用羽毛鋪成的火車軌道

Original publish date:Nov 27, 2004

編輯 JR 報導

科學家認為高速火車可以滑行在羽毛鋪成的軌道上。

紐約市立大學科學家Qianhong Wu的研究小組，在探討滑雪的摩擦力問題時，產生了這個構想。一般認為，積雪表面存在的液態水層，會降低滑雪時的摩擦力；並且當雪橇滑過積雪時，也會擠壓出原填充在下方雪冰晶孔隙中的空氣，這些氣體亦能造成向上的壓力作用在雪橇上，使雪橇就像滑行在氣墊上、大幅降低摩擦力。紐約市立大學科學家們設計儀器測量壓縮雪時產生的壓力大小，實驗結果發表在Physical Review Letters期刊上。

研究小組將雪裝填在圓柱體中、並用活塞壓縮，測量產生的壓力。結果發現在壓縮後1~1.5秒左右，氣體傾瀉而出壓力驟增，再經0.5秒後，冰晶孔隙間中氣體擠壓殆盡，因此壓力又下降至零。這可以用來解釋：只要滑雪者滑得夠快，即使行經蓬鬆積雪時也不會下陷。他們進一步以具有蓬鬆、多孔特質的羽毛取代雪來測試，根據實驗結果推算，若以寬2公尺、下方裝填10公分厚羽毛的平台取代火車軌道，可以支持一節長25公尺、50公噸重的火車幾乎毫無摩擦力地滑行在平台上，不過，必須是以超過時速136公里的速度前進才行。

因此，若要滑行火車能載客服務，還有不少問題需要克服，首先火車的底盤構造要重新設計如附圖；火車軌道也並非完全棄置不用，因為在火車啟動、或速度不夠快時，還是需要用車輪支撐重量、加速，所以車輪必須可以伸縮自如，當用才用；而且拿羽毛來鋪軌道實在不便宜，需要尋找其它的替代材料。看來滑行火車想要公開上市，前途困難重重，倒是科學家們仍然躍躍欲試，想造個原型出來，就讓我們拭目以待。

原始論文： Wu Q., Andreopoulos Y., Weinbaum S., From Red Cells to Snowboarding: A New Concept for a Train Track, Phys. Rev. Lett., 93. 194501

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