第552章 磁懸浮列車給老朱帶來的億點點震撼
視頻在超乎眾人想像的高科技畫面下繼續著。
「類似的技術不止顛覆速度,還將顛覆各個領域。從人工心臟到人造衛星···那麼,到底什麼是磁懸浮?它是如何做到這一切的?又將帶領我們駛向怎樣的未來?」
「要回答這些問題,我們首先需要離開地表!」
至此,視頻由第一個章節「磁懸浮,不止飛行」進入第二個章節「再見,地表」。
「對於傳統火車而言,摩擦力是它的一生之敵。摩擦力如果太大,阻力和磨損也會越大;如果太小,就會出現車輪打滑(難以前進)的現象。」
「這便決定了傳統列車的速度上限,通常不超過500公里每小時。怎麼辦呢?」
「乾脆離開地表,徹底擺脫摩擦力!」
視頻中以動畫展現事物離開地表,仿佛處於真空之中,沒有任何摩擦力的狀態。
此時,不僅老朱、朱標等人看得認真,就連剛上學的小孩子都看得捨不得眨眼,顯得對視頻中科普內容很感興趣的樣子。
事實上,已經學習了一部份《自然科學》內容的皇子、皇孫,對目前的內容確實能聽懂。正因如此,他們才聽得更加投入。
視頻中出現了一個後世常見的虛擬實驗室,然而對眾人來講,卻又是一個科幻感拉滿的畫面。
一個女子開始向眾人講述「磁懸浮」的原理。
「最高端的科技往往只需要最樸素的原理,我們都知道,磁鐵同極相斥、異極相吸。如果把相同磁極的磁鐵裝在列車和軌道上,列車不就能懸浮了嗎?」
聽著女子的話,看著她做簡單的磁極實驗,眾人反應不一。
徐達、湯和想的是:我們都知道?可咱不知道呀。
而朱雄英等了解這一簡單科學道理的人則眼睛一亮,心想:是啊,之前我咋沒想到呢,把同磁極的磁鐵分別裝鐵軌和火車上,不就能讓火車懸浮起來了?
但腦子轉得快的,卻隱約覺得,事情沒那麼簡單。
果然。
「但是,磁鐵斥力並不穩定,它們會自動翻轉為吸引模式。」
「所以,工程師們決定,反其道而行之!」
如何反其道而行之?
在朱雄英皺眉思考這個問題時,視頻畫面一轉,又換成了男子解說。
「這是上海磁懸浮列車示範運營線,世界上首條商業運營的高速磁懸浮列車。」
「在它的車身下方有一個C字形的懸浮架,正好可以與T字形的軌道抱在一起。在懸浮架上安裝磁鐵,就能讓它利用與鐵磁軌道之間吸引力,與車身重力達成平衡,讓車身離開地表!」
「另外,這種車抱軌的結構,還能避免車身離開軌道。」
「不過,普通磁鐵無法調整磁力大小,那該如何應對列車的載重變化呢?來點電就好了。」
這時候,視頻畫面又換成了女子解說,並在剛才的實驗室中演示利用電流改變磁力的實驗。
看到這裡,不論是老朱、徐達等對電磁科學原理不懂的人,還是對其略懂的朱雄英等人,都覺得後世科學家太厲害了,竟能想出這樣的法子來。
「利用電生磁效應,通電線圈周圍會產生磁場,電流越大,磁場就越強,這就是磁力可控的電磁鐵!」
「這樣一來,只要通過控制系統自動調節線圈電流,就能確保列車與軌道之間始終保持10毫米的懸浮間隙。」
「不僅如此,在懸浮架的側面還有兩組線圈——當列車向軌道某側偏移時,只要調節電流大小,就能把車身重新拉回中心位置,從而達到控制列車轉向的目的。」
「現在,我們的『地表飛行器』已經平穩的離開地表,下一步便是『前進』。」
接著,視頻進入第三個小章節「再見,發動機」。
