2012年11月08日16:35 來源：人民網-財經頻道
最高時速500公裡，與世界最快時速581公裡的JR東海“磁懸浮列車”速度相當，能耗卻隻有磁懸浮列車約9分之1——這一神奇的新交通系統“Aero-Train”正在研發之中。
1500公裡——這是信天翁一次進食可以飛行的距離。按照我們人類徒步行走計算，如果時速為5公裡，需要300小時，也就是不休息地走上近2周。那麼，信天翁的“燃效”為什麼這麼好？其原因之一是一種叫做“地面效應”的自然現象。
地面效應是指貼近地面飛行時，地面與翅膀之間的空氣產生的強大升力。
地面與機翼之間夾著空氣
東北大學正在開發的Aero-Train。這是第3輛試驗車。
能夠實現500公裡時速高速移動的新交通系統“Aero-Train”的研發就利用了這種地面效應。其動力隻使用光伏發電和風力發電等自然能源。開發者是東北大學未來科學技術共同研究中心教授小濱泰昭。
飛機利用“升力”浮升到空中。機翼前方受風，機翼下方的空氣壓力高於上方。因此，機翼在下方空氣的推動下抬升，機體隨之上浮。這種向上的力就是升力。
此時，如果不抬升機體的高度，會出現什麼情況？由於空氣集中在地面與機翼之間，機翼下方的空氣壓力增大，升力將隨之增大。這就是地面效應。
地面效應距離地面越遠越弱，因此，機體上浮到一定高度，在地面效應消失之時，機體將開始下降。但是，隻要機體保持前進，地面與機翼之間就會夾有空氣，起到緩沖的作用，機體不會落到地面。隻要速度確定，距離地面的高度就會趨於穩定。也就是可以貼著地面持續飛行。
按照設計，Aero-Train的機體上裝有4個機翼，在3面圍牆的凹字型專用道路“Guide Way”內懸浮行駛。
機翼前端為L字型，L的部分叫做安全翼。機翼與地面之間、安全翼與牆面之間共有8處可以產生地面效應。安全翼與牆面之間產生的地面效應的作用是防止機體撞擊牆面。
推動力來自於機體兩側安裝的2個螺旋槳的轉動。螺旋槳使用Guide Way兩側設置的太陽能電池驅動。現在太陽能電池產生的電能需要儲存在機體的充電電池中，未來則計劃採用受電弓，實現隨時供電。
另一方面，汽車和鐵路等地面交通工具速度越快空氣阻力越大。通常，空氣阻力與速度的二次方成正比。速度提高到2倍，空氣阻力就會增加到4倍，提高到3倍就會增加到9倍。
與之相比，Aero-Train之所以能夠以極少的能量實現高速移動，是因為地面效應具有降低空氣阻力的功效。
其實，以往也曾開發出利用地面效應的交通工具。但主要是利用地面效應在水面上懸浮行駛的軍用“水面效應艇”，還沒有在地面上行駛的民用類型。不過，由於在水面上遇浪沉沒等事故頻發，這種船隻現在已經停產。
原本研究飛機等空氣阻力的小濱教授最初也是通過水面效應艇了解到了地面效應。自1986年起，小濱到德國留學2年，在此期間，同事開展的水面效應艇模型實驗令他受到了震撼。
Aero-Train行駛中的情形。2010年11月在實驗中成功以150公裡的時速完成了約1公裡的穩定懸浮行駛。
小濱教授回顧道：“我當時就感覺‘太有意思了！回國之后，腦子裡也總是想著地面效應。”
回國后，小濱教授馬上參加了日后成為Aero-Train研發契機的研究項目。那就是新干線的第一代“希望”號的開發計劃。
新干線於1964年通車。從第一代0系的“光”號到最新的N700系，縱觀新干線的歷代車頭可以發現，其形狀越來越接近流線型。目的是為了降低空氣阻力。表現最為明顯的，是把運營以來的最高時速紀錄從220公裡一舉提升到270公裡的第一代希望號。而設計出這種車頭形狀的正是小濱教授。
小濱教授坦率地說：“非常遺憾，改進車頭形狀對於降低空氣阻力起到的效果微不足道。隻要緊貼著地面行駛，無論如何改進車頭的形狀，都不能大幅減弱空氣阻力。”
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