比飞机还快的超级高铁完成首试 革新还是骗局?(组图)

速度比民航客机还快，从北京到上海只需一小时，当这样的交通工具成为现实，无疑将是人类交通史上一次重要突破，想想都令人兴奋。这就是马斯克在 2013 年提出的「超级高铁」概念，利用真空管道和磁悬浮技术，实现上千公里时速的交通运输，一度被认为是未来交通方式的发展方向。


一家叫做 Hyperloop One 的美国公司（现已更名为 Virgin Hyperloop）从 2016 年开始尝试将这个项目变成现实。就在前几天， Virgin Hyperloop 的「超级高铁」宣布完成了首次载人测试。


这似乎意味着那个比飞机还快的地面交通工具距离我们更近了，可「超级高铁」自诞生之初就备受质疑。除了 Hyperloop One，还有几家公司来推进类似的项目，中国航天科工研发的「超级高铁」，最终目标更是实现 4000 公里/小时的超音速「近地飞行」。然而没有任何一个「超级高铁」项目已经达到接近商用的水平，这个具有颠覆性的交通工具，到底是技术创新还是资本骗局？


「超级高铁」完成首次载人测试，要解决的问题还不少上周在美国拉斯维加斯的沙漠中，Virgin Hyperloop 的「超级高铁」进行了首次载人测试，首次搭乘的两位乘客，分别是 Virgin Hyperloop 的首席技术官 Josh Giegel 和乘客体验总监 Sara Luchian。


这次测试的胶囊舱是丹麦建筑师 Bjarke Ingels 参与设计的 Pegasus Pod，可以搭载两名乘客，配备了赛车常用的五点式安全带，Virgin Hyperloop 希望最终的胶囊舱能容纳 23 名乘客。


测试在一条直径 3.3 米、长达 500 米的管道中进行，胶囊舱实测时花了 15 秒就达到了终点，折合过来时速达到了172 公里/小时。


这个速度还不如高铁，距离 Virgin Hyperloop 设想中超过 1000 公里的时速更相距甚远，据称这一方面是因为考虑到乘客的安全和乘坐的舒适度，另一方面则是 500 米的隧道还不足以完全加速。尽管如此， Virgin Hyperloop 依然认为这是「超级高铁」一个重要的里程碑，称之为「像登月一样的成就」，首席执行官 Jay Walder 表示：


这是一个完整的、可以正常工作的「超级高铁」，它将人放到真空环境中运输，目前还没有其他机构能做到。

至于乘坐的感受，Josh Giegel 表示加速时的感觉和飞机起飞类似，而 Sara Luchian 称「完全没有坐过山车的感觉」，即便加速很快也不会感到不适。


其实在此之前，Virgin Hyperloop 已经在这条管道中进行了 400 多次无人测试。迄今为止最高的速度记录是 2017 年测试中达到的 386 公里/小时。如果进行速度更快的载人测试，就必须搭建一条更长的真空管道。Virgin Hyperloop 估计，要加速到设想中的700 mph（1126 公里/ 小时），至少还需要 2 公里的的轨道。


因此不久前 Virgin Hyperloop 宣布斥资 5 亿美元，在西维吉尼亚州建造测试场地。同时表示争取在 2025 年为「超级高铁」取得安全认证，并在 2030 年投入商业运营。早在 2016 年，Virgin Hyperloop 就和迪拜道路和运输局达成合作，计划建设一条连接迪拜和阿布扎比的超级高铁，能将一个多小时的车程可以缩短为 12 分钟。


今年年初，Virgin Hyperloop 还公布了 11 条可能在未来建设的超级高铁线路规划。相距 600 公里的洛杉矶和旧金山，未来的通勤时间可能只需要 35 分钟。理想很丰满，可以回到现实中，Virgin Hyperloop 这些蓝图似乎有些过于乐观了，因为「超级高铁」的可行性现在还没完全得到验证。


是革新还是骗局？在马斯克 2013 年发布的一份《Hyperloop Alpha》白皮书中，首次披露了这种以管道为基础的亚超音速运输系统，并指出「超级高铁」将成为继飞机、火车、汽车、船舶之后的「第五种交通方式」。


由此拉开了「超级高铁」项目的建设潮流，目前至少有六家超级高铁公司，可马斯克并未参与其中，目前也没有任何一家实现商用。当然不能因此就说「超级高铁」不可行，毕竟 SpaceX 的星链计划也是在一片质疑声中和多次延期后，在最近开始了公测。对于一项交通工具来说，最基础的要求就是安全、可靠、舒适、和经济。不妨从这几个维度来看看「超级高铁」是否可行，即便只是理论上的。


关于「超级高铁」的安全性，卡内基·梅隆大学土木与环境工程副教授 Constantine Samaras 认为还有很多问题需要解决，在上千公里时速的高速运行中，一切故障和意外造成的危险也将被放大。物理学家、超导磁悬浮概念的联合提出者詹姆士·鲍威尔曾表示，轨道的细微误差，都可能造成严重灾难。