又用各種實驗及動畫畫面,講述了磁懸浮列車是如何利用電流方向的迅速變化,不斷改變磁場,持續地利用移動的磁場推動列車前進的。
如果說,前面朱雄英等擁有一定科學知識的人尚且能理解的話,那麼這一段內容,朱雄英等人理解起來就有些困難了。
並非聽不懂,而是似懂非懂。
至於朱元璋、徐達、湯和等原本就不了解這些科學知識的,自然是「如聽天書,不明覺厲」。
視頻的第四個小章節則是「再見,速度極限」。
「當列車速度超過400公里每小時後,空氣將成為影響列車前進的最大阻力,能占到運行總阻力的80%以上。」
「這些形形色色的車頭形狀,就是為了儘可能減少氣動阻力而設計出來的,但這並不能從根本上解決問題。」
視頻中出現了高鐵、磁懸浮等高速列車在現實中運行的場景,只見列車飛馳而過,周圍畫面都被拉扯得模糊,甚至讓一些年紀較大的人看得頭暈。
年輕人雖然感覺好點,卻也一陣不適。
隨後眾人便都恍然——他們之前還以為後世列車車頭設計成那種樣子純粹是因為審美呢,沒想到竟是為了減少空氣阻力。
朱元璋雖然不了解這些原理,可空氣會成為高速行駛之阻力他卻是能理解的——騎馬疾馳時,可不就是會有迎面之風阻攔麼?速度越快感覺到的風越大。
這風應該就是視頻中所講的空氣阻力了。
「於是,一個更大膽的想法被提了出來——讓空氣消失!」
「這就是真空管道運輸,也被稱為超級高鐵,它的速度甚至可以超過1000公里每小時,比現有的民航飛機速度還要快!」
只見視頻中,列車在一個透明的玻璃管道中疾馳,速度越來越快。
朱元璋等人只覺得這想法大膽、奇妙,而朱柏、朱雄英等了解一些科學知識的人則更感不可思議——據他們所知,人類是需要生活在有空氣的環境下,真空不僅沒有人類所需的氧氣,甚至還會產生內外壓力問題。
所以,讓列車在真空管道中行駛,想想便知道很難達到。
果然,那個做實驗的女子又出現了,在虛擬實驗室中講解:
「但別高興得太早,常規的磁懸浮並不足以達到這樣的速度,因為阻礙它加速的,竟是它自己!」
「這是一塊電磁鐵,在紅外攝像儀下,你會發現它比普通磁鐵的溫度更高。這是因為線圈存在電阻,通電後發熱產生損耗,這樣的高溫不僅威脅列車系統安全,同時還會削弱磁場強度。」
「那麼有沒有不發熱的材料呢?有!」
眾人只見視頻中女子提出了一個藍色大桶,用長柄勺子從裡面舀出了什麼液體,便見濃郁的冷氣滾滾而下,看著就知道超級冷。
「當溫度降低到一定程度後,這種材料電阻就會突然降低為零,這就是超導體!」
「只要給超導線圈通一次電,就能將電流永久鎖在裡面,成為一個超級磁鐵!」
隨後男子解說又講到,「利用與上海磁懸浮列車不同的原理,2015年日本的低溫超導磁懸浮列車,在零下269℃的環境下,載人跑出了603公里每小時的高速。」
「2021年,由中國西南交通大學研發的世界首台高溫超導高速磁懸浮工程化樣車成功下線,設計時速620公里,將工作溫度提高到了零下196℃。」
「但要維持這樣的溫度,仍需要額外的冷卻系統,所以還處於工程化驗證階段。」
「但這並不能阻擋人們繼續探索的腳步,因為磁懸浮打開的,是一扇通往無限可能的未來之門!」
時長十幾分鐘的視頻至此,到了最後一個小章節:你好,未來!
