爱吱声

标题: 荷兰要造管道磁悬浮试验线 [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2017-10-14 22:30
标题: 荷兰要造管道磁悬浮试验线
本帖最后由 晨枫 于 2017-10-14 09:18 编辑 5 Y8 i; R* T* r- @9 C, u1 U

1 c/ O( Z5 J/ ~3 Khttp://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_1825012
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报告建议先建一条3公里长的测试管道。根据初步设想，这条管道直径3米，管壁由20毫米厚钢板制成，地面支柱间距30米；头尾两段是单管，中段先岔开成双管、后又汇合，运输舱可在岔道处加减速；管道内可同时安装这两家公司各自的磁悬浮和推进系统。
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# E( O' c4 G' R% {4 n待“管道高铁”测试成功，已有的3公里管道可扩建至57公里，连接两个机场，并投入商业运营。
/ ?3 B, p! E9 }: B5 t6 T报告预估，3公里测试管道建设需投资1.19亿欧元，运输舱由进场测试的公司自备。57公里商业运营“管道高铁”的管道建设投资预计将增加20倍。
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问题：7 ]* E* U" }2 n% d: I' Q
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管道3米直径算内径的话，估计客舱内可以2+2布置，巴西航空的E195就是外径3.01米、内径2.74米。
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. J* P4 A2 q9 u$ h) K4 a8 Y20毫米厚的壁厚那是BMP1前装甲的厚度了。
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不同的是，管道磁悬浮的圆度和平整度要求很高，制造和维修上的挑战比同厚度的装甲钢板要大几个数量级了。工业上大口径连续钢管的制造以输油管为最，阿拉斯加输油管长度1300公里，管径1.22米，管壁厚度11.7到14.3毫米，现代输油管有比这更大的，但依然可以用作参照。输油管的压力是向外的，钢制压力容器可以轻易承受几十个大气压。磁悬浮管道内是真空的，即使是低真空，那压力也是向内的。钢制真空容器的吸瘪至今依然是一个工业上谈虎色变的问题。道理我说不好，我只知道这一个大气压非同小可。  i+ d+ T7 l8 {1 F) X1 Z0 O

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及时见过油罐车爆裂的？吸瘪的可是不少, a) I, \8 `! Y( @5 p+ ?
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储罐也一样
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7 ]* e" M7 D' f# \- }这个比较特别，看样子管壁还挺厚
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大部分超压破损造成破裂泄压，但大部分真空吸瘪不造成破损，直接造成结构形变，这是最大的危害
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+ b8 E. r' C7 v7 {管道磁悬浮的壁厚达到20毫米的话，希望只漏气，而不造成坍塌。漏气极大地增加阻力，但不危险。
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1 ?6 Y) f. N1 S" `# s- w$ |' N估计在安全设计上，需要每隔一定距离就有一个安全阀，紧急时自动打开，让环境空气涌入管内，不至于把旅客憋死。不过客舱内空气循环就没有办法了，只要靠站的时候换气？3 l! a! d$ n, c
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客舱两头还必须有安全舱门，停电或者故障时，旅客可以走出来，自己沿管道步行逃生。但行动不便或者需要轮椅之类就不知道怎么办了。飞机也有逃生问题，但只有座位到逃生口的距离，出去了就不管了。管道磁悬浮只要没有从管道里爬下地面，都得管。
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# w1 `3 H: b' ]8 S& S2 f+ j# Q/ @4 p还有一个问题是热胀冷缩。工业上大口径管道用膨胀环路。每过一段距离，都要这么来一下，由钢结构的弹性对付热胀冷缩。直挺挺的管道磁悬浮怎么办呢？% F+ X+ L/ c/ ^$ y9 _& C3 p

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管道内是真空的，客舱内当然是常压的，站台也是常压的，上下客可能可以在客舱和站台之间直接对接，除了磁悬浮的那一点点间隙，没有真空段，依然需要很短的air lock，但问题不大。问题是站台和客舱的密封要求都是宇宙飞船等级的，不能有爆炸性减压的问题。站台还好办，那一头通大气，任何减压都是暂时的。客舱里就问题大了，难说是不是等得及管道安全阀打开、向管道里充气了。这个维修要求可是不一般。
作者: 五月    时间: 2017-10-14 23:42
输油管的压力是向外的，钢制压力容器可以轻易承受几十个大气压。磁悬浮管道内是真空的，即使是低真空，那压力也是向内的。钢制真空容器的吸瘪至今依然是一个工业上谈虎色变的问题。道理我说不好，我只知道这一个大气压非同小可。
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, b2 C. F0 f3 `8 ~6 {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（抗剪切力的能力）小于钢材的抗拉强度；二是因为发生微小形变时，当压力是由内向外时，管道内壁承受的剪切力不随形变而增加。而当压力是又外向内时，剪切力与形变成同比关系（也许是指数增长关系）。
作者: 红茶冰    时间: 2017-10-15 00:06
制造这种管道在欧洲只有几个国家有这实力，英法德瑞典。难点在于 第一材料，第二 加工能力。  S) {3 \* Y3 g( F
材料强度是基础，大型高精度轧机，熟练的工程人员以及优异的焊接外加经验丰富的热处理人员外都是不可缺少的。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2017-10-15 00:26
欧洲小国搞这种超级工程的年代俺觉着过去了；技术可能有，工程规模不够大的话，成本咋办？可以对着兔子漫天要价也越来越难，还不如一开始就跟兔子合作的好。。。俺没有数据，随便说说的～
作者: 天狼星    时间: 2017-10-15 00:33
兔子有超压机啊！估计这单子兔子能掺和一脚。
作者: 赫然    时间: 2017-10-15 02:12
不需要绝对真空的吧，反正也做不到。关键是气压要求降低到多少。如果0.1个大气压就行，这样的工程难度应该还是可以接受的。这里有个平衡点的问题。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2017-10-15 02:39
能否把运输舱前面的空气抽取向后喷出？
作者: 小书童    时间: 2017-10-15 03:34
天狼星 发表于 2017-10-15 00:33% m4 V9 o/ `( i0 |, F3 ~
兔子有超压机啊！估计这单子兔子能掺和一脚。
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感觉兔子先集中精力把自己的搞成了再说这个了，按晨大的说法这个管线生产管理维护比较麻烦，而且一旦被当作恐袭目标的话，一节油罐货车就可以废掉它的气密性............
1 s) o& N5 a% k: j& J7 |# P, i- Z效费比不高的感觉.........尤其在欧洲
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-15 03:55
本帖最后由 冰蚁 于 2017-10-14 15:10 编辑
3 ^2 K, b* P* S) {7 v5 b7 Q( U8 u9 S: A6 a
没有那么大的内外压差。最多大概就相当于万米高空吧。气密其实在事故中也无所谓。这种车的本质是磁浮。没气密了，一样可以降速运行到站台。管道的圆度和平整不会有特别极端要求，毕竟里面还是有轨道的。轨道足够平整就可以。现在的压力设计也不需要 Air lock。现在的磁浮可以做到500公里时速。不需要任何减压设计。所以这种车在加速到500公里前其实气压无所谓。
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-15 03:59
鳕鱼邪恶 发表于 2017-10-14 13:392 ]( D/ M- }* C6 ?
能否把运输舱前面的空气抽取向后喷出？
2 y$ R+ Q$ ^$ e, \" p- a# F8 p! q
现在就是这样设计的。但仍然需要低气压。
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-15 04:01
红茶冰 发表于 2017-10-14 11:062 E1 z  ?- o& y/ a
制造这种管道在欧洲只有几个国家有这实力，英法德瑞典。难点在于 第一材料，第二 加工能力。
3 z$ _$ p/ K  j材料强度是基 ...
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这种钢管都是标准件，工厂出来后，直接螺钉连接。
作者: 晨枫    时间: 2017-10-15 04:13
赫然 发表于 2017-10-14 12:123 ?) P3 u  ]( n3 E6 S/ n8 k2 v0 p
不需要绝对真空的吧，反正也做不到。关键是气压要求降低到多少。如果0.1个大气压就行，这样的工程难度应该 ...
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所以我说低真空嘛。对于压差来说，0.9大气压和1.0大气压差别没有多大。
作者: 晨枫    时间: 2017-10-15 04:14
鳕鱼邪恶 发表于 2017-10-14 12:39
+ C5 T8 u1 u; F$ B能否把运输舱前面的空气抽取向后喷出？

- q, s/ b& Z- P6 C# u客舱与管壁不是气密的，这气抽过来抽过去，马上就equalize了。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2017-10-15 04:15
冰蚁 发表于 2017-10-15 03:55
8 ]' t  Y# @3 o+ G1 K+ s6 L6 G- `没有那么大的内外压差。最多大概就相当于万米高空吧。气密其实在事故中也无所谓。这种车的本质是磁浮。没气 ...

