一輛高速行駛的火車可以在保證乘客舒服的情況下像過山車那樣通過垂直的回環(huán)嗎？
—Gero Walter
不能。
好吧……這個(gè)回答讓大家失望了，我來把要求放寬一點(diǎn)。
一輛高速行駛的火車可以在保證乘客活著的情況下像過山車那樣通過垂直的回環(huán)？還是不行。
一輛經(jīng)過改造，在頂端加裝了噴氣式引擎的高速行駛的火車可以在保證乘客活著的情況下像過山車那樣通過垂直的回環(huán)？還是不行。
也許吧。
挪威鋁和能源公司Norsk Hydro 拍攝了一個(gè)具有教育意義的廣告，廣告里面一堆熊孩子在火車軌道上裝了一個(gè)過山車的軌道。這個(gè)廣告嘛..好吧..當(dāng)然是不現(xiàn)實(shí)的。在讓高速火車通過這樣一個(gè)軌道的計(jì)劃里存在很多的問題。
首先出現(xiàn)的是幾何問題?；疖嚹芡ㄟ^的最大的圓大概半徑是200m。如果圓比這個(gè)還大的話，就算把世界上最快的火車搬出來它也會掉下來。
可惜了，半徑200m的圓對火車來說有點(diǎn)迷你了，大多數(shù)高速火車能行駛的弧形垂直軌道的半徑要20km。
限制的原因不是火車能不能彎不過來，這和火車速度有關(guān)(速度越大，通過弧形軌道產(chǎn)生的加速度越大)。
來個(gè)栗子， 從Bombardier ZEFIRO的規(guī)格表來看，它能應(yīng)付的垂直的弧形軌道半徑最大只有900m ，如果它全速行駛的話，會產(chǎn)生大約2g的加速度(正常狀態(tài)下我們受到的重力加速度是1g)。乘客可以活下來(火車就不一定了..)但是肯定不舒服。
但是半徑900m的環(huán)還是太大了。就算全速行駛，火車在還到不了全程四分之一的地方就該滑下來了。
挪威那個(gè)視頻里面的火車是Di 4，視頻中火車的速度大概是它能開到的兩倍快。根據(jù)他的速度和車廂數(shù)量，那個(gè)圓的半徑大概是70m，這個(gè)小圓也讓我們看起來火車動的如此的快，其實(shí)真正的Di 4也沒比它慢多少，但是真正的火車會從圈的頂部掉下來。視頻里的火車只用5秒鐘通過了圓環(huán)，速度比較快，所以沒什么問題。
但是這么小的圓軌道讓火車和乘客承受大概9-15g的加速度。這是戰(zhàn)斗機(jī)駕駛員穿著壓力服能承受的臨界值了。所以很不幸..火車?yán)锏娜硕家蛄?，?dāng)然火車早就不行了。70m的半徑對過山火車來說太小了！
那么，我們就要一個(gè)大一點(diǎn)的圓，半徑900m的應(yīng)該就差不多了。但是可惜了，我們火車開不了那么快。好吧，來給力一點(diǎn)。
這樣怎么樣？
其實(shí)吧，很多國家都試過建造噴氣式火車，可惜這些火車都從來沒能起飛。好吧，幸運(yùn)的是它們也沒能起飛。
一架波音747的引擎可以使我們的火車增加大概百分之三十五的速度。這對一個(gè)半徑900m的圓環(huán)來說夠了嗎？
其實(shí)……還不夠。
放上面不行，我們換個(gè)地方試試吧？
……剛剛發(fā)生了什么，什么都沒發(fā)生對吧。
明白了吧？我們需要一輛開得足夠快的火車和一個(gè)中型圓環(huán)。這個(gè)圓環(huán)看起來應(yīng)該差不多是這個(gè)樣子的：
當(dāng)然，它太高了..，也許我們可以在一座小山里把它造出來？
圓環(huán)的形狀和過山車軌道很像，能夠把整個(gè)過程中的加速度變得小一點(diǎn)，最大的加速度也就幾個(gè)g，我們當(dāng)然能夠輕松活下來啦。
當(dāng)然當(dāng)然，造這么個(gè)東西的價(jià)格嘛……恩，總之如果沒有政府給的巨額投資幾個(gè)熊孩子肯定搞不定它。
對那些幻想造出這樣一個(gè)軌道的挪威熊孩子，如果你們讀了這篇文字，別灰心！還有機(jī)會。
美國副總統(tǒng)拜登，曾在美國參議院工作36年。那個(gè)時(shí)候，他從來沒有搬到華盛頓特區(qū)。相反，每天晚上，他坐火車回特拉華州看他的家人。很感人是吧？但過了頭幾年，我敢肯定，通勤還是有點(diǎn)沉悶的。
所以，如果你正在尋找一個(gè)厲害的支持者來幫助你讓別人的車坐多了幾分刺激，去做做喬的思想工作吧。
