中國創紀錄的磁懸浮列車如何消除「隧道轟鳴」問題

中國的鐵路研究人員聲稱,已經成功減少了當時速約 370 英里(600 公里/小時)的磁懸浮列車從隧道中衝出的低頻沖擊波。這一突破的核心在於安裝於隧道口的 328 英尺(100 米)聲音吸收“緩衝器”。實驗室和野外測試顯示,這一新結構能夠將壓力波動抑制多達 96%,這預示著未來的磁懸浮列車將提供更加安靜、安全的乘坐體驗,同時減少居住在未來磁懸浮走廊附近的居民、野生動物及基礎設施運營商的投訴。

緩衝器的工作原理是,當任何高速列車進入狹窄空間時,列車前方的空氣會像活塞一樣被擠壓。這股壓縮空氣在出口處會集結,釋放出有時被比喻為微型雷聲的轟鳴,因此被稱為“隧道轟鳴”。隨著速度的提高,這一問題變得更加嚴重:在 373 英里(600 公里/小時)下,隧道長度僅 1.2 英里(2 公里)就能產生轟鳴,而傳統的 217 英里(350 公里/小時)子彈列車則需 3.7 英里(6 公里)才能達到相似效果。根據《衛報》的報導,中國的工程師使用輕質、多孔的材料來設計這款新緩衝器,並在隧道入口的第一段牆面上加上相匹配的多孔塗層。這種組合使被困的空氣在列車抵達隧道口前得以釋放,類似於槍械消音器中的消音裝置。

早期的試驗表明,這一設計能將峰值壓力降低到幾乎背景水平,而不會增加主要的建設複雜性或成本。這一解決方案針對的是下一代磁懸浮列車的一個關鍵瓶頸。傳統的高速鐵路因鋼輪與鋼軌之間的磨損限制,最高速度通常在 217 英里(350 公里/小時)左右。而通過在導軌上方幾毫米懸浮,磁懸浮車輛避免了這種摩擦,能夠更快行駛,但前提是必須能控制隧道轟鳴等氣動側效應。

中國對磁懸浮技術的重視再度上升,這一緩衝器將安裝於中國鐵路滾動裝置公司的最新原型上,該原型於 2021 年推出,旨在以 373 英里(600 公里/小時)的速度持續運行。中國目前唯一的磁懸浮列車是 2004 年建造的上海機場穿梭列車,採用了德國 Transrapid 技術,最高時速為 286 英里(460 公里/小時),不過其運行距離僅有 19 英里。國家規劃者多年前放棄了進一步擴展磁懸浮的計劃,轉而支持一個創紀錄的 29,825 英里(48,000 公里)的傳統高速網絡。

然而,隨著行業的變化,對於 373 英里(600 公里/小時)模型的期待重燃。業內官員表示,這款列車平穩的無輪行駛和“電磁鐵的安靜嗡嗡聲”可能會吸引旅客放棄國內航班,特別是在繁忙的北京至上海走廊沿線。若能在大約 2.5 小時內完成這一航程,與從登機口到登機口的飛行時間相當,將能將機票價格削減一半,並使從家門到機場的二氧化碳排放降低七倍,還能釋放擁擠的機場登機口。《衛報》指出,目前尚未有任何路線獲得正式批準,但各省政府正在游說北京設立試點線路。

中國並非唯一追逐磁懸浮承諾的國家。日本的中央新幹線計劃以 314 英里(505 公里/小時)的速度從東京直達大阪,將目前的 2.5 小時行程縮短至約 67 分鐘,然而建設延遲使其 2027 年的首演充滿不確定性。韓國已經運營了兩條較短的磁懸浮服務。相較之下,美國的唯一聯邦支持項目最近出現了問題。交通部長肖恩·達菲本週取消了東海岸磁懸浮鐵路的資助,理由是近十年的規劃不善、社區反對聲音強烈、成本超支嚴重,且至今未見實質性進展。

目前,中國的壓力緩解緩衝器成為朝著商業可行的超高速鐵路邁出的具體步驟。如果大規模試驗確認其 96% 的沖擊波減少效果,這項技術可能消除實驗性原型和全國跨境旅行新時代之間的最後一個主要技術障礙,使其速度超越目前的鋼輪列車,並比短途航空更環保。


Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。