: @# g5 R3 w7 P  w: y$ q% A现在的五百时速是在大气中吧？在管路里五百时速，那不是空气压缩机了嘛
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2017-10-15 04:15
冰蚁 发表于 2017-10-15 03:55! r3 @" B- U5 q7 q+ ]0 t
没有那么大的内外压差。最多大概就相当于万米高空吧。气密其实在事故中也无所谓。这种车的本质是磁浮。没气 ...
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现在的五百时速是在大气中吧？在管路里五百时速，那不是空气压缩机了嘛
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2017-10-15 04:19
晨枫 发表于 2017-10-15 04:14: g4 C5 o) ?* a# {1 _" ?) `
客舱与管壁不是气密的，这气抽过来抽过去，马上就equalize了。

2 ^5 \1 N) j7 D  q一千公里时速下，空气的粘度恐怕就可以保持客舱与管壁间一定的气密度了？
作者: 晨枫    时间: 2017-10-15 04:19
冰蚁 发表于 2017-10-14 13:55
; i3 Z4 c8 ?' N( J没有那么大的内外压差。最多大概就相当于万米高空吧。气密其实在事故中也无所谓。这种车的本质是磁浮。没气 ...

5 B: Z4 {; K/ j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。0 J: b5 a. j2 p1 t- s" U! q; h
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我说的气密不是管道的气密，而是客舱的气密。客舱漏气了，会造成爆炸性减压，立刻危及旅客生命。
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2 A* y8 ~) ^6 c) U% }- Q) l轨道是安装在管壁上的，管壁不平整，轨道倒平整了？8 c2 h& m9 k4 F

$ a( u' M+ Y! v! J/ |/ m1 A不明白你的500公里/小时还是1000公里/小时与air lock有什么关系？
作者: 晨枫    时间: 2017-10-15 04:20
冰蚁 发表于 2017-10-14 14:01/ P5 S# t' e+ h, W% {* t1 {
这种钢管都是标准件，工厂出来后，直接螺钉连接。

. Z# J, I1 L: G, r霍霍，这标准件！看来波音客机也是标准件用铆钉连接的。
作者: 晨枫    时间: 2017-10-15 04:21
鳕鱼邪恶 发表于 2017-10-14 14:19* B% Z; M9 a9 u4 L  }
一千公里时速下，空气的粘度恐怕就可以保持客舱与管壁间一定的气密度了？ ...

" {9 ^" Q8 D8 M- }$ c" ]: A4 }8 M你指用边界层作为“密封”？不知道是否可行，要看1000公里/小时速度下，边界层有多厚？
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-15 10:07
本帖最后由 冰蚁 于 2017-10-14 21:44 编辑
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鳕鱼邪恶 发表于 2017-10-14 15:15
8 o. p3 \& ]5 A- l: B现在的五百时速是在大气中吧？在管路里五百时速，那不是空气压缩机了嘛 ...
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现在的设计是让空气等效于“穿过”车体。也就是楼上提到的，空气前面进去，后面和下面出来。下面排的气可以形成一定的气垫。
作者: 财迷心窍    时间: 2017-10-15 10:25
技术问题都是小事，没有解决不了的。
, ~, j( l6 r& D; D% g$ o) ?重要的是方向，现在这个东西6 B, k/ H% V9 N' V
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。5 Y  [2 G  k0 }* i% m. }# p% z
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。

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中国人也在搞——应该是西南交大牵头2 W3 R8 g( v0 J) O1 j: k7 F
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
  B8 g$ e! ?6 c1 I( z, d9 r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.
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-15 10:38
本帖最后由 冰蚁 于 2017-10-14 21:40 编辑
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晨枫 发表于 2017-10-14 15:19
* D+ L1 \4 v$ m' x) _1 t' F+ |8 F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。
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- w) j; p/ G. {* G* y2 X我说的气密 ...

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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。
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& Y6 d# ^( [4 o& j+ N8 }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。' f2 [9 S, z# s! L/ n3 r

7 }1 h- ]5 ]) r* n# h2 b' b# k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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作者: 冰蚁    时间: 2017-10-15 10:45
本帖最后由 冰蚁 于 2017-10-14 22:09 编辑 ' l* U+ B. |2 f7 h
财迷心窍 发表于 2017-10-14 21:258 p; j. v$ B# M- e; _3 W" b8 A& S
技术问题都是小事，没有解决不了的。/ G, r; [$ C# z9 @9 |
重要的是方向，现在这个东西
0 ?& Y4 H1 F* |! B3 V美国人在搞——Elon Musk 领头，应该是下 ...
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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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2 i- n: k- i3 M1 ~5 Y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。
作者: 晨枫    时间: 2017-10-15 11:40
冰蚁 发表于 2017-10-14 20:38
' a, \: U: N# p# S. K2 [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。
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你的这个激波问题我记得上次已经回 ...

# \) D' f; h! N+ n- R+ 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。
# y4 n, Y8 k0 n7 u: F5 t# K) l( r8 G8 m& u
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。
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/ a5 J: m9 T7 ]( ]2 N3 x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。
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-15 12:29
本帖最后由 冰蚁 于 2017-10-14 23:54 编辑 / [2 f5 R# E6 \8 P8 L. l( g
晨枫 发表于 2017-10-14 22:403 h5 \( f; ?3 k3 A
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 ...
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2 ?/ D( |1 i2 a* |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。* z# ?& Q4 I7 G/ f2 i  X; V  f
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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。
作者: lionliy    时间: 2017-10-15 13:44
本帖最后由 lionliy 于 2017-10-15 00:58 编辑
5 S# Z: I5 ?$ _' s" Z4 E
晨枫 发表于 2017-10-14 15:14; y  `; n, V/ r$ M
客舱与管壁不是气密的，这气抽过来抽过去，马上就equalize了。

' J% e4 U. e, v! \5 S: |2 k& d. S
3 K5 A# l0 `' v( H9 u8 @, M  X) k7 @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。8 L, t* V. {7 U% Y) z1 B# t

+ |& h2 I( W) m: N2 w3 z: [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。
作者: 晨枫    时间: 2017-10-15 14:00
lionliy 发表于 2017-10-14 23:44
+ f' S' o2 ?  u* ^" Y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 r+ o1 d# k# s( A
* s# ?9 B0 O6 h" s# S* q9 r, t
现在的前面抽到后面的设计是，管道 ...

2 s% D, E& s# B0 m& G呵呵，你是在说笑吗？
作者: 晨枫    时间: 2017-10-15 14:02
冰蚁 发表于 2017-10-14 22:295 S4 L/ r" l' `. e9 c
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 ...
# D# \6 E- Y9 {9 ~. V* I
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？
作者: lionliy    时间: 2017-10-15 14:05
本帖最后由 lionliy 于 2017-10-15 01:13 编辑 ; l/ T+ H4 V% g. k  O* @+ e( Z+ i
晨枫 发表于 2017-10-15 01:00
$ P. K3 h6 _& \# Z, v9 I呵呵，你是在说笑吗？

( V' f& o  q6 n0 ^$ R4 B9 L5 k7 M; M- O: h0 Z) M1 n' `  `
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。
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-15 14:09
本帖最后由 冰蚁 于 2017-10-15 01:34 编辑 5 C% ]( Z; P1 C" K  e+ q+ f3 X
晨枫 发表于 2017-10-15 01:02, T2 n* v$ j) {  O# H2 r6 ?
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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" M. C& d5 q* k& i. E6 j6 q# ?4 y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。
作者: lionliy    时间: 2017-10-15 15:26
本帖最后由 lionliy 于 2017-10-15 03:53 编辑
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冰蚁 发表于 2017-10-14 21:38
! _8 v; V8 r  I5 G2 I" W) `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。' z' |; I2 f: }! [% v( h- k

# b4 A% n5 N% A+ s5 r( l7 B2 P你的这个激波问题我记得上次已经回 ...
9 c) X( \) r+ W

& W, J1 A& f! q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。  8 d! h8 u& l: ?& J; L
0 J) N4 d8 ~7 E7 |; V1 @
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。
作者: xlan1976    时间: 2017-10-15 18:26
冰蚁 发表于 2017-10-15 10:38' \4 f% e" b9 y: k8 z* O
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。/ V# N  D7 C3 h+ T( e0 r

" Y8 x/ H8 {' g你的这个激波问题我记得上次已经回 ...
# \7 p0 h% R( B3 q& z! F4 x; Q
潜艇不太清楚，飞机的气密方法只怕不能用在这个东西上。
2 y+ i. \7 I6 D3 E# L* d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。
# E  k& c9 A+ W, q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。。
作者: xlan1976    时间: 2017-10-15 18:42
冰蚁 发表于 2017-10-15 12:29
) z) F( f# {! ]- k* _- I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 ...

