中國航天科工集團(tuán)日前宣布已對(duì)“高速飛行列車”進(jìn)行了研究論證，希望嘗試研發(fā)1000千米/小時(shí)以上的“超級(jí)高鐵”。然而，真正實(shí)現(xiàn)超音速“近地飛行”還有很多關(guān)鍵技術(shù)尚未攻克——
中國“超級(jí)高鐵”何時(shí)夢(mèng)想成真
中國首條自主研發(fā)的磁懸浮線——湖南長沙中低速磁懸浮快線。 新華社發(fā)
乘坐磁懸浮列車的乘客，在幾乎真空的管道里，以超過1000千米/小時(shí)的速度前進(jìn)，原來以小時(shí)計(jì)算的行程全部變成以分鐘衡量——乘坐“超級(jí)高鐵”從北京到武漢將由5個(gè)多小時(shí)縮短至大約30分鐘，北京到上海、西安也是如此。
這看起來像是科幻小說里的情節(jié)，但人類對(duì)速度的追求從未停止。
近日，中國航天科工集團(tuán)在第三屆中國(國際)商業(yè)航天高峰論壇上宣布已對(duì)“高速飛行列車”進(jìn)行了研究論證，希望嘗試研發(fā)1000千米/小時(shí)以上的“超級(jí)高鐵”。然而，真正實(shí)現(xiàn)超音速“近地飛行”還有很多關(guān)鍵技術(shù)尚未攻克。人們究竟何時(shí)能搭乘“超級(jí)高鐵”呢？
技術(shù)理念趨同
“超級(jí)高鐵”這個(gè)概念由美國太空探索技術(shù)公司(SpaceX)首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克在2013年提出，從理論上說，它能以高達(dá)1207千米/小時(shí)的速度運(yùn)送乘客或貨物。這個(gè)概念自提出至今僅有4年，美國的超級(jí)高鐵1號(hào)公司(Hyperloop One)就宣稱已在2017年5月首次在真空環(huán)境中對(duì)其“超級(jí)高鐵”技術(shù)進(jìn)行了全面測(cè)試，“超級(jí)高鐵”車輛實(shí)現(xiàn)了111千米/小時(shí)的速度。7月，這家公司又宣稱在最新一次測(cè)試中，達(dá)到了310千米/小時(shí)的速度。
盡管這個(gè)公司的聯(lián)合創(chuàng)始人施歐文·彼西弗認(rèn)為這次測(cè)試的重要性堪與萊特兄弟的第一次飛行媲美。但這個(gè)速度與設(shè)想之間的差距顯然還是有些大，并不比現(xiàn)有的交通工具更快——目前我國的“復(fù)興號(hào)”高鐵標(biāo)準(zhǔn)速度為350千米/小時(shí)，上海磁懸浮列車的運(yùn)營速度可達(dá)430千米/小時(shí)。
“超級(jí)高鐵”該如何在速度上取得突破呢？中國航天科工集團(tuán)三院三部“高速飛行列車”項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人毛凱表示，核心是要減少空氣阻力和軌道的摩擦力。“它的基本理念是建造一個(gè)真空管道從而降低列車所受到的空氣阻力，同時(shí)利用磁懸浮技術(shù)減少軌道的摩擦力，實(shí)現(xiàn)速度的突破。”毛凱說，這也是目前“超級(jí)高鐵”在全球范圍內(nèi)得到較多認(rèn)同的技術(shù)理念。
毛凱介紹，此前世界上宣稱開展大于1000千米/小時(shí)運(yùn)輸系統(tǒng)研究的兩家美國企業(yè)——超級(jí)高鐵交通技術(shù)公司(HTT)和超級(jí)高鐵1號(hào)公司，都設(shè)想利用低真空環(huán)境和超聲速外形減少空氣阻力，通過磁懸浮減少摩擦阻力，從而實(shí)現(xiàn)超聲速運(yùn)行的運(yùn)輸系統(tǒng)。
資料圖：“高速飛行列車”模擬圖。
技術(shù)難題待破解