講述了磁懸浮在其他方面的應用,如幫助飛機在航空母艦上升空,幫助火箭發射,以及裝載在衛星上、汽車上···等等。
當視頻放完,觀看的眾人仍傻傻盯著屏幕,一時難以回過神來。
約莫十幾秒後,湯和才感慨著道:「實在是太不可思議了——咱原以為如今大明火車從京師到北平只需兩三日功夫,已經足夠快,沒想到後世竟還有更快的火車!」
徐達也跟著開口,卻是問道:「江寧侯,看視頻中講,後世咱中國已經發明出能每小時跑620公里的磁懸浮列車了?」(本章完)
「類似的技術不止顛覆速度,還將顛覆各個領域。從人工心臟到人造衛星···那麼,到底什麼是磁懸浮?它是如何做到這一切的?又將帶領我們駛向怎樣的未來?」
「要回答這些問題,我們首先需要離開地表!」
至此,視頻由第一個章節「磁懸浮,不止飛行」進入第二個章節「再見,地表」。
「對於傳統火車而言,摩擦力是它的一生之敵。摩擦力如果太大,阻力和磨損也會越大;如果太小,就會出現車輪打滑(難以前進)的現象。」
「這便決定了傳統列車的速度上限,通常不超過500公里每小時。怎麼辦呢?」
「乾脆離開地表,徹底擺脫摩擦力!」
視頻中以動畫展現事物離開地表,仿佛處於真空之中,沒有任何摩擦力的狀態。
此時,不僅老朱、朱標等人看得認真,就連剛上學的小孩子都看得捨不得眨眼,顯得對視頻中科普內容很感興趣的樣子。
事實上,已經學習了一部份《自然科學》內容的皇子、皇孫,對目前的內容確實能聽懂。正因如此,他們才聽得更加投入。
視頻中出現了一個後世常見的虛擬實驗室,然而對眾人來講,卻又是一個科幻感拉滿的畫面。
一個女子開始向眾人講述「磁懸浮」的原理。
「最高端的科技往往只需要最樸素的原理,我們都知道,磁鐵同極相斥、異極相吸。如果把相同磁極的磁鐵裝在列車和軌道上,列車不就能懸浮了嗎?」
聽著女子的話,看著她做簡單的磁極實驗,眾人反應不一。
徐達、湯和想的是:我們都知道?可咱不知道呀。
而朱雄英等了解這一簡單科學道理的人則眼睛一亮,心想:是啊,之前我咋沒想到呢,把同磁極的磁鐵分別裝鐵軌和火車上,不就能讓火車懸浮起來了?
但腦子轉得快的,卻隱約覺得,事情沒那麼簡單。
果然。
「但是,磁鐵斥力並不穩定,它們會自動翻轉為吸引模式。」
「所以,工程師們決定,反其道而行之!」
如何反其道而行之?
在朱雄英皺眉思考這個問題時,視頻畫面一轉,又換成了男子解說。
「這是上海磁懸浮列車示範運營線,世界上首條商業運營的高速磁懸浮列車。」
「在它的車身下方有一個C字形的懸浮架,正好可以與T字形的軌道抱在一起。在懸浮架上安裝磁鐵,就能讓它利用與鐵磁軌道之間吸引力,與車身重力達成平衡,讓車身離開地表!」
「另外,這種車抱軌的結構,還能避免車身離開軌道。」
「不過,普通磁鐵無法調整磁力大小,那該如何應對列車的載重變化呢?來點電就好了。」
這時候,視頻畫面又換成了女子解說,並在剛才的實驗室中演示利用電流改變磁力的實驗。
看到這裡,不論是老朱、徐達等對電磁科學原理不懂的人,還是對其略懂的朱雄英等人,都覺得後世科學家太厲害了,竟能想出這樣的法子來。
「利用電生磁效應,通電線圈周圍會產生磁場,電流越大,磁場就越強,這就是磁力可控的電磁鐵!」
「這樣一來,只要通過控制系統自動調節線圈電流,就能確保列車與軌道之間始終保持10毫米的懸浮間隙。」
「不僅如此,在懸浮架的側面還有兩組線圈——當列車向軌道某側偏移時,只要調節電流大小,就能把車身重新拉回中心位置,從而達到控制列車轉向的目的。」
「現在,我們的『地表飛行器』已經平穩的離開地表,下一步便是『前進』。」
接著,視頻進入第三個小章節「再見,發動機」。