5 t7 C/ w; X% J( m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。
! W7 w4 E! Q4 D3 G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。0 m, N$ b) `+ s! v
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。: o/ U9 q/ i* x* J7 z& _  {
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。
作者: xlan1976    时间: 2017-10-15 18:49
本帖最后由 xlan1976 于 2017-10-15 20:12 编辑 / @. _# K- K7 T
lionliy 发表于 2017-10-15 13:44
, X6 a, p7 s( a2 L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。
% v- f% F) \: G) q6 [) g; ]9 O2 ?0 Q% N# B$ s
现在的前面抽到后面的设计是，管道 ...
- K( }9 U1 Y8 z1 `: u
' l$ ]2 l7 ^& p  X) J
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。
! }) I6 V2 E$ d# v$ u3 D0 G% n3 j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。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2017-10-15 20:37
我觉着这东西最终不可能设计成超音速。没意义。
作者: nettman    时间: 2017-10-15 20:38
感觉太玄幻
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2017-10-15 20:57
本帖最后由 鳕鱼邪恶 于 2017-10-15 21:01 编辑
- z) w. e% B7 k
五月 发表于 2017-10-14 23:42
) d! d( ~2 b, G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 ...

/ e, ?0 F6 W; I: Q
# z8 p8 q" G. r5 ^, @8 O, |' T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。
作者: 晨枫    时间: 2017-10-15 22:14
lionliy 发表于 2017-10-15 00:05
) t5 L  X) }' F请问哪里不妥？   抽气的设计就是客舱在压气机里。   S/ J! Y( X) P2 `5 X. m
  b8 w8 X$ v( H' g7 Y" W% C" Y
客舱周围高Knudsen气体都是处于非平衡态。  “equal ...
( L; g& a+ \; ]  V
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？
作者: 晨枫    时间: 2017-10-15 22:15
冰蚁 发表于 2017-10-15 00:09
4 S" M8 [0 u, s; V9 u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 ...

) |+ z  ^, _. K所以相信你就对了。直说不就完了嘛。
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-15 22:51
xlan1976 发表于 2017-10-15 05:262 w  N) ]4 _  b" L
潜艇不太清楚，飞机的气密方法只怕不能用在这个东西上。
7 o! P, m1 h2 \6 e0 c飞机其实并不是密封的，不仅对气体，对水这样的 ...

: }3 g+ l) `! n) H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。
作者: xlan1976    时间: 2017-10-15 23:01
冰蚁 发表于 2017-10-15 22:51
% ]! m9 _" Z$ q7 N" Q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。 ...

8 O, l! H1 u' C6 N& D/ h3 }28人的话难度就小很多，但飞机的法子可能不太合用，那个是不管外面的情况咋样的，宇宙空间站不知道是什么方法，那个应该更合适一些，但成本肯定不低。
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-16 01:33
本帖最后由 冰蚁 于 2017-10-15 14:13 编辑 7 H) O6 l  [. a; \5 o3 u8 p. ^
xlan1976 发表于 2017-10-15 10:01
7 L/ ?8 F6 k( J3 t9 [* j9 |/ R4 V28人的话难度就小很多，但飞机的法子可能不太合用，那个是不管外面的情况咋样的，宇宙空间站不知道是什么 ...
3 ~0 X. j* P) o+ p. Q

- m' {/ T; ?1 M" ]3 M我觉得类似潜艇上的制氧药板这种就够了。成熟技术了。一块板30个人差不多两小时了吧。或者直接是氧气瓶。
作者: lionliy    时间: 2017-10-16 01:45
本帖最后由 lionliy 于 2017-10-15 13:54 编辑
+ Z8 b9 s& i8 I/ \
晨枫 发表于 2017-10-15 09:14
) A. H  ]* L( c$ B  u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 ...

9 Z" m  X) u  p1 F2 n5 P
! r( w' U( O0 z% ^按他们proposal 来看是电动轴流式压气机。 整个运输工具就是个塞了个客舱的压气机。 你说客舱塞压气机壳里也好，客舱顶了个压气机也好，都说得通。
  M  L' a1 ?  Z5 }7 B9 |
( s/ f% f+ s8 g5 V# |他们这设计能不能成这个是要打个问号的。 问题多了去了。 散热啊， 能量消耗，压气机效率... 但他们既然这么设计，往这个方向实验，那我就这么转告你咯。6 V. a" H. `% D& t2 e# U
& w; ~% t: F# ~1 M
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2 M! F8 E) C. \: M$ N+ u撇开现实状况， 假设我们设计一台超音速的管道运输工具 。这种用压气机把气体从前头抽到后头的设计理论上有没有帮助？( ?7 y$ E" x, W2 T7 Z

3 j, F; A! X9 j; ~9 E7 F6 A4 X你说的只要相对气体速度超过音速就会有激波，这个没错。压气机要达到超音速会有问题也没错。
5 [3 p2 i. h# |6 A. w, `  D
( p. h/ S# ^6 I3 O" ~管道抽真空，本质上是让气体变稀薄，偏离NS流体，让方程不再适用。 激波产生了，危害也大大减小。这个得抽到高真空，目前工程上根本没可行的提案。
3 I4 C" m; o2 l5 l, D* S+ }( p9 k0 d8 |$ y
压气机的思路，Elon Musk 他们现在的方案是达不到超音速的。  要拓展到超音速状况只能是改成冲压。通过控制激波的强度，位置，由压气结构承受激波，降低bypass flow rate, 避免管壁，客舱受到损害。4 g4 l) \# E" R, c% ^. y

: p2 O6 {, ?0 m- U你的思路是空气动力学规律一套， 只要激波出现，此路不通。 但管道超音速运输工具设计归根到底还是要运行参数范围内，让现有的规律不再适用，损害可控，可承受。
+ U5 n, z. N2 Y& }1 R3 b- H/ g3 X
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5 v9 B+ L. z. u; C' g- r$ M( R8 R& ]讲个笑话。 把前头的气体压缩了， 冷却成液体装罐子。车尾丢下去。这理论上也是可以的嘛。   
作者: 皇家骑警总监    时间: 2017-10-16 01:54
荷兰那么大点地方，点到点有个滑梯，一切问题都解决了
作者: lionliy    时间: 2017-10-16 02:24
xlan1976 发表于 2017-10-15 05:49' L2 O+ u$ c. v! @* Z* ]. V
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 ...

