荷兰要造管道磁悬浮试验线

财迷心窍

技术问题都是小事，没有解决不了的。
重要的是方向，现在这个东西
( O- j" T* L. M4 y& i美国人在搞——Elon Musk 领头，应该是下面这个试验完成后Virgin也加入了。

路透社北京时间7月13日报道，超级高铁技术公司Hyperloop One今天宣布，公司5月12日首次在真空环境中对其超级高铁技术进行了全面测试。在测试中，Hyperloop One的超级高铁车辆——利用磁悬浮技术，在位于内华达州的测试场地，实现了70英里（113公里）的时速。

1 j; H2 L' G( x9 b& m中国人也在搞——应该是西南交大牵头

2015年底，第二代高速环线设备建成，研发团队将轨道铺在管壁上，形成“壁挂式”磁悬浮列车，能有效解决实验室中轨道半径太小所带来的离心力问题，常压下的实验车平均时速已经提升至82.5公里。且团队成功将管道真空的极限压强降到了1335帕

——0.1大气压
; m# _, M  y: _7 w4 F2 y$ R6 b航天科工也宣布过要搞这个，而且给了路线图，近期1000km，远期4000km.

冰蚁

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晨枫 发表于 2017-10-14 15:19
6 N2 t6 \0 A- Y, b! e1 c相当于万米高空就不能达到1000公里/小时的速度，形成的激波反复扫过，对管壁是不可承受的。
, g% o# G1 B4 ^
' y! D% U. a$ E我说的气密 ...

1 f+ k2 V8 m; ]+ |: [
0 T# p2 q' d; s) Z8 t# ?客舱气密不是问题。民用飞机潜艇哪个不能做到？不是什么特殊技术吧。

你的这个激波问题我记得上次已经回过一次。车体设计相当于从气体中“穿过”，而不是推过去。仿真结果应该是可以的。气压的问题目前看似乎是不需要很低，hyperloop one 自己设的是100pa，相当于60公里高处。但似乎不需要达到这么低的低压就可以。我记得上次给过你一个georgia tech 做的，里面应该是200pa左右（万米高空是260帕的样子）。nasa的一些仿真似乎用得更高的气压值。

管道的平整度不会有什么极端要求。轨道是在基座上。基座连着下面的桩子。或者说轨道横截面是个V字形。V的顶点在基座。那个的平直度是好保证的。两翼直接固定在管壁上即可。这个对管道平直度的要求不会极端的高。
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冰蚁

财迷心窍 发表于 2017-10-14 21:25
技术问题都是小事，没有解决不了的。
重要的是方向，现在这个东西
$ k5 f: a1 _" W美国人在搞——Elon Musk 领头，应该是下 ...

2 q4 a6 b. H# ^' j" m% {5 B
; \$ e( a4 F+ V  `7 S8 x目前模型测试时速已经有350公里左右了，虽然还是模型，以及只在350公里时速上运行了几秒。
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$ e$ s" ]4 K6 V9 o3 a: ?* ~& l另外，盈利模式上，hyperloop one 这个公司寄希望能够实现高速货运，从而盈利。客运障碍大，法律/安全等问题多，排在了后面，不过肯定还是要做。

晨枫

冰蚁 发表于 2017-10-14 20:38
# B2 Q% L$ w) E, X5 Y客舱气密不是问题。民用飞机潜艇哪个不能做到？不是什么特殊技术吧。

2 }+ I1 k/ B8 p* T你的这个激波问题我记得上次已经回 ...

你是说气体是静止的，车体“穿”过去，所以不产生激波？嘿嘿，在空气中飞行的超音速飞机不也一样吗？只要车体与空气的相对速度达到超音速，就要产生激波。这是物理规律，马斯克也破不了的。要不产生激波可以，抽真空，这就是hyperloop抽真空的意义。把抽真空当成只为了降低空气阻力，那就想简单了。

3 c& Y' s' k& w: [# q' y; b所谓把空气从前面抽到后面，这速度就绝对不可能超过音速。世界上还不存在超音速压缩机。除非车体是与管道同直径的圆筒子（想不出这样的车体有什么意义），任何缩小直径都导致气流加速，别说超音速，半音速可能就会在流道上局部达到音速了，激波阻力激增。

平整度的问题，你可以极大地增加管径，管壁与车体有很大的间隙，那样平整度问题只在轨道上，管壁无所谓。代价是极大提高造价，除非你认为20毫米厚的特大钢管不值钱。个人估计，还是会尽量缩小间隙，而轨道固定在管壁上。那样，管壁的平整度还是重要的。

冰蚁

) g1 R" G5 t8 |  L* W

晨枫 发表于 2017-10-14 22:40
& v* W2 R) w& s5 O- i你是说气体是静止的，车体“穿”过去，所以不产生激波？嘿嘿，在空气中飞行的超音速飞机不也一样吗？只要 ...

