未来的交通工具

【专家解说】：＠未来的交通工具＠ 未来的交通工具是什麼？是飞车吗？还是磁浮车？或是水陆车？大家都不知道，因为「未」这个字的意思是「没」。而「来」这个字大家都晓得。现在就让我们一起来看看吧！ 1、未来的新火箭 美国太空总署(NASA)己经成功地完成了新火箭引擎两年的基础测试，未来这种引擎将用在交通运输上，取代现在的喷射客机，飞行於大气之上， 来往各大洲之间，将节省大量的飞行时间，并且连一般薪水阶层者也可以负担得起费用，以现在从台湾飞往美国西岸，往往都要十几个小时的时间，若未来新型态的太空飞机一旦运作，将只需2个小时即可到达。这种新式的引擎又称为会呼吸的火箭引擎，可以利用空气中的氧气作为动力，因此，在飞行过程所消耗的汽油就可以减少，承载就可更多，速度可以更快。 2、磁浮列车 拿两块磁铁相互接近，便会感受到同性相斥、异性相吸的电磁力。早在一百多年前就有科学家提出构想，认为可藉由电磁力原理发展出一种在磁场上飞行的高速运输工具。 目前研发中的磁浮列车基本原理与一百多年前的构想没什麼差别。简单来说，磁浮列车主要将电磁力应用在使列车浮起、推动列车以及控制行进方向三方面。 使列车浮起方面，是在轨道与列车间产生同性磁场，藉由控制适当的电磁场强度，使列车的向下重力与电磁力与电磁力对列车的向上推力达到平衡，如此便可使列车「浮」在轨道上方一定距离。 推动磁浮列车方面，目前各国所研究的方向，大都偏向於采用可藉由电流改变磁场的电磁铁串列在轨道两侧，与列车上的固定磁铁相互作用，透过电流变化来控制列车行进的速率。 详细地说，在某一时间，列车上的某个磁铁，会与稍前方轨道上电磁铁呈相反极性，产生吸力；而与稍后方的轨道电磁铁则是同一极性有相互推力，如此一吸一推，使列车向前行进。当列车到达下一位置时，电流的方向改变，使列车上磁铁与轨道上电磁铁的关系又变成前吸后推，如此周而复始，列车便能不断前进。 至於控制列车的前进方法是控制列车与两侧轨道间的磁场方向。例如，若在列车与轨道两侧间同为互斥的磁场，则列车偏向一侧时会因过度接近一侧的斥力增大而推回原来的平衡位置。因此只要适当控制磁场方向与强度，即可操纵列车循既定方向行进。 磁浮的基本原理并没有难以突破的技术障碍，不过电磁力来源一直是个无法克服的难题。随著超导体的发现，加上电磁铁制作及控制技术获得突破，才使得磁浮列车否极泰来，再度成为下一代大众运输的希望所托。 磁浮列车堪称交通运输原理的一大革新。因为它不仅速度快、平稳舒适，又节约能源、无污染及噪音，而且建造及保养费用低廉。 不过，环保及公共卫生专家相当担心磁浮列车所产生强大磁场，将对车上乘客人体及周边环境造成危害。而且，巨额的投资在商业运转后是否能回收也是一大问题。 无论如何，各国并未因此打消发展磁浮列车的狂热。毕竟可达五百公里以上时速、没有轨道摩擦噪音、又没有污染废气排放的车辆，正是人们梦寐以求的大众运输工具。 除了磁浮列车外，日本也有厂商正在研发磁浮式的未来车。这种未来新概念车，既可行走於一般道路上，在进入专用的高速马路时，则可以五百公里的超高时速，类似飘浮状态驰骋。 为了使磁浮车能同时行走於普通路面和专用高速道路上，研究具有悬浮行走能力的汽车轮胎，是磁浮概念车的设计关键。研究公司曾制作一辆重四公斤的实验模型车，其悬浮高度为七公厘，最高行车时速达二十五公里。 目前磁浮车还停留在实验的起步阶段，无论是超导材料、电力供给以及车体结构、自动安全控制系统等，都有待进一步的研发改进。况且，时速高达五百公里的汽车，恐怕已超过人类所能操控的极限。 无论如何，配备超导磁石轮胎，驰骋於铝制材质的专用道路、时速可达五百公里的磁浮式未来车，将是新世纪的汽车梦想。 3、超高速轮船 何谓超高速轮船，系一种新概念不同科技的组合体，该设计包括：船体本身的浮力结构、水中船翼之扬力，气垫船之空气压力，三项重要技术适当组合起来的复合支持体，该组合支持体的载货运输量是一OOO吨，速度五十节的能力，可充作定期轮船行驶於大洋中，同时在波浪具有四～六公尺暴风雨的恶劣天气，也能够不受阻碍的正常行驶，堪称兼具速度性、安全性和稳定性。 超高速轮船是未来主力交通工具之一，为如期地步入实用商品化，目前急需突破的关键技术，包括：复合支持型船型推进系统、船体态势控制系统、及耐天候性船体材料等之开发。