( U6 C' F$ i( l- X! s* Q. D超音速就会有激波。  管壁一方面是抽真空必须的要求。 另一方面由于气体受到约束，管壁又给给车体前方的气体移动到后方增加了困难。
- W3 ^" ~/ V1 A( [) m3 v( a# D) H$ V; b5 o8 \# ^$ ^
总横截面积就那么大。 不从车外过就从车内过。 这整个管子就是一个不折不扣的车体作活塞的”压气机“，设计无非是把这条压气通道设置在横截面的哪部分。, K% F+ k4 K7 k3 l* R

) X3 L5 y! D* @/ ?所谓的”压气机把气体从前面抽到后面“ 本质上是在车体里设置一条能承受恶劣流动状况的通道。 Hyperloop 现在的设计只在亚音速车速状况下有效。  超音速状况需要更好的设计。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2017-10-16 04:10
lionliy 发表于 2017-10-16 02:24" H4 s) y  T/ K  O3 g
超音速就会有激波。  管壁一方面是抽真空必须的要求。 另一方面由于气体受到约束，管壁又给给车体前方的 ...
9 o- W- v+ G2 j/ |
再来开个脑洞：6 w9 ?/ ]0 Q* m  z3 P8 e5 y

0 @, U7 p2 K8 i7 g: X9 N管道外面附上小管子，长度超过车厢长度，联通车厢前后的空气；车厢前进时，后面形成负压，抽取车厢前方的空气，同时对车厢前方的空气造成正压力，压迫空气通过小管道绕过车厢。管道里面当然用单向阀控制空气流向。7 L  ?" p+ N  M9 A
7 l. |+ ?! c* X" V
哈哈～
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-16 04:44
本帖最后由 冰蚁 于 2017-10-15 19:51 编辑   }2 Q, z; c9 u3 B
lionliy 发表于 2017-10-15 13:24
, e$ w3 i, O# M/ P. Z超音速就会有激波。  管壁一方面是抽真空必须的要求。 另一方面由于气体受到约束，管壁又给给车体前方的 ...
" e! h7 X: ^6 b

  l( R- `, E! g/ `) F- |看 Musk原始方案，前方空气经车体后有一部分也是向下排放作为气垫使用，提供部分升力，减少磁浮本身的电力消耗。估计也是个折中。给超音速运行下的气体排放多一个出口。
作者: xlan1976    时间: 2017-10-16 09:59
lionliy 发表于 2017-10-16 02:24
% W/ Y- {- H6 Y# f) H0 A: C超音速就会有激波。  管壁一方面是抽真空必须的要求。 另一方面由于气体受到约束，管壁又给给车体前方的 ...

, {, L! b; M: Z  E% r$ e4 `3 j0 [你说的这个不能类比为压气机啦，难怪晨大不理解呢。
; c$ f6 T% q# F3 X9 O7 a你说的这个应该类比为活塞泵，或者是活塞式发动机的气缸，跟喷气式发动机用的压气机结构上是完全不一样的。
2 N0 Z# F" S0 P! w" Z( Z" \& m
作者: xlan1976    时间: 2017-10-16 10:11
鳕鱼邪恶 发表于 2017-10-16 04:100 _, I1 }' d' `0 \% s* E# Y6 m
再来开个脑洞：2 P" P# B$ H/ E+ h. g

8 u/ I( M( Z$ l2 {管道外面附上小管子，长度超过车厢长度，联通车厢前后的空气；车厢前进时，后面形成负压 ...
5 }6 T3 K% y2 f0 j! K
亚音速下，这种方式是可以的，达到音速，这个意义就不大了，而在亚音速下，本身也没啥大问题。。
作者: xlan1976    时间: 2017-10-16 10:24
冰蚁 发表于 2017-10-16 04:44+ g5 G2 i: a9 Q: E% O( g6 T8 K; A6 @
看 Musk原始方案，前方空气经车体后有一部分也是向下排放作为气垫使用，提供部分升力，减少磁浮本身的电 ...

) z) `) M( s! L: X% T* P波阻跟亚音速流体产生的阻力不太一样，多开出口不一定能减小波阻，飞机减小波阻的设计方式其实就是躲开波阻影响大的区域。不知道他那个设想是什么样，也可能是想利用乘波体的设计，让车体在激波上滑过，这个可是现在高超音速飞行器很时兴的设计方法。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2017-10-16 10:54
xlan1976 发表于 2017-10-16 10:11
5 K1 Z. B3 I6 j$ G/ s! e$ z亚音速下，这种方式是可以的，达到音速，这个意义就不大了，而在亚音速下，本身也没啥大问题。。 ...

' a( T' w2 K1 h现在有哪家的设计目标是超音速了吗？
作者: xlan1976    时间: 2017-10-16 10:58
鳕鱼邪恶 发表于 2017-10-16 10:54
" K% X2 S- U2 {* k现在有哪家的设计目标是超音速了吗？
% {2 a9 ?5 `7 c6 Z
这里不是一直在讨论超音速的问题吗要是一直都是亚音速，那有啥好讨论的
作者: 忘情    时间: 2017-10-16 11:34
鳕鱼邪恶 发表于 2017-10-16 10:54
/ ?" Z" j& _' X/ m现在有哪家的设计目标是超音速了吗？
! c6 j) p  z* y3 V+ m4 |' [
有，中国航天科工集团，时速4000公里
作者: 忘情    时间: 2017-10-16 11:39
xlan1976 发表于 2017-10-15 18:42
  K, K% T, ]  |% X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 ...
0 v3 u" ^$ a% t$ X- d! I+ ]% y) t
抽成完全真空或接近真空，磁悬浮列车的气密性都得做成宇宙飞船级别的。与站台的连接也得靠气闸舱。换句话说，除了不可能体会失重感觉，这样的真空磁悬浮已经算是地底下的宇宙旅行了，算过成本吗？会有市场吗？
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2017-10-16 11:49
忘情 发表于 2017-10-16 11:34. }) f0 E* i5 j
有，中国航天科工集团，时速4000公里

8 Z) s2 r0 B5 X兔子疯了吧~
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-16 11:54
xlan1976 发表于 2017-10-15 21:58
) C" }; V, m& ~" d3 g! D这里不是一直在讨论超音速的问题吗要是一直都是亚音速，那有啥好讨论的 ...

" T( G5 j/ m* c/ F; q0 Cmusk的这个还没到音速。号称要700mph，也就是1126.5kmph。音速是1236 kmph.
作者: xlan1976    时间: 2017-10-16 12:04
冰蚁 发表于 2017-10-16 11:54
" R- {! ?( G; e1 V1 O% I/ M0 vmusk的这个还没到音速。号称要700mph，也就是1126.5kmph。音速是1236 kmph.
: H7 K9 t; a1 q- X
亚音速的话，空气动力学方面的难题就不大了，这方面的技术现在已经很成熟了。
& N+ O! }$ M1 L) [; }) P+ i不过晨大说的那个管壁失稳的问题还是要考虑的，毕竟这么长的负压管道，如何在满足性能和成本可接受之间找到平衡，不是一件容易事。
作者: xlan1976    时间: 2017-10-16 12:10
忘情 发表于 2017-10-16 11:39" a4 ~% B9 t  S+ O5 Y
抽成完全真空或接近真空，磁悬浮列车的气密性都得做成宇宙飞船级别的。与站台的连接也得靠气闸舱。换句话 ...
/ H# e' P$ i2 N$ z+ N( I6 s# U
所以要搞超音速的很难嘛，真空度不够高，音速飞行产生的巨大阻力就不能够忽视，真空度过高，实现起来又很难。总之，就算不考虑成本，也有一大推的技术难题要克服，现在也就是开开脑洞，离实用性的考虑只怕还远着呢。
作者: 忘情    时间: 2017-10-16 13:00
鳕鱼邪恶 发表于 2017-10-16 11:49
; Z; @- h& p/ X2 u& ?兔子疯了吧~
: }+ Y( T% M3 f
不是疯了，确切说是诈骗集团，电信诈骗的升级版。
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-16 19:00
本帖最后由 冰蚁 于 2017-10-16 07:58 编辑
0 C, ~% _6 d+ L5 X- b
xlan1976 发表于 2017-10-15 23:04; g6 J: I/ g! p( [& N# z  [. Q, y+ m
亚音速的话，空气动力学方面的难题就不大了，这方面的技术现在已经很成熟了。; n% L: J0 [, [0 M7 A5 }, E# Z% L2 l
不过晨大说的那个管壁失稳 ...
7 I+ o2 Y5 ?- R  j4 V

7 m  U  H  w& L昨晚又看了看musk的方案。他貌似是用气垫作为空气从前往后的通道。所以还真可能就是类似乘波体的方式。压力应该主要对轨道路基产生作用，路基直接连接入地的桩子上，所以对管道影响应该比较小了。
& J4 {8 d; X7 M* L* [' Q, L9 ]1 q2 P) X; O1 d
我对这个技术非常看好。商业化可能会非常快。其实如果能跑到300mph，就已经开始运营，有商业价值了。从货运开始，用300mph的速度也规避很多问题。保留以后升级的潜力。musk 计划的两条客运线（洛杉矶/旧金山，纽约/华盛顿）会比较迟，问题多一些。
作者: tnq    时间: 2017-10-16 19:48
看科技进步方向吧！% s/ L) L% @% B

; ]/ [) S( G! B: R5 v- o也是一个国家综合实力的体现！
作者: 晨枫    时间: 2017-10-16 21:21
冰蚁 发表于 2017-10-15 21:54
6 T! \6 h0 m9 s6 i1 I+ Emusk的这个还没到音速。号称要700mph，也就是1126.5kmph。音速是1236 kmph.
/ w0 G, x+ R, g* H0 G6 O8 K
这样的高亚音速在局部几乎肯定超过音速，只要有任何曲面、收缩就够了。亚音速飞机的机翼就是这样的，要不也不需要超临界翼了。
作者: 晨枫    时间: 2017-10-16 21:24
冰蚁 发表于 2017-10-16 05:00) M% I* M/ [7 s# A  U0 u% \! c
昨晚又看了看musk的方案。他貌似是用气垫作为空气从前往后的通道。所以还真可能就是类似乘波体的方式。压 ...

