(jī)X-Plane的合同。
高超音速旅行
高超音速飛行是另一個(gè)研究領(lǐng)域，它通常意味著5馬赫(音速的5倍)以上的速度，不過(guò)主要是應(yīng)用在導(dǎo)彈工業(yè)中。德國(guó)的工程師們正在研究太空船概念——一種高超音速的載人太空飛機(jī)——但是這個(gè)項(xiàng)目目前沒(méi)有足夠的資金。即便項(xiàng)目能夠落地，期間也需要數(shù)十年的發(fā)展時(shí)間發(fā)展，而音爆依舊是個(gè)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。
這一切聽(tīng)起來(lái)似乎意味著高速旅行還有很長(zhǎng)的路要走。然而，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)和沖壓式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)可能是未來(lái)高速旅行的關(guān)鍵組成部分。
沖壓式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)利用發(fā)動(dòng)機(jī)的前向運(yùn)動(dòng)或沖擊波來(lái)壓縮進(jìn)氣，且不需要壓縮機(jī)。因?yàn)樵诔羲偾闆r下，壓縮機(jī)會(huì)達(dá)到極高的溫度。
奎因說(shuō):“這在理論上聽(tīng)起來(lái)很不錯(cuò)。問(wèn)題是隨著你的速度越來(lái)越快，你的沖擊波會(huì)產(chǎn)生越來(lái)越多的熱量。當(dāng)達(dá)到1726.85攝氏度后，燃燒燃料不再增加溫度或能量，同時(shí)開(kāi)始分解空氣中的氧氣或氮?dú)??！?/p>
科學(xué)家提出的解決方案是超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)(超音速燃燒沖壓式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī))。它使用更少、更弱的沖擊波來(lái)保持超音速流動(dòng)，而不是使用強(qiáng)沖擊波將空氣減速到亞音速的速度，從而限制了溫度的上升，。
當(dāng)然，另一個(gè)考慮因素是高速旅行的碳排放問(wèn)題。高速旅行或?qū)⑹褂脷渥鳛槿剂希驗(yàn)樗划a(chǎn)生二氧化碳。盡管生成氫的能源成本巨大，但其已經(jīng)作為一種潛在的解決方案。
奎因說(shuō):“如果有足夠豐富和清潔的電力來(lái)源(比如可再生能源或核聚變能源)，那么氫就可以從水中電解出來(lái)，生成燃料。但要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)還有很長(zhǎng)的路要走?！?/p>
廣告聲明：文內(nèi)含有的對(duì)外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時(shí)間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。