超级高铁:第五种交通?

我们还要多久才能搭上这趟列车?

China Financial Weekly - - 目录 - 文/《财经国家周刊》记者 张安彤

我们还要多久才能搭上这趟列车?

“真的有一种继飞机、火车、汽车、船舶之后的第五种交通方式吗?”这是特斯拉CEO 埃隆・马斯克在 2013 年发布的白皮书《Hyperloop Alpha》中的原话。

自此,Hyperloop(超级高铁,又称超级回路)成为科技狂人马斯克的又一标签。在他的设想中,这种“超级高铁”行驶在胶囊密封舱中,速度接近音速,可以达到每小时 760 英里(约每小时 1220公里),乘客从美国洛杉矶到旧金山只需35 分钟。

虽然标签贴在马斯克身上,但严格来说,这种真空管道超高速轨道交通概念由来已久,技术研发也绝非其一家在做。

近日,中国航天科工集团也提出要尝试研发时速 1000公里以上的“高速飞行列车”。据航天科工相关负责人透露,项目的落地将按照最大运行速度 1000 公里 /小时、2000 公里 /小时、4000 公里/小时三步走战略逐步实现。

换句话说,航天科工把列车的终极目标定在了时速 4000公里,超过普通民航客机的飞行时速约5 倍。

这种常人难以想象的目标难免引来一些质疑,尤其与人类出行息息相关,技术的可行性、安全性、市场需求性等问题,都需要一一解答清楚。

Hyper(超级) Loop(高铁)

“超级高铁”的名字近年来被叫得动听,但其原理概念早在上世纪就已提出了,只可惜一直未有实质性技术研究进展。

中国科学院院士、西南交通大学教授翟婉明认为,冠以“超级高铁”的名称并将时速不断放大,或多或少与近年来高铁飞速发展给老百姓带来很大便利有关。

抛去名称差异,此种超高速列车的核心技术 即为真空管道超高速磁悬浮,超高速是重点目标,真空管道技术和磁悬浮技术是两大实现手段。

简单来说,列车时速想要超过1000 公里,需要有一个空气阻力大大减弱的真空环境和减弱轨道摩擦力的推进技术。速度的突破由此实现,这也是“超级高铁”在全球范围内得到较多认同的技术理念。

但要知道,地面交通想达到超音速,绝不是谈谈理念就可以实现。

9月21日,“复兴号”中国标准动车组在京沪高铁率先实现 350 公里时速运营,我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。

这样的成绩自铁路诞生算起用了多长时间? 200年。从活塞蒸汽机车、内燃机车、发展到如今电气化的高铁,虽然每一次技术更迭在原理上都不成问题,但攻克技术往往需要花费几十年甚至更久。

翟婉明直言:“我国目前针对真空管道超高速轨道交通的研究尚处于原理性实验阶段,有必要迈入技术可行性研究层面,而要实现工程化应用还有很长很长的路要走,这其中面临诸多技术挑战,需要一个一个突破。”

挑战与现状

论述真空管道磁浮技术的专著《速车系统概论》总结了该项技术的四个缺点,包括昂贵的边界、人不能生活在真空中、进出真空环境开销巨大、对流冷却功能缺失。

该书的作者之一、西南交通大学超导与新能源研究开发中心教授赵勇近日进一步表示,真空管道的低成本建设、动力需要、磁悬浮技术,是“超级高铁”的三个主要技术难点。

首先,作为载体,真空管道的建设要考虑使

用什么材料、采用什么管道结构,才能低成本地实现、维持一个大体积的低真空空间。

其次,据赵勇介绍,“超级高铁”需要采用直线牵引技术,但如何与超高速相匹配仍是难题。此外,磁悬浮技术理论上可以使列车达到超音速,但目前“也不够稳定”。

为攻破上述难点,科研人员需不断积累实验数据,下一步,要走出实验室、走向投产前的中间性试验、最终走进工程阶段。

目前,“超级高铁”在全球范围内的入局者已有不少,最具竞争力的除了我国的航天科工和科研高校,美国两家公司HTT 和 Hyperloop One 的进度也走得非常快。

这两家名字以“Hyperloop”开头的公司都成立于马斯克发布白皮书之后。马斯克提出了想法、摆好了盘子,盘子里的菜,即具体执行和生产,则由这些独立公司自己发挥。

发挥的方式自然千万种,但总归离不开协同合作。举个例子,Hyperloop One 9月份宣布了10条最佳“超级高铁”路线,涵盖美国、英国、墨西 哥、印度和加拿大。这 10 条路线源于 Hyperloop One 在 2016年发起的一场挑战,呼吁全世界的个人、高校、公司、政府发挥各自优势,拿出建设“超级高铁”的路线议案。

对于协同合作这点,航天科工论证中的项目“高速飞行列车”也有相似意见。“会考虑引进民间资本来共同参与建设,运用全社会力量建设。”航天科工集团高速飞行列车项目技术负责人毛凯说。

谁都无法否认的现状是,入局者都在借助和集聚各种力量来强化自身,同时他们也在等,等待技术的积累和进步、市场的变化和成熟。

正方反方

在不看好“超级高铁”的质疑声中,有一种声音认为:真的有必要费这么大劲去构建一种新的地面交通吗?

美国国家铁路客运公司CEO理查德・安德森最近就说过,他很高兴有人能有“超级高铁”的梦想,但这一想法在目前还不现实。他现在更关注那些已有100 年历史的隧道和桥梁,并认为那才是真正需要进行投资的基础设施。

安德森的话代表了相对保守一方的观点,其中也许还蕴含着对“用先进概念圈投资”行为的担忧。

但反过来,支持者的立场同样鲜明:一项新技术的产生和推广必然伴随争议,“超级高铁”已有底层技术支撑,稍欠的不过是市场的东风。

毛凯作为“高速飞行列车”项目负责人,以我国为例谈到两点需求。一是人们对速度的需求,关系到高速交通对城市间通联的作用;二是国家在推进“一带一路”上的需求,与人财物运输密切关联。

对于“超级高铁”来说,第五种交通方式的假设不存在问题,重点在研究者能否更小心地求证、大众能否更理性地看待。

科学的逻辑一环扣一环,载人交通工具容不得半点不严谨。“应当理性判断其技术可行性、可靠性、成熟度以及现阶段技术差距与技术挑战,在对各个环节充分分析论证基础上,提出切实可行的目标及发展技术路线图,决不能简单凭借基本原理而毫无实际意义地进行理想化定位。”翟婉明对记者说。

除了我国的航天科工和科研高校,美国两家公司 HTT 和

Hyperloop One 的进度也走得非常快。

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