) I9 `! g5 T* Y0 s. L3 v嘿嘿，建议你去查一查乘波体是个啥意思！乘波体这个波就是激波啊！
# _, i9 ]8 M8 m. H" e
$ r3 \7 J: `6 ^; v3 y2 v, e; T700mph还做不到乘波体，连压缩升力都可能做不到，要M3-4以上才行。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2017-10-16 21:36
俺觉着这个“项目”，最后的结局就是“星战计划”那样的大忽悠~
6 v$ h- F; c$ i# k7 R7 l& T9 _3 x( p) R0 i, m) R1 W
不要说4000公里的高超音速了，就是1000公里的高亚音速，不抽绝对真空的话，也是有不可克服的技术困难的。
- @% I, r7 i3 b( a6 Q9 F: @8 \. \; \+ W! {% d1 _  w8 `% n
先不说局部超音速之后的激波问题，就是稀薄空气下的亚音速，管道里一样有“空气锤”的问题。。。家用水管里，有时候会听到“砰砰”的敲击声，这是大家都知道的水锤现象。管道里高速行进的车厢，前面的空气压缩压力升高，后面的空气扩张形成减压，这就是一个大号的人工空气锤吖，等于是一把大锤一路敲打这个上千公里的管道。。。我不知道需要多结实的管道才能承受这个。
/ `5 r7 x' d# Z0 t2 {5 X  Z: O+ G  M( T
所以，不抽个接近绝对真空，啥技术都不实际。。。上千公里抽绝对真空？ 有病啊，啥货物运输需要这么贵的方式？ 难道修这么个东西就是为了给华尔街的1%摆酷的么？
3 Q2 T  a3 z; ^. m% I
, }/ A' U/ T- z( a. }& z2 Z& r+ c这玩意儿，不仅技术难度高不实际，而且还是个政治不正确的东西~
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2017-10-16 21:40
本帖最后由 鳕鱼邪恶 于 2017-10-16 22:49 编辑 $ K+ d+ |* V" Y! [" _8 ~$ i
tnq 发表于 2017-10-16 19:48; r& T8 o" S/ ~+ Q; [
看科技进步方向吧！
& b2 j% H' q9 {
) p6 m; I) b2 p也是一个国家综合实力的体现！
+ @- [' i# Y1 i$ t' o

6 l9 u# \- }+ V/ Z0 x科技进步个屁~# C7 @  ^' H/ d) d. C& c* B7 D
) F& c! Z0 @3 S$ O
这里面，啥技术都不算超高的科技了，把这些技术捏在一起，就是个工程问题。。。换句话，就是个烧钱的问题~
: D7 J, H6 i" ^. i8 Q
9 N$ |5 x7 C$ n- g6 M5 i3 R% Y兔子要是掉到这个坑里了，那才傻X呢~
作者: 晨枫    时间: 2017-10-16 22:09
鳕鱼邪恶 发表于 2017-10-16 07:36
2 I$ |* o7 u: c* v9 W; P俺觉着这个“项目”，最后的结局就是“星战计划”那样的大忽悠~  s, {/ E$ Y9 S. j+ ]0 U
7 i% v1 ^& G; o+ I( ^! C5 L
不要说4000公里的高超音速了，就是1000公 ...
+ W4 z3 r+ ~; \: u; n
水锤是由于水的不可压缩性和水体的惯性造成的，空气的可压缩性高得多，比重低得多，气锤现象要到极高速度才有可能，但适当增大车体育管壁的间隙，就应该没问题了。
作者: 晨枫    时间: 2017-10-16 22:10
鳕鱼邪恶 发表于 2017-10-16 07:40
, u, s4 M& H) x7 p: K/ E科技进步个屁~
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这里面，啥技术都不算超高的科技了，把这些技术摆在一起，就是个工程问题。。。换句话， ...
& P7 v) t6 H) a: j1 T
中国航天的人在起劲，但更接近这一速度段和相关技术的航空人一声不吭，或许可以说明问题。
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-16 22:14
本帖最后由 冰蚁 于 2017-10-16 09:21 编辑
; X, H2 D9 p' e/ \9 ]
鳕鱼邪恶 发表于 2017-10-16 08:36
% r* N: c# K% U俺觉着这个“项目”，最后的结局就是“星战计划”那样的大忽悠~4 H1 `5 \) R6 k0 }: B( {
5 K4 U0 r+ L% L% W9 {* G
不要说4000公里的高超音速了，就是1000公 ...

! Q" o, {+ f, Y8 P  d  Y2 S& h6 L: |# P" ~
你说的这个都需要通过计算才能知道。想是想不出来的。不过4000公里那个，我支持想都不用想了。
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-16 22:18
晨枫 发表于 2017-10-16 08:218 F! U8 }. U. w9 i6 e' U
这样的高亚音速在局部几乎肯定超过音速，只要有任何曲面、收缩就够了。亚音速飞机的机翼就是这样的，要不 ...

6 f( i; f2 C- S就看车体怎么设计。我们在这里再扯也没用。啥数据没有，光开脑洞搞不定的。先看测试速度啥时候突破300mph吧。
作者: xlan1976    时间: 2017-10-16 22:23
晨枫 发表于 2017-10-16 22:09) _9 Y1 j# w; x* d* g# x
水锤是由于水的不可压缩性和水体的惯性造成的，空气的可压缩性高得多，比重低得多，气锤现象要到极高速度 ...
+ @; V. e+ A- q
气流在马赫数低于0.4的时候也是被视为不可压缩流，甚至到马赫数1之前压缩性也并不显著，但也正因为如此，在不到音速的阶段，只要给前方的气流找个出口比如通过增大间隙或是特意在车体上开个孔道就可以很好的解决这个问题，但达到音速以后，气流的压缩性变得显著，而且会因为车体的高速运动而产生堆积叠加，也就是激波，这个就不是靠增大间隙之类的方式能解决的了。
作者: xlan1976    时间: 2017-10-16 22:30
冰蚁 发表于 2017-10-16 19:00, i3 J/ _; W: [$ n2 r& R
昨晚又看了看musk的方案。他貌似是用气垫作为空气从前往后的通道。所以还真可能就是类似乘波体的方式。压 ...
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马斯克的方案如果没有超过音速，是用不着考虑乘波体设计的，那个要到超音速才有意义，也可能他有这样的想法，但亚音速下是无法验证的。% F: K- f- D( \8 `& m* U
货运的话，除非运输成本比航空货运有显著优势，否则300mph不太有竞争力啊。货运不比客运，客运因为地面运输站可以直接建在市区内，比机场大大节省两头的时间，而航空货运就没有这个问题。) Z1 i. X: b0 L( w& b6 J" _$ W
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2017-10-16 22:56
晨枫 发表于 2017-10-16 22:09
) T5 g5 q; B% d水锤是由于水的不可压缩性和水体的惯性造成的，空气的可压缩性高得多，比重低得多，气锤现象要到极高速度 ...

# \2 }" N# Z1 J/ {5 w5 f7 o1 O我用气锤，是做个比喻，所以“气锤现象”打了个引号。。。自然的气锤现象是指管道内单纯的气体高速流动下的现象吧？俺不大懂空气动力学，猜的。* y$ M: {7 m8 _- r: J- ^

9 z3 R5 c; L$ X$ {% e$ Y+ e而这里呢，有一个车厢在高速运动，造成前后的压力变化，这个压力变化对管壁的效果大概跟气锤的效果很类似吧？ 所以俺用气锤来解释，可能不准确。。。但对管壁造成的“锤击”效果，似乎是一样的。。。如果产生共振，那才好看呢~
作者: xlan1976    时间: 2017-10-16 23:04
晨枫 发表于 2017-10-16 21:21" {% T7 l- x! B+ O2 I
这样的高亚音速在局部几乎肯定超过音速，只要有任何曲面、收缩就够了。亚音速飞机的机翼就是这样的，要不 ...

