【康沃真空網(wǎng)】除自行車(chē)外,所有交通工具都比其所承載的負(fù)載要重。若非如此,所使用的能源將得到更有效的利用。由真空泵驅(qū)動(dòng)的大氣鐵路正是如此。
如今,一輛汽車(chē),即使是小型汽車(chē),其重量都遠(yuǎn)不止一噸。哪怕就載兩個(gè)人,僅車(chē)輛運(yùn)行仍需近 90% 的能量。在此例中,乘客所需能量?jī)H 10% 多一點(diǎn)。即使是滿(mǎn)載情況下,有效載荷和車(chē)輛重量之比也很少超過(guò) 1:4。我們發(fā)現(xiàn),飛機(jī)同樣有此不利,而鐵路的情況則更糟。
省掉車(chē)載驅(qū)動(dòng)裝置
在傳統(tǒng)汽車(chē)中,驅(qū)動(dòng)裝置絕對(duì)是最重的部件之一。自行車(chē)之所以效率高,是因?yàn)槠涑丝途褪邱{駛員。但是,發(fā)動(dòng)機(jī)真的需要如影隨行嗎?實(shí)際上,更好的做法是,在路線(xiàn)的某個(gè)位置安裝發(fā)動(dòng)機(jī),然后將其動(dòng)力遠(yuǎn)程傳輸至車(chē)輛。這是上上個(gè)世紀(jì)工程師們的想法。19 世紀(jì) 40 年代,愛(ài)爾蘭和英格蘭修建了第一條大氣鐵路線(xiàn)。
其基本思路很簡(jiǎn)單:在軌道之間鋪設(shè)一根管道,管道頂部開(kāi)槽并使用柔性密封件密封。管道內(nèi)部有一個(gè)活塞,幾乎完全填滿(mǎn)管道的直徑。管道固定于列車(chē)車(chē)廂底部,兩個(gè)管道之間的連接通過(guò)管槽上的密封件來(lái)實(shí)現(xiàn)。真空泵在火車(chē)前方產(chǎn)生真空?;钊谎刂朔较蚶瓌?dòng)并一同拉動(dòng)車(chē) 輛。在背面,一個(gè)正壓壓縮機(jī)起輔助作用。
第二次嘗試獲得成功
19 世紀(jì),材料和技術(shù)尚未達(dá)到所需水平,無(wú)法充分密封管槽和有效操作真空泵。如今,依托現(xiàn)代化技術(shù),這些問(wèn)題得以解決。巴西工程師奧斯卡·科斯特 (Oskar Coester) 因而得以在20 世紀(jì) 70 年代開(kāi)發(fā) Aeromovel(氣動(dòng)車(chē)輛)。此運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行原理與 19 世紀(jì)的大氣鐵路相同。
現(xiàn)代化版本的系統(tǒng)在軌道之間有一個(gè)矩形軸(而非圓形管道),內(nèi)部有一個(gè)矩形傳動(dòng)板(而非活塞)。固定泵的動(dòng)力既用于列車(chē)前方的真空,也用于列車(chē)后方的正壓。在 1980 年的漢諾威貿(mào)易博覽會(huì)上,試駕了一輛試驗(yàn)車(chē)。目前有兩個(gè) Aeromovel 投入運(yùn)行:一個(gè)是印尼主題公園長(zhǎng)
3.2 千米的環(huán)形鐵路,另一個(gè)是巴西阿雷格里港機(jī)場(chǎng)長(zhǎng) 1000 米的鐵路。另有其他安裝方案也已制定。當(dāng) Aeromovel 滿(mǎn)載時(shí),有效載荷與車(chē)輛重量之比達(dá)到潛在破紀(jì)錄值,即 1:1。
閱讀更多:是什么阻礙了首次嘗試建造大氣層鐵路的成功?蒸汽機(jī)車(chē)除了自身的噸位重量外,還需要攜帶大量的硬煤。而這個(gè)替代蒸汽機(jī)車(chē)的早期產(chǎn)品,實(shí)際上有諸多優(yōu)勢(shì)。1845 年, 倫敦至克羅伊登路線(xiàn)的大氣鐵路最高時(shí)速達(dá)到每小時(shí) 160 公里。這一紀(jì)錄直到約 60 年后才被蒸汽機(jī)車(chē)打破。然而,大氣鐵路路線(xiàn)在不久之后近乎全部停止運(yùn)行。
一個(gè)致命弱點(diǎn)就是管槽的密封。密封件通常用牛皮制成,用肥皂、魚(yú)肝油等類(lèi)似物質(zhì)潤(rùn)滑。然而,皮革在霜凍時(shí)會(huì)變得又硬又脆。此外,使用的潤(rùn)滑劑會(huì)吸引老鼠,而老鼠會(huì)咬壞密封件。真空泵的蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)本就效率不高,又沒(méi)有信號(hào)技術(shù)來(lái)跟蹤列車(chē),只是嚴(yán)格按照時(shí)間表工作。如果列車(chē)晚點(diǎn),則會(huì)不必要地消耗更多煤。有些列車(chē)還很難在月臺(tái)高度精準(zhǔn)地啟動(dòng)和停止。因此, 蒸汽機(jī)車(chē)的缺點(diǎn)也好,進(jìn)步也罷,終是使這項(xiàng)充滿(mǎn)前景的技術(shù)暫時(shí)止步于此。