整套系统非常脆弱，哪怕一个点失败，都可能引发灾难。比如有人在管壁穿孔，或地震导致管道稍微移位，都可能导致乘客舱崩溃。

不过目前的 Virgin Hyperloop 并没有披露太多超级高铁在安全设施上的细节。其实管道运输在 19 世纪就已经出现，不过是用于小件的货物运输。但在空气的压缩过程中会产生大量的热量，如果要用于运输人需要做更多的改进。中国工程院院士王梦恕也曾指出，将隧道抽成真空对于乘客来说存在不小的安全隐患。


因此对于这种全新的交通工具，光是在验证安全性上就要花费大量时间。布鲁金斯大学基础设施专家 Adie Tomer 认为，「超级高铁」的安全测试或许会比制药行业的 10-20 年更长。而在技术的可靠性上，业内专家普遍认为「超级高铁」面临两大问题：确保高速运动下磁浮系统的动力学稳定性和直线驱动效率。超级高铁之所以能实现「亚音速」，是因为在真空环境中大大降低了空气阻力，但同时也带来了新的的技术难题。按照中国中车首席专家杨颖的解释，高铁的拐弯半径约为 7 公里，但如果时速达到上千公里时，拐弯半径就需要几十公里，因此超级高铁几乎只能在直线轨道上行驶，这也会大大加大路线规划和铺设的难度。


目前看到的超级高铁测试轨道似乎都是笔直的.当然也可以选择在转弯时减速，那这样也就失去了超级高铁本来的速度优势。同时在转弯时乘客可能会承受比飞机起飞时更大的横向加速度，并因此产生不适感。至于超级高铁用到的另一项关键技术——磁悬浮技术，目前已经在中国、日本等多个国家的高铁中投入使用，目前最快的实验速度在 600 公里/小时左右。


日本磁悬浮列车，最高时速达到 603 公里/小时.但这只是实验速度，实际运行还达不到。日本时速 505 公里的超导磁悬浮干线也要等到 2027 才通车。而要在 1000 公里时速以上运行的磁悬浮技术，目前在全球范围内也还没可商用的成熟技术，甚至连实验数据都没有。可见Virgin Hyperloop 想在十年内投入市场基本不太现实。即便技术问题全部得到解决，建设成本可能是更大的挑战。Virgin Hyperloop 2016 年曝光的一份文件显示，超级高铁的每英里的的建设成本在 8400 万美元至 1.21 亿美元之间，远高于高铁。


前两年 Virgin Hyperloop 还公布过一份可行性报告，指出美国密苏里州的超级高铁每年可节省 4.1 亿美元，却对建设成本讳莫如深。此外 Virgin Hyperloop「胶囊舱」的运力是远低于高铁，如果要覆盖成本可能需要非常高的票价，而这也是当年的超音速客机失败的重要原因。


你可能会说，超级高铁可以用更密集的发车频次来降低成本。但超级高铁每次上下车都要进行一次大气抽空和调压减压，这就要花费不少时间。至于有什么技术可以压缩这个流程的时间？或许有，但还没看到哪个超级高铁项目披露出来。上述这些问题正是超级高铁被不少业内人士怀疑是骗局的重要依据。中国工程院院士王梦恕曾直言超级高铁这个概念很大程度是吹牛，还处于幻想阶段。


总之，技术上不可行，安全上不可行，可靠性不可行，经济上不可行，环境上更是不可行。靠兴趣去研究国家和人民不需要的东西，最后会一事无成，头破血流，毫无价值。


第五种交通方式，离我们还有多远？总的来说，现在的超级高铁项目即使不是骗局，距离商用还有不小距离。不过这背后的「超导磁悬浮+真空管」技术，的确有研究价值，甚至成为未来交通运输系统中重要的一环。其实在 2017 年，中国航天科工集团就公开了正在研发的「超级高铁」项目，基于高温超导磁悬浮技术和真空管道技术，逐步实现 1000公里/小时、2000 公里/小时、4000 公里/小时的最大运行速度，不过航天科工并没有给出具体的时间表。


而西南交通大学的牵引动力国家重点实验室，则是我国最早研究真空管道高温超导磁悬浮技术的机构之一。据西南交大的首席教授张卫华介绍，在 1500米可模拟不同低气压环境的真空管道内，高温超导磁悬浮模式的测试速度已经超过音速。目前西南交大的「多态耦合轨道交通动模试验平台」已经在 9 月份获得国家批准，最快在明年 4 月就能达到1500 公里试验时速。


张卫华认为，高速磁悬浮轨道交通将成为未来轨道交通技术发展的主攻方向。实际上中国这个「超级高铁」项目亮相后同样受到不少争议，而在这两年也鲜有媒体报道了。原铁道部部长、中国工程院院士傅志寰曾在一次演讲中谈到对超级高铁的看法。他认为即便超级高铁存在争议，也远没到落地的阶段，但也有必要研究，因为未来交通的图景会有超级高铁的一席之地。


人类文明的繁荣和进步，离不开越来越快速的交通工具。从马车到汽车，从汽车到火车，从火车到飞机，每一次交通工具的革新都伴随着长时间的技术研发和试验。超级高铁也一样，它本身并不是一个骗局，但却可能需要数十年时间才有望成熟应用。而那些用不成熟的超级高铁技术包装成的商业项目，的确有「画饼」的嫌疑，但只要是泡沫总有破裂的一天。 阅读原文