最近,网络上疯传一篇文章《中国突然拔出倚天剑!最狠报复,世界震惊,举国沸腾!》(链接网址:http://mp.weixin.qq.com/s/OwV04NfWBIT7TubBLDoGRQ),其中的一段提到“在武汉举办的第三届中国(国际)商业航天高峰论坛上,中国航天科工集团透露,正在研发高速飞行列车,最高时速可达4000公里 !!!!!”
时速4000公里是什么概念?
第一宇宙速度的七分之一!!!
什么是第一宇宙速度?当物体可以沿着地球表面作圆周运动时必须具备的速度,也叫环绕速度。
第一宇宙速度的计算公式:
在以地球半径的轨道上运行,当万有引力等于向心力时,将上式改成它与地球表面的重力加速度关系:
代入地球表面的重力加速度g(9.8米/秒平方)和地球半径r(6370公里),可以计算出速度v的值为7.9千米/秒,即约等于每小时28440公里。
换句话说,时速为4000公里的列车奔跑起来的速度相当于第一宇宙速度的1/7。
乘坐这种列车时,人的体重会莫名其妙地减少2%。这是因为列车奔跑时是沿着地球表面的圆周曲线运行的,人体就有0.1938米/秒平方的离心加速度。这个值大致相当于地表重力加速度g的2%。(减肥的人可以莫名地高兴一下。)
以上的分析看起来没有什么,只有区区的2%。但是,当我们考虑到列车运行必须的转弯半径时,才发现问题严重了。
再由刚才的公式计算,可以得出这样的一个结论:当转弯半径为地球半径的2%时,人体就将受到一个g的横向加速度。那么这个转弯半径是多少?约为127公里。要知道,北京至天津的驾车路线全程约121公里。所以,设计这种列车的转弯半径,在图纸上必须用北京至天津的距离来画最小圆弧。
更为严重的是,人们凭空承受一个g的加速度是不大可能的。你只想一想,当你躺着时,有一个体重与你相同的人压在身上喘不过气来的感觉;或者,你被人狠狠地挤在墙上而不能动弹的感受。
以普通人对加速度的承受力(舒适度感觉),超过0.2g就非常不舒服。
按照这个要求换算出来的列车的转弯半径是1200公里,这相当于北京到上海的距离。并且还要求这个转弯半径是完全光滑的,没有任何的“凹凸”。因为这些“凹凸”就是一些小小的转弯半径,会引起列车的激烈颠簸,让人感受到大小不等的离心力,甚至能把人狠狠“甩”到座位外面去。
从目前人类的工程水平看,设计利用低真空环境和超声速外形减小空气阻力,通过磁悬浮减小摩擦阻力,实现超声速时速4000公里运行的运输系统难、难、难!或者说是不可能的。