6 @' q9 g. X, y: o; l$ b2 x你这个都是虚的，设想的。怎么也得有个仿真结果再说不行吧。真要如你设想的，仿真结果早一塌糊涂，整个hyperloop的工作原理都会被质疑。仿真都过不去，真是都不要搞了。目前质疑最多的是经济性。而且我认为也根本不需要超音速。运营速度最后能有个500多 mph，可以和客机速度相比就已经是革命性的交通工具了，不需要musk设想的700mph。整个工程的经济性，可行性，盈利能力会提高很多。

# j4 L* ~5 Z( j2 ], ^管道的平整度，我没说不重要，我说的是不会有你设想的那么极端。管道会尽量接近车体，空隙会比较小。管道内径差不多10英尺。车体9英尺左右。但内部轨道的V字形顶点一定是在连接桩子的基座上的，只有两翼才会在管道上固定。内华达那里已经有一条0.8英里的测试线。虽然短，很多管道/轨道上的问题也是能看出来了。

lionliy

3 e( F7 i5 p4 g. _" J8 b) I7 K

晨枫 发表于 2017-10-14 15:14
客舱与管壁不是气密的，这气抽过来抽过去，马上就equalize了。

超音速运动物体， 气体分子追不上的，客舱和管壁间气密性没有影响。
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现在的前面抽到后面的设计是，管道抽低压， 再把客舱放到了一个“航空发动机”里。

晨枫

lionliy 发表于 2017-10-14 23:44
, P% m4 u6 i. c  t) V超音速运动物体， 气体分子追不上的，客舱和管壁间气密性没有影响。

9 H8 A+ X4 i, z8 \5 E. m9 J4 R' y% ]现在的前面抽到后面的设计是，管道 ...

* R" F  m. a) a& T呵呵，你是在说笑吗？

晨枫

冰蚁 发表于 2017-10-14 22:29
/ x3 y( y$ J& m你这个都是虚的，设想的。怎么也得有个仿真结果再说不行吧。真要如你设想的，仿真结果早一塌糊涂，整个hy ...

呵呵，物理定律是虚的，我就没什么好说的了。你要是认为仿真能推翻物理定律，至少要把仿真条件放出来吧？

lionliy

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晨枫 发表于 2017-10-15 01:00
呵呵，你是在说笑吗？

请问哪里不妥？   抽气的设计就是客舱在压气机里。
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客舱周围高Knudsen气体都是处于非平衡态。  “equalize” 不在考虑范围内的。

冰蚁

晨枫 发表于 2017-10-15 01:02
呵呵，物理定律是虚的，我就没什么好说的了。你要是认为仿真能推翻物理定律，至少要把仿真条件放出来吧？ ...

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物理定律不虚，问题是你思考的方法是虚的。没有数据支撑。你这个思考只能算一个reasonable concern。啥结论也得不出来。

lionliy

冰蚁 发表于 2017-10-14 21:38
客舱气密不是问题。民用飞机潜艇哪个不能做到？不是什么特殊技术吧。

你的这个激波问题我记得上次已经回 ...

抽气设计的话， 说气体从车体中“穿过” 更合理些。  讲穿过也不完全对， 按白皮书，至少有一种方案是压缩了存在车上的。  

那些不能从车体中穿过的气体才会导致 Kantrowitz limit 。 也可以理解为全抽真空不可行，干脆在低压管中，车头前，再把压力抽低点。

xlan1976

冰蚁 发表于 2017-10-15 10:38
客舱气密不是问题。民用飞机潜艇哪个不能做到？不是什么特殊技术吧。

你的这个激波问题我记得上次已经回 ...

潜艇不太清楚，飞机的气密方法只怕不能用在这个东西上。
飞机其实并不是密封的，不仅对气体，对水这样的液体都不算是密闭的。飞机在飞行中保证气密是依靠保持客舱内始终对外界存在一个较为恒定的正压差，实现的方式是不断的有新的空气补充进来，同时有计量好的空气排出去。飞机在开放的空间飞行时，它排出的那点空气对于外界环境影响基本可以忽略不计，但这个东西要在一个密闭、恒压的，且横截面跟车体差不多大小的管道里运行，如果采用飞机的气密方式，那如何保证管道内的压力不受到车体吸入、排出气体的影响？特别是这东西要做成跟火车那样可以一次运载成千上百人，这个难度还是挺大的。
其实这也是我对这个方案好奇的地方，它是如何保证车体气密的同时又能解决里面那么多乘客的呼吸问题的？要知道，这不仅要保证里面的乘客随时有足够的氧气，还要保证乘客们呼出的二氧化碳能及时的处理，我觉得大概宇宙空间站的相关设计应该有点用，但这个我也不大懂，不过目前的宇宙空间站似乎也不能同时处理这么多乘客的呼吸问题。。

xlan1976

冰蚁 发表于 2017-10-15 12:29
你这个都是虚的，设想的。怎么也得有个仿真结果再说不行吧。真要如你设想的，仿真结果早一塌糊涂，整个hy ...