至於在社会层面如何来搭配，始能加速地迈入实用化阶段，包括：放宽航行管制、加强港湾设施功能、确保夜间航行安全。关於在经济层面分析方面，对超高速轮船殷切需求极具潜在性，若能配合适宜的运费并且搭配相关支援系统，则在未来的交通工具上将扮演主力之一的角色，若假以经济规模的生产与运输概念，最适便宜运费费率将可应运而生。 关於超高速轮船科技的产生，对产业经济之正向效果，一般认为将会有利於造船业、土木建筑业既有产业持续的发展之外，也会带动其他相关产业，诸如：新鲜食品进口业、运输服务业、旅行业等也会随之热络起来。到时候的「空运」来台的生猛海鲜的口号，将不会再享一支独秀的优势，或许那时候可以打出超高速「海运」来台的生猛海鲜的口号，辅以低廉的运费，消费者得享有较低的价格，而同时购得相同新鲜度的生猛海鲜。 所谓智慧型船舶，是将老练优秀船长航行的经验和技术转变为高度科技的人工智慧，并搭配陆上控制台之支援资讯及船上各种资讯，共同研判海上行驶的资讯，进行海上船舶和陆上控制台整合性之海上航行系统。 智慧型船舶是一种新概念的交通工具，是充分利用电脑做人类的知性活动之航行技术的海上交通工具，虽然该项船舶科技的研发，基本目的是鉴於未来劳动力不足，但是引申出来的功能，是远超过劳动不足的考量，此种发展是未来交通系统的一种不可避免趋势。海上航行时间相对长，面对不确定性机会相对高，唯有充分利用具有人工智慧的船长，方具未来性。 一般而言，智慧型船舶将於西元二O一O年左右迈入实用商品化之阶段，为顺利地达到预期目标，目前亟需突破之关键技术，包括：先进型人工智慧的开发、船舶自动驾驶系统的研发、高度卫星通讯系统应用於海上航行技术的开发、陆上控制中心支援海上航行和资讯系统及海气象预测技术之改善。 假设智慧型船舶能够顺利研发而步入实用商品化阶段，谁是该项船舶科技创新的受益者，意即，智慧型船舶的产业经济分析的正面效果。一般而言，船舶航行用的高度人工智慧资讯，和自动驾驶用高度人造卫星系统的电子电机产业和通讯机器产业，将会是此项新科技的受益生存者。 4、不让未来后悔的电动机车 世界能源协会统计，以现今汽油的消耗速度，地球石油储量顶多只可用六十年，而汽机车的汽油消耗量惊人，及所产生的空气污染物造成造成环保公害此一观点来看，就不难了解为什麼全球对发展电动车有强烈需求。 台湾汽机车密度冠於全球，根据环保署的统计，目前全国汽机车占国内能源的消耗量达20%-23%，是全国最大的污染源之一，若皆能改为电力动力，则对环保有很大的帮助；且电动车在国际市场仍是一个全新的领域，如再加上政府的大力推动，则我国也可藉此发展赶上国际汽车工业的水准。 电动机车是一种藉由随车搭载的电池提供电力，以驱动控制器控制马达输出，复经传动机构驱动行驶的交通工具。由於它没有引擎，故不需要汽油，同时也无排放废气、噪音、震动、烫伤的缺点，且其能源费用低廉，可减轻对石油的依赖，是最适合发展以取代传统机车的工具。 依目前研发完成的ZES 2000电动机车为例，其极速50公里/小时(一般50CC机车约为63公里/小时)，使用家用110V电源充电约需6-8小时，耗电两度约需五元，市区可骑乘40公里。但尽管目前所研发的电动车性能尚佳，但与50CC机车相较其性能与续航力仍有不足之处，而这关键就在於电池，其有限的空间下，容量难以满足使用需求。 目前电动车大多以改良铅酸电池为主，不过电池有一定的寿命，且铅具有污染性，必须做好回收工作才能避免二次污染，因此，未来研发重点为镍氢及锂电池，以及如何降低成本、提高能量密度、循环寿命及可靠度是未来努力研究的方向。 在环境方面，如何使消费者便利地找到充电处需要多方面的配合，目前在政府方面为了提高民众购买的意愿，有些优惠方法，只要民众购买一辆电动车，环保署就补助五千元，购买大型的巴士则补助五十万元；同时对生产厂商有货物税减半的优惠，补助地方政府设置充电设备，燃料税随由徵收后免徵等...。 其实，我国的空气污染相关法令算是世界上相当严格，规定厂商日后每年出产的机车中，每百辆必须有两辆是电动机车，此举可促使机车业者积极投入电动机车的研发；也许不久的将来，电动车也会是台湾另一个奇迹。