尽管 Elon Musk 对这种未来交通方式的提议似乎有些牵强，但压缩机技术可以使难以捉摸的超级高铁成为现实。

2012 年，创业金童与特斯拉和 SpaceX 首席执行官埃隆·马斯克提出了 21 世纪版本的 vactrain：超级高铁。超级高铁是一种概念性的超高速陆路运输模型，其特点是通过低压管跨越的空气悬浮“吊舱”，可以彻底改变我们所知道的乘客旅行。

在 1970 年代初期，兰德公司的工程师在罗伯特·M·索尔特 ( Robert M. Salter ) 的带领下发布了大量研究，提议建造真空管列车或“真空列车”——在部分真空管中行驶的磁级汽车有可能达到加速到每小时 5,000 英里。这项研究最初引起了一些兴趣，但在没有重大技术进步的情况下，设计最终被认为过于昂贵和不切实际。

在过去的几年里，工程师和物理学家就建造世界上第一个超级高铁的合理性展开了激烈的辩论。凭借接近音速的最高速度以及随之而来的所有物理学挑战，马斯克最疯狂的创意在逻辑上的可能性有多大？

实现超音速现实的挑战

在马斯克的设计中，吊舱通过位于整个管子中的线性感应电机加速和制动——这似乎很合理。但是，如果要在旧金山和洛杉矶之间进行半小时的旅行，那么仍然存在许多严重的障碍。

一个主要挑战是摩擦：一个吊舱在宽度稍大的管子中移动如何避免两个表面之间不可避免的阻力问题？虽然超级高铁吊舱不会物理接触管的内部，但两个表面之间的空间很小，空气本身会对吊舱施加很大的摩擦力。

第二个相关问题涉及在超音速下气压的增加效应。随着速度的增加，通过“限制”（或管道）移动的车辆前部由气压施加的力也会增加。当车辆达到超音速（超过 767 英里/小时）时，结果是气流阻塞——这可能会使吊舱停在其轨道上。

这种情况下，跨音速的气流不可避免地被迫通过狭窄的路径，也被称为坎特罗维茨极限。它可以被认为是一种大规模的注射器效应：在喷嘴堵塞的情况下，密封注射器的柱塞压缩管中的空气，增加压力，从而抑制速度。

解决和压缩问题

为了解决摩擦引起的问题，马斯克提出了两项​​协同工作的创新：极低的气压和空气轴承的使用。几乎所有关于超级高铁的提议都涉及创造一个接近 0.1% 大气压的近乎全真空，以减少吊舱的阻力，但任何多余的空气仍然会减慢吊舱的速度。

马斯克断言，空气轴承将为悬挂车辆和减少摩擦提供最便宜、最有效的解决方案。空气轴承产生加压气垫，吊舱可以在其上漂浮。在马斯克的设计中，每个吊舱将放置在 28 个这样的空气轴承上。

为了解决高速增加压力和阻塞流动的问题，马斯克提供了可能是整个设计中最具创新性的组件：安装在吊舱前部的空气压缩机。压缩机将从车辆前部的加压柱中吸入空气，然后将其释放到后部，从而像火箭一样有效地向前推进。

这种设计的功能优势将是双重的。首先，它将通过减少车辆前部的空气阻力来规避坎特罗维茨极限，使其超过跨音速。其次，它将作为一个额外的推进装置，实际上将原本会成为障碍的东西转化为优势。

加速走向未来

如果要建造像马斯克设想的那样的超级高铁，必须克服许多工程挑战。这还没有考虑到许多社会和政治障碍，这些障碍将不可避免地面临建设一条穿过数英亩公共和私人财产的 350 英里管道。

尽管如此，正如马斯克一再证明的那样——从 PayPal 的成立到Falcon Heavy的推出——白日梦是可以实现的。使马斯克的概念特别引人注目的是，尽管这一愿景具有未来感，但它在很大程度上依赖于一项定义了大部分历史的古老技术：压缩空气。

从蒸汽机和电报到最新一代的电动赛车，超级高铁可能只是通过压缩空气的力量实现的一系列创新中的最新成果。不管发生什么，气大师很高兴看到这些超高铁幻想的飞行可能会走向何方。