图片源于：https://www.ianvisits.co.uk/articles/hs2s-northwest-london-portal-designed-to-eliminate-sonic-booms-from-high-speed-trains-80408/
建设HS2铁路的承包商已完成了一对创新的延伸结构，旨在消除高速列车以每小时200英里速度进入隧道时产生‘音爆’的可能性。
这两座结构建于铁路最长隧道的南端，位于与M25高速公路相邻的10英里奇尔滕隧道附近，几乎与目前在巴肯汉姆郡北门口建设的结构相同。
世界各地的高速列车在进入隧道时，都会将空气向前推送，形成能量脉冲，这些脉冲沿隧道滚动，随后在隧道另一端释放出少量的空气压力。
这种现象被称为‘微压波’，在常规铁路中是不可闻的。
但是，在高速铁路隧道中，由于空气被推动而没有逃逸的途径，可能会产生强大的压力波，导致可听到的‘轰鸣’或‘音爆’现象。
HS2的设计在英国铁路网中首次包括了对于所有八条进入速度超过140英里每小时的隧道的延伸结构。
然而，位于奇尔滕山隧道两端的这些延伸由于长度、物理环境和美学的考虑，标志着它们在HS2项目中的独特性。
HS2的首席工程师马克·霍华德（Mark Howard）表示：“HS2的最大速度沿着线路是变化的，但我们在火车以超过140英里每小时的速度进入隧道时，正在建设门户延伸以防止‘音爆’的发生。
虽然沿线路上还有几条隧道的列车速度会高于奇尔滕隧道，但没有其他隧道将200英里每小时的速度与10英里长度结合在一起。
正是这些独特的物理特征要求在隧道两侧建设独特的结构。”
这一问题最早在1974年被识别，当时日本刚刚投入使用187英里每小时的‘山阳’新干线。在测试期间，附近的人们注意到隧道出口附近传来的‘轰鸣’声。
后来，通过发明从隧道入口延伸的多孔门户，解决了这一问题。
随着列车速度的逐步提高以及对微压波控制要求的进一步增加，解决方案转向了才能提高列车的空气动力学，而不是在已经建成的隧道中附加压力消散门户延伸。
日本高速列车流线型、延长的空气动力学前端设计，使得列车进入隧道时压力逐渐积累。
在国际铁路界40多年的研究基础上，HS2的工程团队、工程咨询公司Arup以及伯明翰大学和邓迪隧道研究所共同开发并实验室测试了HS2的隧道门户设计。
为了缓解‘音爆’，奇尔滕山下的HS2隧道需要定制的门户延伸。
从M25高速公路旁的白垩切口突出最大可达220米，约为两个标准足球场的长度，沿一侧带有通风口。
这些通风口使得部分推向前方的空气得以释放，使压力增加更加平缓，从而使隧道另一端释放的微压波不可检测。
基本设计可以根据不同长度进行调整：延伸越长，微压波的强度越弱。
为了决定每个HS2隧道所需的延伸长度，团队以英吉利海峡隧道与伦敦间的第一条高速铁路HS1的微压波测量结果作为基准。
该线路的隧道未经历音爆，因为微压波的强度过弱。
因此，HS2的研究团队以此为依据，为新伦敦-西米德兰高速线开发抗音爆的多孔隧道延伸。
马克补充道：“HS2从一开始就是一个全新和完整的铁路系统的设计。
这使我们能够开发其各个组成部分，例如火车、隧道、车站、动力系统，使它们相互配合并按预期运行。
在避免隧道门户处发生音爆的情况下，我们使用了已经确立的关键标准，包括列车速度、隧道直径和长度，以开发可以防止音爆的隧道门户延伸。”
奇尔滕隧道及其门户延伸的建设由HS2的主要施工承包商Align JV负责，该合作集团包括Bouygues Travaux Publics、Sir Robert McAlpine和Volker Fitzpatrick。
该集团于2025年1月完成了南端的建设，北端的结构预计在今年秋季完成。
当HS2铁路开通时，高速列车将以三分钟的时间穿越这条10英里的奇尔滕隧道。
