100多年前,鐵路的出現(xiàn)帶來了世界鋼鐵行業(yè)的空前繁榮。鐵路, 不僅是鋼鐵的主要用戶, 也不斷刺激著鋼鐵生產(chǎn)工藝與技術(shù)的提升。飛機和汽車的出現(xiàn), 成為世界石油、汽油最大的消費者。今天, 真空對非專業(yè)人士來說, 最熟悉的就是家家都有的熱水瓶, 還有近些年流行起來的保溫杯, 而對其他工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用則不很熟悉。無論如何, 大家都感覺到, 真空設(shè)備、器件、工藝、技術(shù)等是一個前景廣闊的行業(yè)。真空應(yīng)用, 未來還有哪些更重要的領(lǐng)域。

         本文介紹一種正受到科學(xué)界關(guān)注的新系統(tǒng)——真空管道運輸, 它對真空產(chǎn)業(yè)的影響, 將類似于鐵路之于鋼鐵,是未來真空行業(yè)最重要的應(yīng)用方向之一, 也將是真空市場上最大的買家。建議有遠(yuǎn)見的真空界企業(yè)、行業(yè)協(xié)會和研究人員密切注視真空管道運輸?shù)陌l(fā)展動向, 為這一巨大市場的到來做好應(yīng)對準(zhǔn)備。

真空管道運輸概念及發(fā)展歷程

         真空管道運輸, 英文為Evacuated TubeT ran spo rtat ion, 縮寫為ETT , 這是此系統(tǒng)的美國發(fā)明人Daryl O ster 先生在他的專利中最早使用的名稱。早期, 國外也有人把它叫作Vacuum TubeTransportation, 但現(xiàn)在一般不用此叫法, 而是使用Daryl O ster 在他的專利文獻中所使用的名稱(美國專利號:5950543)。由于真空管道運輸跟高速磁懸浮列車密不可分的聯(lián)系, 所以我們有時也叫作“真空管道高速磁浮交通”。

         地面高速運輸系統(tǒng)要克服巨大的空氣阻力, 當(dāng)速度超過500 km/h 后, 空氣阻力就非常巨大, 所以人們產(chǎn)生了建設(shè)真空管道磁浮線路的設(shè)想。早在20世紀(jì)60年代, 美國蘭德咨詢公司和麻省理工學(xué)院的專家通過技術(shù)分析, 設(shè)想了一種高速運輸工具——真空管運輸系統(tǒng), 而且預(yù)計在21 世紀(jì)可能成為現(xiàn)實。該設(shè)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(dāng)于1‰個大氣壓的真空, 將磁浮系統(tǒng)安裝在隧道內(nèi), 在這種真空管道中, 時速可達(dá)22500kmöh , 即令采用該理論速度四分之一的速度, 即平均速度6750 km/h , 由紐約到洛杉磯也只要36 分30 秒的旅行時間。

        經(jīng)過多年的研究與設(shè)計, 美國佛羅里達(dá)機械工程師Daryl O ster 于1999 年申請獲得真空管道運輸(ETT)系統(tǒng)發(fā)明專利。

真空管道運輸系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)形式

         真空管道運輸線路由雙方向的兩根管道組成,可以走地上或地下, 也可以高架。兩根管道可以平排, 也可豎排(如圖1)。管道內(nèi)徑1.5～2.0m, 并抽成一定的真空。沿線每隔一定距離設(shè)置真空泵站以及車站, 線路及車站布置如圖2 所示。

圖1　真空管道運輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2　真空管道運輸線路及車站布局圖

         真空管道運輸系統(tǒng)采用先進的真空技術(shù), 而且速度會比汽車、飛機甚至導(dǎo)彈還快, 人們不禁會擔(dān)心: 建設(shè)成本是否很大?對這一問題的回答, 通過對真空管道運輸系統(tǒng)斷面與高速鐵路斷面相比較(圖3), 就很容易理解其造價不會很高, 而且可能十分便宜。因為在同樣的設(shè)計輸送能力下, 真空管道運輸系統(tǒng)的斷面可以比高速鐵路小很多。

圖3　真空管道運輸系統(tǒng)斷面與高速鐵路斷面比較