. F* H) a8 b7 }, I& I  H这个应该还好，反正他这个东西也不需要机翼之类伸出去的东西，而且运行轨迹和姿态非常固定。飞机因为需要机翼，需要各种操纵面所以外形是伸展开的不规则形状，再加上飞行过程中姿态肯定要变化，高亚音速飞行时难免姿态一变化，那个距离转动中心远的部分就局部超音速了。他这个车体只要外形设计上用心一点，做成完美的纺锤形，所有的东西都包在里面，轨道铺设时不要有太剧烈的转弯，还是可以在高亚音速的情况下避免局部激波的产生的。
作者: 晨枫    时间: 2017-10-16 23:08
冰蚁 发表于 2017-10-16 08:18
5 W& P& M* K8 D6 {6 Y! X就看车体怎么设计。我们在这里再扯也没用。啥数据没有，光开脑洞搞不定的。先看测试速度啥时候突破300mph ...
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机翼代表人类对跨音速气动现象和减组的最高理解水平，就看Elon Musk是否能再造牛顿力学了。
. F0 a' \, \( B: Y3 s* i# h/ I
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作者: 晨枫    时间: 2017-10-16 23:09
xlan1976 发表于 2017-10-16 08:23
+ n0 b$ X6 u: p4 X6 N  `5 A气流在马赫数低于0.4的时候也是被视为不可压缩流，甚至到马赫数1之前压缩性也并不显著，但也正因为如此， ...
! p; b* C# C. s  G7 O
但要有显著的质量才能造成“气锤”问题啊。这和激波是两回事呢。
作者: 晨枫    时间: 2017-10-16 23:12
鳕鱼邪恶 发表于 2017-10-16 08:56
$ ]( ]/ F% c5 V# g6 @3 c" |我用气锤，是做个比喻，所以“气锤现象”打了个引号。。。自然的气锤现象是指管道内单纯的气体高速流动下 ...
& W. I+ w' s5 U1 N
  `% f4 p4 R9 K
明白了，你就是指压缩造成的bow wave，这和水锤是两回事。水锤是阀门突然关上，但水体由于惯性继续对阀体造成冲击，然后“回波”对泵机造成冲击。
! `5 c% m7 |* e
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作者: xlan1976    时间: 2017-10-16 23:34
晨枫 发表于 2017-10-16 23:09, p5 I! x- N: g1 g
但要有显著的质量才能造成“气锤”问题啊。这和激波是两回事呢。
9 i) P. z# {$ a% V9 v
是和激波是两回事，我的意思其实是说，基本上任何流体，没到音速之前，压缩性都不显著，而一旦到了音速，压缩性显著了，这个“气锤”现象可能是没有了，但激波又出现了。。: h* g0 ?0 ^5 M
作者: xlan1976    时间: 2017-10-16 23:53
晨枫 发表于 2017-10-16 23:08# I1 [4 [2 u9 {- q: y: [6 X
机翼代表人类对跨音速气动现象和减组的最高理解水平，就看Elon Musk是否能再造牛顿力学了。

; w" y$ V+ g8 I5 t/ s. K+ X啊，临界马赫数的问题，这个我刚才确实给忽略了。不过通过一些外形设计是可以有效提高临界马赫数的，比如对于机翼而言后掠设计就可以提高临界马赫数。对于这个东西来说，反正它也不需要任何的气动力，只需要外形设计保证外表面静压最低的那一点的气流相对速度不超过车体速度太多就可以了，当然能够把临界马赫数提高到多少，要看最后的设计。
作者: 五月    时间: 2017-10-17 01:10
晨枫 发表于 2017-10-16 22:100 N) N5 F. V: a$ K2 Y
中国航天的人在起劲，但更接近这一速度段和相关技术的航空人一声不吭，或许可以说明问题。 ...

3 t  U& _1 r- U* q- J$ J) c* U: S: V4 t2 d# }, X2 I
造个气密舱对航天来说当然是小菜一碟。' n1 Z" R, j* c

( b, \0 _, d5 g/ K0 s8 h4 X/ F: A4 J" y然后航天对信产部说：你看，4000公里/小时的车我已经造好了，你再造根管子抽个真空我们就齐活儿了。
$ Z: i# N: a! o# |2 F2 N5 v
  o2 h0 K- p& V$ [: r
作者: 五月    时间: 2017-10-17 01:13
本帖最后由 五月 于 2017-10-17 01:15 编辑 4 q2 t- V5 i% l  y
鳕鱼邪恶 发表于 2017-10-16 22:568 s' j$ Y. {! Q
我用气锤，是做个比喻，所以“气锤现象”打了个引号。。。自然的气锤现象是指管道内单纯的气体高速流动下 ...
* t" |* Z: o8 a1 I6 F+ g* `9 c* d" u
. R. H; J" N; n5 ]* E" v. g& T

; Z4 A8 i# n1 B" j5 W  i人家晨大说了半天激波、激波、激波，你非要说“气锤”。气锤这咚咚是车间里用的工具。
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-17 01:16
晨枫 发表于 2017-10-16 10:08  Z( p% R; H( v8 Q8 H, q
机翼代表人类对跨音速气动现象和减组的最高理解水平，就看Elon Musk是否能再造牛顿力学了。

: R6 v9 O7 ~7 ?# j气体又不是完全从表面走。你光摆机翼也没用。
作者: 晨枫    时间: 2017-10-17 01:22
冰蚁 发表于 2017-10-16 11:16
! N( a( S/ c9 z气体又不是完全从表面走。你光摆机翼也没用。
: v" [0 b# Z( e) O
嘿嘿，只要有从机翼（或者任何表面）走的，就有激波问题。
作者: tanis    时间: 2017-10-17 02:32
xlan1976 发表于 2017-10-15 18:424 [2 d: J' U% W7 V2 l8 F/ Z! I, z
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 ...

3 h- o: k9 {0 q9 V# [8 N+ R( S2 m70 英里 所以说马一龙在画大饼呢~
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-17 02:32
晨枫 发表于 2017-10-16 12:22
9 X1 N$ `- H6 L! x嘿嘿，只要有从机翼（或者任何表面）走的，就有激波问题。
9 R4 U. u) P) m" r: M, R
那又如何？还是那句话，你得有计算。光说激波，啥用也木有。
作者: 晨枫    时间: 2017-10-17 02:52
本帖最后由 晨枫 于 2017-10-16 12:53 编辑
6 d0 o: p( ]5 t% z0 g
冰蚁 发表于 2017-10-16 12:32) F; I" _9 n9 }
那又如何？还是那句话，你得有计算。光说激波，啥用也木有。
9 z# f" I+ n* {
% ~; N# b# `& J
你肯定没有听说过：工程上最要紧的不是计算，而是gross error check吧？
0 r9 J& N* S: [, a
8 e2 |7 i! M) o$ v7 J* s. r再说你一口一个计算，认定管道磁悬浮没有激波问题，你的计算在哪里？
作者: xlan1976    时间: 2017-10-17 11:09
晨枫 发表于 2017-10-17 01:22  h/ A: |3 O+ Z8 n& `$ n0 G
嘿嘿，只要有从机翼（或者任何表面）走的，就有激波问题。
, h7 D: R6 \% |* }