又用各種實驗及動畫畫面,講述了磁懸浮列車是如何利用電流方向的迅速變化,不斷改變磁場,持續地利用移動的磁場推動列車前進的。
如果說,前面朱雄英等擁有一定科學知識的人尚且能理解的話,那麼這一段內容,朱雄英等人理解起來就有些困難了。
並非聽不懂,而是似懂非懂。
至於朱元璋、徐達、湯和等原本就不了解這些科學知識的,自然是「如聽天書,不明覺厲」。
視頻的第四個小章節則是「再見,速度極限」。
「當列車速度超過400公里每小時後,空氣將成為影響列車前進的最大阻力,能占到運行總阻力的80%以上。」
「這些形形色色的車頭形狀,就是為了儘可能減少氣動阻力而設計出來的,但這並不能從根本上解決問題。」
視頻中出現了高鐵、磁懸浮等高速列車在現實中運行的場景,只見列車飛馳而過,周圍畫面都被拉扯得模糊,甚至讓一些年紀較大的人看得頭暈。
年輕人雖然感覺好點,卻也一陣不適。
隨後眾人便都恍然——他們之前還以為後世列車車頭設計成那種樣子純粹是因為審美呢,沒想到竟是為了減少空氣阻力。
朱元璋雖然不了解這些原理,可空氣會成為高速行駛之阻力他卻是能理解的——騎馬疾馳時,可不就是會有迎面之風阻攔麼?速度越快感覺到的風越大。
這風應該就是視頻中所講的空氣阻力了。
「於是,一個更大膽的想法被提了出來——讓空氣消失!」
「這就是真空管道運輸,也被稱為超級高鐵,它的速度甚至可以超過1000公里每小時,比現有的民航飛機速度還要快!」
只見視頻中,列車在一個透明的玻璃管道中疾馳,速度越來越快。
朱元璋等人只覺得這想法大膽、奇妙,而朱柏、朱雄英等了解一些科學知識的人則更感不可思議——據他們所知,人類是需要生活在有空氣的環境下,真空不僅沒有人類所需的氧氣,甚至還會產生內外壓力問題。
所以,讓列車在真空管道中行駛,想想便知道很難達到。
果然,那個做實驗的女子又出現了,在虛擬實驗室中講解:
「但別高興得太早,常規的磁懸浮並不足以達到這樣的速度,因為阻礙它加速的,竟是它自己!」
「這是一塊電磁鐵,在紅外攝像儀下,你會發現它比普通磁鐵的溫度更高。這是因為線圈存在電阻,通電後發熱產生損耗,這樣的高溫不僅威脅列車系統安全,同時還會削弱磁場強度。」
「那麼有沒有不發熱的材料呢?有!」
眾人只見視頻中女子提出了一個藍色大桶,用長柄勺子從裡面舀出了什麼液體,便見濃郁的冷氣滾滾而下,看著就知道超級冷。
「當溫度降低到一定程度後,這種材料電阻就會突然降低為零,這就是超導體!」
「只要給超導線圈通一次電,就能將電流永久鎖在裡面,成為一個超級磁鐵!」
隨後男子解說又講到,「利用與上海磁懸浮列車不同的原理,2015年日本的低溫超導磁懸浮列車,在零下269℃的環境下,載人跑出了603公里每小時的高速。」
「2021年,由中國西南交通大學研發的世界首台高溫超導高速磁懸浮工程化樣車成功下線,設計時速620公里,將工作溫度提高到了零下196℃。」
「但要維持這樣的溫度,仍需要額外的冷卻系統,所以還處於工程化驗證階段。」
「但這並不能阻擋人們繼續探索的腳步,因為磁懸浮打開的,是一扇通往無限可能的未來之門!」
時長十幾分鐘的視頻至此,到了最後一個小章節:你好,未來!
講述了磁懸浮在其他方面的應用,如幫助飛機在航空母艦上升空,幫助火箭發射,以及裝載在衛星上、汽車上···等等。
當視頻放完,觀看的眾人仍傻傻盯著屏幕,一時難以回過神來。
約莫十幾秒後,湯和才感慨著道:「實在是太不可思議了——咱原以為如今大明火車從京師到北平只需兩三日功夫,已經足夠快,沒想到後世竟還有更快的火車!」
徐達也跟著開口,卻是問道:「江寧侯,看視頻中講,後世咱中國已經發明出能每小時跑620公里的磁懸浮列車了?」(本章完)