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如果把高鐵的座位都換成動感單車,讓乘客騎車提供動力,高鐵能開多快?

2023-04-18體育

更新了滾阻系數,更新結論為84km/h。

兩句話,分別從物理學和社會學來回答:

物理學回答:84km/h。

社會學回答:0km/h。

【第一句話:物理學回答】如果把高鐵的作為都換成動感單車,讓乘客騎車提供動力,CRp80A和諧號高鐵最高能行駛84km/h的車速。

1、物理學上,成年人日常的平均連續輸出功率是70W,但在騎車這一明顯有健身內容的活動時,輸出功率會大一些。我們按照高鐵乘客的汽車水平為「Moderate」級別,即適度級別,沒有太優秀,也沒有太差勁,就是有過多次騎車經驗的普通人,畢竟嘛,總坐高鐵,騎車的機會很多,都是有經驗的。 查下表可以得到,男性的全時(Full Time)輸出功率參數是3.55W/kg,女性的全時輸出功率參數3.02W/kg。再考慮中國18歲以上成年男性和女性的平均體重,可以得到男性旅客和女性旅客的平均騎車輸出功率。

  • 男性旅客的平均騎車輸出功率:3.55W/kg*69.6kg=247.08W;
  • 女性旅客的平均騎車輸出功率:3.02W/kg*59kg=178.18W;
  • 本表格來源:【Training and Racing with a Power Meter】,Allen, Hunter; Coggan, Andrew。

    考慮女性旅客與男性旅客比例按照中國男女比例,男104.69:女100(2022年數據),則所有旅客的平均騎車輸出功率為 213.42W

    (247.08W*104.69+178.18W*100)\div(104.69+100) = 43684.8052W\div204.69 =213.42W

    來自央視新聞,參照自工人日報。

    算完了旅客的平均騎車輸出功率了,再看高鐵跑起來需要多大的功率。直接搜結論吧,CRp80A和諧號列車組的輸出功率是9600kW。

    圖源自百度,侵刪。

    這簡單一算9600kW/213.42W=44982人。這是需要近4.5萬人才行啊,而這個車的定員才490人,直接超載100倍啊,根本不現實。

    那麽只能轉換方案,如果靠這490個人,可以實作什麽樣的動車效能。先從功率上計算,平均每個旅客是213.42W,那麽490個人,一共是104.58kW的輸出功率。

    我是做新能源汽車的,拿汽車動力性模型一樣可以算高鐵,只是不知道裏面的主減速器速比是多少,無所謂,速比只是影響轉速與轉矩的分配,不影響總體功率。其他參數均是從網上搜尋所得,或根據現有數據估算。看了一下結果,最高400km/h的時候,0度的坡,需要5581.3kW,而100km/h的時候需要151.1kW,80km/h的時候需要97kW,這490個人夠80km/h以上了,進一步細算,最終發現在84km/h的時候,需要104.58kW的輸出功率。

    此處有更新,之前使用的滾阻系數太大了,把滾阻系數從0.01變成0.0006之後,更新數據。

    那麽結論是:如果把高鐵的座位都換成動感單車,讓乘客騎車提供動力,CRp80A高鐵最高能行駛84km/h的車速。這個速度超乎預料,應該主要是高鐵的滾阻確實太低了。

    俺們做新能源的,都有復雜的模型計算動力性,我這是一個簡單的EXCEL模型,用於簡單的校驗,也能給高鐵用。有興趣的可以找我,此模型可以外發。

    那麽再換一個問題,既然咱們普通人不行,那麽什麽樣的人才能實作高鐵跑350km/h呢?350km/h時需要輸出功率3794.9kW,而490個乘客一共可以輸出104.58kW,這是36倍的關系。大概是什麽級別呢?【七龍珠】裏面藍將軍的級別。

    如果人人都是藍將軍,武道大會前八以上的實力,這個高鐵還是可以跑到300km/h的。

    【第二句話:社會學回答】這個高鐵最終的結果一定是停下,速度為零。因為理論計算無法考慮人與人之間的偷懶、自私、猜忌、怨恨、爭鬥。。。

    記得看過一本小說,叫做【資訊全知者】(作者:魔性滄月),裏面就有一個場景,主角作為資訊全知者,去參與了一場實權富豪的遊戲,裏面需要一隊面臨生死的人員連續去踩自由車至少24小時,然後才能發電,進而闖關。但是很可惜的是,每個人有每個人的情況,沒有幾個人原意老老實實的踩單車,又累又餓的24小時,都想坐享其成,最後主角透過自己的資訊全知,各種布局,殺掉了哪些不老老實實踩單車的人,肅清了隊伍,剩下老實聽話以及被震懾的,還有有踩單車實力的人,花了更長的時間,老老實實才透過踩單身,闖關,然後進入了另一個更殘酷的關卡,最終透過自己的能力,不光闖關,而且還透過與場外人員的配合,陰了這個遊戲的主辦方一把。看到這一段,我是拍案叫絕的,因為對於人性的把握真的很好,當時就在想這樣一個場景拍成電影的感覺。

    如果沒有一些強制性的措施,沒有幾個乘客願意持續不斷的按照平均213.42W的功率輸出的,因為太累了,躺平坐享其成不好嗎?最終的結果就是高鐵走不動了,因為沒人騎車了。