( L2 i, F* G6 P7 O我想了一下，有关临界马赫数的问题是这样的。对于机翼而言，上下表面的气流是分开的，而且机翼要提供升力，势必要减小上表面气流的静压，因此在机翼上表面势必会存在比飞机其它表面静压更小的点，这里的气流速度就会在飞机速度低于音速时提前到达音速。但马斯克的这个管道高铁不一样，它的车体运动本身并不需要任何气动力，所以可以在外形设计上想方设法尽量让其表面静压分布均匀，以提高临界马赫数。当然想把临界马赫数提高到跟车体运动速度一样是不太可能的，因为管壁限制了流道的宽度，只要有尺寸不为0的物体在其中运动，物体两侧的流道势必变窄，流过的流体的静压就一定会降低。另外，随着气压的下降，音速一般会降低，700MPH有可能已经超过音速了。。
( i( B% `' F3 c( M回头又仔细看了下马斯克的设想，在他的设想中，在车体前部有一个很大的涡轮风扇，车体前方的气流通过涡轮风扇排到车体底部。如果车身与管道保持气密，使车体前方的流道整体通过涡轮风扇，从而使流道内的全部气流吹动涡轮来减速，应该也可以有效的减免激波的产生。
作者: tnq    时间: 2017-10-17 11:26
楼上考虑的都是大牛，是不是吹牛也不知道，据说我市要做试验段，啊！
# m7 f+ Y' Y2 k: N$ B& [( F2 S
7 l0 L6 X% U1 D5 y. \6 F  t一直担任重点工程试验基地特色！
作者: lionliy    时间: 2017-10-17 11:38
鳕鱼邪恶 发表于 2017-10-15 15:10( ]! \& B% U3 y
再来开个脑洞：
* _. N$ Y& V; s" }0 Z& r4 R: Z- C8 O5 U! m# ]
管道外面附上小管子，长度超过车厢长度，联通车厢前后的空气；车厢前进时，后面形成负压 ...
* S) P1 l, o) [% E% Q5 R% }3 e( @
你这个就相当于在车厢所处位置临时增大管道横截面积。    很合理的思路。  
作者: lionliy    时间: 2017-10-17 11:40
冰蚁 发表于 2017-10-16 06:00. W0 b2 K" a$ @* \; t8 a1 Y" t2 ]
昨晚又看了看musk的方案。他貌似是用气垫作为空气从前往后的通道。所以还真可能就是类似乘波体的方式。压 ...

/ h3 r: _" r; Q. e亚音速没乘波体这说。   这个更类似气垫船的机理。 如果底部修型的话可以利用润滑理论产生气动升力。
作者: lionliy    时间: 2017-10-17 11:44
鳕鱼邪恶 发表于 2017-10-16 08:40* b4 l  p# J8 @9 |) w" g7 g
科技进步个屁~8 j. H3 \$ b8 M# E

7 @; X5 \: t3 s, j0 @9 J  a9 S这里面，啥技术都不算超高的科技了，把这些技术捏在一起，就是个工程问题。。。换句话， ...
: ]4 {  ^( c( B  ~
这个东西按现在的真空度就是客机在管道里飞。 管道凭空增加了不少难度。 倒不全是工程问题。
# F/ i5 S, n* e. @! p3 Q4 O% s* `
飞机相当于在无限粗的管子里飞，气动方面还容易些。
作者: lionliy    时间: 2017-10-17 12:13
xlan1976 发表于 2017-10-15 20:59
5 A+ U3 n: a) [8 I) L你说的这个不能类比为压气机啦，难怪晨大不理解呢。' H1 Q, ]- c1 R4 _  S
你说的这个应该类比为活塞泵，或者是活塞式发 ...

. i( e# D3 B# Z8 \4 G一龙的方案就是个标准的压气机，只是不由turbine驱动。 这个没什么不理解的。 活塞泵是封死的。 我用活塞这个词是不准确。  , A! t) j8 S1 v

1 R' Q+ M8 H; J2 o  I8 }6 \( C这个东西要解决的一个问题是： 客舱所处位置横截面积小于来流处横截面积。  超音速工况下，客舱坐标系里， 来流是超音速。  客舱段某处必定在激波后，流速是亚音速。    要满足质量守恒只可能气体密度增大。  这就是个压气机嘛，和ramjet的压缩段是一样的。亚音速还要转子，叶片什么的来压缩。 超音速只要几何形状合适，利用来流动压就可以压缩了。   
6 e  F8 _; E# D1 h5 t7 N6 A% N" w2 f4 k
这种管道运输器就是要用根管子把 气体从车头压缩了送到车尾。 你既可以在车体内设置管子，也可以利用车体和管壁间的空隙做管子， 或者都用。 区别在于，车体内设管子你可以用各种装置来处理激波，改变温度什么的。 车体外管子几千公里长，你有技术也没那个钱。
( L, |; c* d, G$ ]4 V' K- C$ G" H, y5 z5 p6 S" |5 Z* X4 X4 F# B
不降管道压力， 会有一个绕不过去的限制。 这就是来流管道横截面积和最小管道横截面积比定了后，速度有个上限。 到达这个上限后，出口质量流就没法增大了。你能处理激波问题也没辙。强行超速只能导致车头气压越来越高最后管子爆掉。 这个上限亮出来，就知道不进一步降低管道压力的前提下，说能有多快多快都是瞎扯了。 1 S/ q: z' q. C: p
作者: xlan1976    时间: 2017-10-17 13:47
lionliy 发表于 2017-10-17 12:13
7 C+ x4 T1 t( L5 K: z* w0 R一龙的方案就是个标准的压气机，只是不由turbine驱动。 这个没什么不理解的。 活塞泵是封死的。 我用活塞 ...

# t" C5 f# ~: N7 Y( f这个。。一点点说吧，你说的这个冲压作用要到超音速下才能实现，但不管这个设想能不能超过音速，它总要从停止加速到亚音速，达到音速，再到超音速。在亚音速阶段，流体通常是被视为不可压缩流的，流体流过收敛的管道时，密度不变，流速上升，而静压会下降。所以亚音速下，不会出现你所说的压气机效应的，这也是为啥冲压发动机要正常工作必须有一定的初始速度的原因，因为超音速气流流过冲压管道，密度和压力会增大，但流速会下降，一旦降低成为亚音速流，效果就相反了。9 K/ i3 I$ M: e, B/ v
而现在无论hyperloop one 还是马斯克的原始方案好像都是亚音速的，还没触及超音速的问题。
5 ~% O( O! ^, f  ], B至于临界马赫数，那个是指在物体速度达到高亚音速时，如果由于物体前段两侧流道变窄，导致流过的流体局部加速，是有可能在物体本身速度还未达到音速的情况下，局部流体的相对速度达到或超过音速，从而产生局部激波，但局部激波并不一定对流道内流体的整体变化产生很大的影响。0 }, Q/ V/ I8 M7 Q* n) ^
马斯克的原始设计，车头有一个巨大的涡轮风扇，让气流通过涡轮风扇时吹动风扇来实现气流的减速，这个或许可以有效的提高临界马赫数。# J2 _! a- b4 {* E2 B- |! \& q
“这就是来流管道横截面积和最小管道横截面积比定了后，速度有个上限。”这句话没太明白。。对于亚音速流，流过收敛管道时加速的极限就是音速，超过音速，收敛管道就是减速作用了。可以这么说，在音速以下，来流管道横截面积和最小管道横截面积比决定了在最小管道横截面处对气流的加速能力，还需要考虑流体进入收敛管道的初始速度，才能知道流体在最小管道横截面处的速度，但也不好说，因为流道的收敛变化律以及其它一些因素也决定了最终流体在喉部也就是最小管道横截面处会达到什么速度。另外，对于这个“管道高铁”来说，车体两侧的流道在车体前端是收敛的，但车体后端的流道则是扩张的，不一定气流在流过整个车体后速度会是一个什么样子。
作者: lionliy    时间: 2017-10-17 14:24
xlan1976 发表于 2017-10-17 00:47
' T& h) o) i# r+ D6 b这个。。一点点说吧，你说的这个冲压作用要到超音速下才能实现，但不管这个设想能不能超过音速，它总要从 ...
( B3 r5 y" q( c. M$ Z
这拨管道运输的一大噱头就是超音速了， 不谈怎么行。Ma <0.3 才是不可压范围， 700Mile/Hour 可压缩性已经很明显了。 跨音速，超音速， 它都是个压气机。 跨音速区域大概就是hyperloop现在那类方案了。 用现成的压气机方式。
) Z! ]0 d; z9 t# v+ k: e) L5 u; x. S4 j4 ], C
"超音速工况下，客舱坐标系..." ， 我说的就是如果要超音速工况要考虑哪些问题。  上限就是Kantrowitz limit 。
作者: xlan1976    时间: 2017-10-17 14:52
lionliy 发表于 2017-10-17 14:240 N9 n  M- c  j- D- B& z9 M9 l( |( r
这拨管道运输的一大噱头就是超音速了， 不谈怎么行。Ma
3 G3 X) l7 s8 d/ F6 B2 [; b
目前我看到的所有的这方面的说法包括马斯克的设计都是亚音速的，没有看到你说的超音速的方案，除了中国航天的那个。我又看到有说法，马斯克设想的前端不是涡轮风扇，而是压气机，没有说这个压气机的构造，但看设想应该是个离心式压气机，这就更是典型的亚音速的设计了。超音速的话，这个压气机要能正常工作前面得有一个复杂的超音速进气道，或者采用你所说的冲压方式，但这样在亚音速段就没有用了。& x$ v+ v. T# C% D
马赫数大于0.3的时候（我记得是0.4？）流体的压缩性不能忽略，但并不代表着此时流体可以视为完全的可压缩流，事实上直到达到音速之前，流体的压缩性都不显著，达到音速之后，流体的压缩性才会突然显著起来。一个典型的例子就是拉瓦尔喷管，在拉瓦尔喷管的喉部流体达到音速，在之前喷管都是收敛的，如果流体的压缩性在高亚音速段就很显著的话，这样收敛喷管是不能把流体加速到音速的。
$ c: G* i2 |6 ^, B* J" x. `! m( {另外，这个“Kantrowitz limit ”能给解释下是什么吗？我在网上查了下，都是通过马斯克的一段话在讲这个“Kantrowitz limit ”，但好像是跟流体的摩擦阻力有关的东西，跟超音速好像关系不大。。能给讲讲这个“Kantrowitz limit ”到底是什么吗？
作者: lionliy    时间: 2017-10-17 15:13
xlan1976 发表于 2017-10-17 01:529 }, u$ l5 P  W2 L" R3 [
目前我看到的所有的这方面的说法包括马斯克的设计都是亚音速的，没有看到你说的超音速的方案，除了中国航 ...
% Y7 y; H" |7 W) ^( v; R
0.3 , 0.4 都可以。 因为压缩率是和压力P ~ V^2相关的 , 当 Ma^2 ~ 0.1的时候 体积变化大概是10% , 你要做个摄动法，多尺度分析的话拿0.1当epsilon 就是一个很自然的数. $ L9 a1 S5 D, {  g; W! m

