真空管道運輸:處在科技前沿的下一代運輸方式

　　1、引言
　　
　　人類沒有停止過對更高速度的追求，在這種追求過程中，前人的高速旅行期望不斷地由夢想變成現(xiàn)實。迄今，公共運輸工具中速度z*快者當屬飛機和磁懸浮列車。然而，飛機和磁懸浮列車均有其極限速度，這種速度并非人們旅行的z*理想速度和終極速度。飛機和磁懸浮列車速度不能繼續(xù)提高的障礙是空氣阻力，空氣阻力跟速度平方成正比地增加。這意味著要想在飛機和磁懸浮列車的基礎上實現(xiàn)突破，創(chuàng)造下一代高速運載工具，則需要考慮從根本上減少或消除空氣阻力。一個合乎邏輯的可能思路是：建設真空管道，讓車輛無接觸、無摩擦地在其中運行，即可使速度在飛機基礎上數(shù)倍地提高。這種運輸方式就是真空管道運輸，英文中稱為“Evacuated Tube Transportation (ETT)”，它將給今天的運輸模式與運輸格局帶來革命性變化。
　　
　　2、真空管道運輸?shù)脑O想
　　
　　世界科技史上，任何一項重大發(fā)明或發(fā)現(xiàn)都是人類共同智慧的結(jié)晶，是一代又一代人思想積淀的量的積累達到一定程度時質(zhì)變的體現(xiàn)。z*終實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變者，即被人們認定為該技術(shù)的發(fā)明人或締造者，從而載人科技發(fā)展的史冊。至于真空管道運輸，從思想萌芽到概念提出，再到專利申報與獲得，大致也經(jīng)歷了類似的過程。
　　
　　現(xiàn)代火箭之父Robert Goddard，在Worcester工學院1904年的開學典禮上演講時提到：在波斯頓至紐約之間建一條真空管道鐵路線，車輛通過電磁方式懸浮在軌道上，消除金屬之間的接觸，這種運行方式從波斯頓到紐約的旅行時間只需10分鐘(根據(jù)作家Edward Pendray所著的Robert Goddard傳記記載)。
　　
　　1965年，EDWARDS LK發(fā)表了題為“高速管道運輸(HIGH-SPEED TUBE TRANSFORTATION)”的文章，提出了一個能夠在90分鐘內(nèi)從波斯頓到達華盛頓的客運系統(tǒng)設想，此系統(tǒng)由一對抽成一定真空的管道組成，其中的車輛運行速度為500mph。
　　
　　還有資料顯示，早在20世紀60年代，美國麻省理工學院的專家通過技術(shù)分析，設想了一種高速運輸工具——真空管運輸系統(tǒng)，而且預計在21世紀可能成為現(xiàn)實。該設想的輪廓是：橫貫美國東西，由紐約到洛杉磯修建一條長3950km的地下隧道，隧道內(nèi)抽成相當于1‰個大氣壓的真空，將磁浮車系統(tǒng)安裝在隧道內(nèi)，在這種真空隧道中，時速可達25000km/h，即令采用該理論速度1/4的速度，即平均速度6750km/h，由紐約到洛杉磯也只要36分30秒的旅行時間。
　　
　　Forgacs的研究對真空管道與大氣環(huán)境中的運輸線路進行了比較。他提出的真空管道運輸系統(tǒng)由真空泵抽成一定真空、埋置于地下，且用永久磁鐵對車輛提供懸浮力，速度為966km/h，相應的普通線路速度為483km/h。研究表明，真空管道中速度提高增加的效益遠遠大于開挖隧道增加的成本，足以補償隧道開挖工程費用；真空管道運輸系統(tǒng)對環(huán)保貢獻巨大，而能耗又非常小。另外，對不同的懸浮方式作了比較，用電池提供懸浮力的系統(tǒng)可能造成牽引力損失，不如采用永久磁鐵優(yōu)越。還指出真空管道運輸系統(tǒng)z*好采用永磁懸浮模式。
　　
　　1978年，美國蘭德公司的研究人員Robert M.Salter在他的研究報告(Trans-planetary Subway Systems：A Burgeoning Capability)中作了如下描述：一種叫“運輸之星”的地鐵系統(tǒng)，由電磁支撐和在地下一定真空度的管道中運行的車輛組成，能夠在一小時內(nèi)穿越美國。該系統(tǒng)跟地方運輸系統(tǒng)之間有轉(zhuǎn)運聯(lián)接，還可以進行貨物運輸。但是隧道開挖是一個復雜、昂貴的問題，在地下幾百英尺的巖石中挖掘隧道要求采用先進的隧道挖掘機。
　　
　　經(jīng)過多年的研究與設計，美國佛羅里達機械工程師Daryl Oster于1999年獲得真空管道運輸(ETT)系統(tǒng)發(fā)明專利，至此，真空管道運輸作為一項正式的專利技術(shù)界科技發(fā)明史上。在此后的幾年中，關于真空管道運輸?shù)脑u價，一些人認為它并不是什么新發(fā)明，也有人說在幾十年前他們都有類似的設想。因為道理很簡單，旅行速度要想繼續(xù)提高，必須克服空氣阻力，而在地表消除空氣阻力的惟一有效方法就是建設真空管道。但是，歷史的光環(huán)z*終只落到對該發(fā)明起決定性作用的人身上。從這種意義上來說，歷史所承認的真空管道運輸系統(tǒng)的發(fā)明人大概只有Daryl Oster了。
　　
　　3、美國Et3.com公司的ETT研究工作
　　
　　Daryl Oster的ETT專利(美國專利號：5，950，543)包括如下內(nèi)容：沿線路方向的兩根抽成真空的管道，車體，真空設備，懸浮部件，加速裝置，能夠回復能量的剎車系統(tǒng)，減振裝置，管道定位器，轍叉系統(tǒng)，自動控制、檢測與維護裝置，施工方法，安全系統(tǒng)等。
　　
　　為了促進ETT研究與開發(fā)工作，Daryl Oster于1999年在美國佛羅里達州注冊成立Et3.com公司。公司采用特許加盟制度，加盟費100美元，加盟后即成為Et3.com公司的一名特許人，不僅意味著持有該公司的一份股份，同時可以繼續(xù)發(fā)展其他對ETT有興趣、愿意支持、推動ETT發(fā)展的成員。這種方式的好處是可以調(diào)動和聯(lián)合社會各界人土，把對ETT的支持者凝聚起來，從各自的領域為ETT早日實現(xiàn)貢獻力量。
　　
　　Daryl Oster夫婦辭去了其他可以獲得較高薪水的職位，專心致力于ETT的研究與開發(fā)工作。除了出租房產(chǎn)(必要時會賣掉其中一些)的收入作為基本研究經(jīng)費外，他們沒有其他收入來源，過著z*節(jié)儉樸素的生活。
　　
　　根據(jù)美國佛羅里達高速鐵路建設署(Florida High Speed Rail Authority，F(xiàn)HSRA)的計劃，將在Tempar-Lakeland-Orland之間修建一條137km的高速鐵路。2002年，共有來自世界各國的17家公司的技術(shù)方案得到提名。