这个东西目前的仿真测试有达到音速吗？如果没有，那怕只是接近音速，那晨大说的问题确实是一个有待验证的而且很严重的问题。
因为音速是流场中的流体的压缩性影响对于流场中的运动物体最显著的时候，其显著程度远远超过接近音速的时候，虽然马赫数大于0.4就需要考虑流体的压缩性，但只有在马赫数等于1的时候，流场中的运动质点前方所有流体的压缩性影响都会作用于质点上，这个作用是非常可怕的。所以当年为什么飞机突破音速时会有音障的说法，因为那个年代对高速空气动力学了解不深刻，低于音速的时候，那怕很接近音速，流体的压缩性影响都有限，以低速空气动力学的外形设计，加个推力大点的发动机就能对付过去。但一旦达到音速，阻力就会急剧增大，以至于不仅增大发动机推力也难以继续加速，甚至飞机机体结构都无法承受。所以在经历多次惨痛的失败之后，人们开始重视超音速气流与低速气流的差别，按照高速空气动力学的要求重新设计飞机外形，以减小波阻，才实现了对音速的突破。
对于hyperloop来说，车体可以根据超音速空气动力学的要求减小波阻，实现超音速，但这并不是说激波就不会产生了，只是对车体的影响减小了而已，对于飞机来说，这就足够了，产生的激波对外部环境的影响根本不在考虑之列，但hyperloop的管道无论怎么设计，都难以躲避激波的影响，这个威力可是相当大的，设计的时候一定要考虑这个问题。
最简单解决的方法就是完全抽真空，没有空气了，自然就没有激波了，另外要是始终保持亚音速运行的话，也比较好办。

xlan1976

/ [8 Y1 X  r  R9 {, c! @

lionliy 发表于 2017-10-15 13:44
超音速运动物体， 气体分子追不上的，客舱和管壁间气密性没有影响。

4 V' ?3 h0 v% c/ p8 F: F现在的前面抽到后面的设计是，管道 ...

, Y5 L7 t* e+ E# N: F
你的这个把气体从前面抽到后面的说法，如果气体始终可以被视作不可压缩流，还可以这么说。但是一旦达到音速，气体的压缩性影响就是非常显著的爆发出来，而且无论怎样，车体都是要经历从静止逐渐加速到亚音速再到音速，然后到超音速的，这个过程中，只要管道内有气体，就势必会受到压缩，产生激波。
/ _9 r* H4 D* ?& O' b  k" y目前的航空发动机，为了尽量排除流体压缩性对压气机压比的影响，压气机段基本都是亚音速的，超音速飞机要通过超音速进气道的调节把外界进入的超音速气流降低到亚音速才能进入压气机。超音速流场下的压气机设计的确有人在研究，但这个目前需要攻克很多的技术难关才能实现。

鳕鱼邪恶

我觉着这东西最终不可能设计成超音速。没意义。

nettman

感觉太玄幻

鳕鱼邪恶

五月 发表于 2017-10-14 23:42
& j9 ?1 f: j- S2 _# {我父母是搞机械设计的。这个问题好像听他们说起过。具体的原因大约是两个：一是钢材的抗剪强度（抗剪切力 ...

0 B" P7 m9 W( e- G
一方面是抗剪力问题；上面晨老大发的吸憋了的图，主要是因为抗内压力与抗外压力的容器其形状设计是不一样的。两种容器的应力集中点不一样，使得这两种容器不能通用。抗内压的容器如果操作失误造成负压，是很容易吸憋的。

晨枫

lionliy 发表于 2017-10-15 00:05
请问哪里不妥？   抽气的设计就是客舱在压气机里。
0 _) V% S- o8 t: Q; ]
9 F, U' @4 v9 J  F' e客舱周围高Knudsen气体都是处于非平衡态。  “equal ...

这是什么样的压气机？离心式还是轴流式？客舱在壳体里还是在中间的spinner里？动力在哪里？压气机需要达到超音速的问题怎么解决？

晨枫

冰蚁 发表于 2017-10-15 00:09
物理定律不虚，问题是你思考的方法是虚的。没有数据支撑。你这个思考只能算一个reasonable concern。啥结 ...

所以相信你就对了。直说不就完了嘛。

冰蚁

xlan1976 发表于 2017-10-15 05:26
潜艇不太清楚，飞机的气密方法只怕不能用在这个东西上。
3 Q) Z( a- ~  V. I飞机其实并不是密封的，不仅对气体，对水这样的 ...

  x/ |8 M, Q$ A这个就不是成千上百人的。思路要转变。就那么一节。一次几十个人。Musk的原始设想是28个。