" h9 _/ V' J* q  J车厢本身要占去很大一块横截面积，管子又不能太粗。 这东西就是个收缩比不小的收缩管， 加速，压缩效应在高速状况下都是很明显的。 以车厢做坐标系， 来流速度越来越快的时候收缩管会choke. 你拿算拉瓦尔管的方式一套，这个速度上限就出来了。8 `$ Q6 K& U7 z( @

. M1 l4 d8 @; O& W5 J2 M; w
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-17 19:20
本帖最后由 冰蚁 于 2017-10-17 06:58 编辑 6 W- Y# H3 W! D
tanis 发表于 2017-10-16 13:32
3 J; {3 e5 [: o4 [) P1 h5 q70 英里 所以说马一龙在画大饼呢~

1 g3 }8 W8 m% m
& N( x9 Z' x: d9 p2 K/ p! G70英里是过时消息了，8月底已经有350多公里时速了。近期目标是300英里时速。
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-17 19:32
本帖最后由 冰蚁 于 2017-10-17 16:09 编辑
9 X6 a+ Z& G# U9 v' t) x4 D# C) H
xlan1976 发表于 2017-10-17 01:52
- k# v# X5 L2 t1 f% _: Q目前我看到的所有的这方面的说法包括马斯克的设计都是亚音速的，没有看到你说的超音速的方案，除了中国航 ...

# x+ E6 Y5 R( H2 F/ G2 `- w6 y/ V: N8 u
from wiki:
4 @. t4 C+ |3 I  ^  U9 ~( _/ ~5 _% W
2 Z5 ~+ h9 p, gIn gas dynamics, the Kantrowitz limit refers to a theoretical concept describing choked flow at supersonic or near-supersonic velocities.[1] When a fluid flow experiences a reduction in area, the flow speeds up in order to maintain the same mass-flow rate, per the continuity equation. If a near supersonic flow experiences an area contraction, the velocity of the flow will increase until it reaches the local speed of sound, and the flow will be choked. This is the principle behind the Kantrowitz limit: it is the maximum amount of contraction a flow can experience before the flow chokes, and the flow speed can no longer be increased above this limit, independent of changes in upstream or downstream pressure.
  g3 {6 x  y  e! L  Z

, {1 M; H! e0 Q% }6 \4 p& |musk 在他的 proposal 里提了两种方法来解决这个 limit。一个是速度降低，一种是极高速，也就是类似国内航天提的那个4000公里时速。但他随即否了这个极高速。他的计划书是围绕LA到SF的350英里线展开的。所以认为不适合这种高速度（加速/减速/弯道）。从LA到NY可能可以，但经济性不如研发超音速飞机。
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-17 19:56
晨枫 发表于 2017-10-16 13:52
0 c! E$ t! y7 P你肯定没有听说过：工程上最要紧的不是计算，而是gross error check吧？5 x' b' b  O" j- g  E7 s% c3 \/ n
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再说你一口一个计算，认定管道 ...
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做 gross error check 也是要对考虑的系统有个比较正确的认识后才能做。凭着报道的只言片语就 gross error check，没有这么做工程的。所以我至少还是读完了musk 的 proposal，在网上也看了一些仿真图的。
作者: 冰蚁    时间: 2017-10-18 05:08
本帖最后由 冰蚁 于 2017-10-17 16:14 编辑 $ ?8 M2 ~2 J1 Q/ P

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xlan1976 发表于 2017-10-16 22:09! N* p% J( o$ b2 t
我想了一下，有关临界马赫数的问题是这样的。对于机翼而言，上下表面的气流是分开的，而且机翼要提供升力 ...
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似乎还是要流线型。否则根据仿真，表面容易过热。有人认为musk的那个车体原始方案太方了。, l0 o$ d$ H& x: q

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作者: xlan1976    时间: 2017-10-18 12:27
冰蚁 发表于 2017-10-17 19:32
: G) V# }& d1 w5 f. a: emusk 在他的 proposal 里提了两种方法来解决这个 limit。一个是速度降低，一种是极高速，也就是类似国 ...
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我在网上找到一篇NASA的关于管道中心体超音速进气道的研究文章https://ntrs.nasa.gov/archive/na ... gov/20100001729.pdf里面提到了Kantrowitz limit。
; Z9 H6 C3 F3 A# J$ H0 k结合你贴的维基关于这个Kantrowitz limit的解释看，其实它跟拉瓦尔一样，是用来确认收敛流道中流体加速到音速时的喉部截面积的。在NASA的文章中指出，拉瓦尔的理想定熵状态与实际情况出入较大，实际所需的喉部面积比根据拉瓦尔公式计算出的要大，而Kantrowitz limit则相对保守，好像是比实验数据更保守一些。
$ r$ _% h$ Q) F* [: h& G4 E1 b9 s综上来看，这个Kantrowitz limit跟什么堵塞的针管是完全两码事，估计马斯克是考虑让大众有个直观感觉才这么说的，他本人虽然没什么空气动力学基础，但他身后有NASA背书，不会把这俩不相干的东西混淆的。
( V& ^% D+ d) _6 l所以我觉得Kantrowitz limit在这里的应用应该是这样的：一旦物体在高亚音速运动的时候，由于物体本身引起的流道变窄（也就是收敛）会导致其中的流体加速至音速，从而使得阻力迅速增大的情况。因此需要利用Kantrowitz limit来计算出在不同的车速下，在何种收敛率的情况下，车体和管道间的流道喉部会达到音速，从而可以据此来设计车体和管道，使其中间的流道在高亚音速时避免出现达到音速的情况。这其实也是晨大一直提到的，高亚音速下会出现局部激波的问题。
% A' ^. {4 e& h9 u马斯克所说的解决方法里，低速的意思很简单，物体运动速度很低的时候，它与管道间的流道无论怎样收敛，其长度都不足以使气流加速到音速，不会出现这个问题；高速的话，我觉得是这样的：如果物体运动速度能搞快速达到一定马赫数，周围的流场就是超音速流场，也可以规避这个问题，而如果采用高速方式的话，为降低超音速阻力，管道的真空度肯定很高，这样，短暂的高亚音速阶段就算有这个问题也影响不会很大。当然，这个方式现在看的确实用性不大，所以马斯克是想取巧，直接采用低速（就是300mph）来回避这个问题。! \  A) v* e& b3 C' M
当然，如果是700mph,这个问题就需要重视了。



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