此次中國航天科工集團(tuán)研究論證的“高速飛行列車”并非中國唯一的“超級(jí)高鐵”計(jì)劃。2016年，我國最大的軌道列車生產(chǎn)商中國中車股份有限公司也啟動(dòng)了一項(xiàng)速度600千米/小時(shí)的磁懸浮列車的研制，而西南交通大學(xué)超導(dǎo)與新能源研究開發(fā)中心在2011年以前就開始涉及真空管道磁懸浮列車的研發(fā)。在該開發(fā)中心教授趙勇看來，“超級(jí)高鐵”系統(tǒng)所需要的真空管道技術(shù)和磁懸浮技術(shù)，目前已經(jīng)有了一些比較成熟的研究，但要攻克的難點(diǎn)還有很多。其中的技術(shù)難點(diǎn)主要集中在3個(gè)方面。首先是真空管道的低成本建設(shè)，即如何以低成本實(shí)現(xiàn)、維持一個(gè)大體積的低真空空間。未來的“超級(jí)高鐵”要實(shí)現(xiàn)載人，怎么建造站臺(tái)，能夠既方便乘客上下車，又維持管道的真空狀態(tài)，就是一個(gè)尚未破解的難題。另外兩個(gè)難點(diǎn)則來自動(dòng)力系統(tǒng)和磁懸浮技術(shù)。“‘超級(jí)高鐵’需要采用直線牽引技術(shù)，但目前這一技術(shù)的功效尚不能滿足其動(dòng)力需要，有待改進(jìn)。其次，目前的磁懸浮技術(shù)對(duì)于‘超級(jí)高鐵’而言，也不夠穩(wěn)定。”趙勇說。
毛凱則認(rèn)為，按照基本原理，只需要推、阻之間形成正向的力，就能讓列車持續(xù)加速，因此并不需要絕對(duì)真空，否則會(huì)使工程難度、成本大大增加。他介紹，中國航天科工集團(tuán)已經(jīng)成立了專門的團(tuán)隊(duì)來進(jìn)行“高速飛行列車”的研制，目前團(tuán)隊(duì)正在開展超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，但還不能完全滿足項(xiàng)目需求，需要進(jìn)一步提升其能力。
“在真空技術(shù)上，中國通過載人航天工程等已有一定的積累，但這么長的真空管道還沒有人做過，在制造工藝、技術(shù)上存在挑戰(zhàn)。”他說，由于技術(shù)難度高，高速飛行列車項(xiàng)目研發(fā)將會(huì)是開放式的，此次中國航天科工集團(tuán)已聯(lián)合國內(nèi)外20多家科研機(jī)構(gòu)，成立了國內(nèi)首個(gè)國際性高速飛行列車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。
何時(shí)成真仍未可知
目前還處于研究論證階段的中國“高速飛行列車”項(xiàng)目將按照三步走戰(zhàn)略逐步實(shí)現(xiàn)。“第一步通過1000公里/小時(shí)運(yùn)輸能力建設(shè)區(qū)域性城際飛行列車交通網(wǎng)，第二步通過2000公里/小時(shí)運(yùn)輸能力建設(shè)國家超級(jí)城市群飛行列車交通網(wǎng)，第三步建設(shè)‘一帶一路’飛行列車交通網(wǎng)。”毛凱說。
但究竟何時(shí)中國的“超級(jí)高鐵”能夠落地，目前并無準(zhǔn)確答案。毛凱表示：“‘高速飛行列車’是一個(gè)龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)，出于科學(xué)謹(jǐn)慎的態(tài)度，在目前的階段，很難提供一個(gè)準(zhǔn)確的時(shí)間表。”
趙勇則更為樂觀一些。他認(rèn)為，現(xiàn)有的一些底層技術(shù)已經(jīng)比較成熟了，如果不計(jì)成本，政府、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)能夠緊密合作，1000公里/小時(shí)的列車，其落地能夠以年為周期來期待。在他看來，“超級(jí)高鐵”何時(shí)能夠落地并不僅僅取決于技術(shù)層面，還要看是否有市場(chǎng)需求。
美國的超級(jí)高鐵交通技術(shù)公司則對(duì)在中國建設(shè)“超級(jí)高鐵”興趣十足，其聯(lián)合創(chuàng)始人彼鮑伯·格瑞斯塔希望能在中國建立一個(gè)研究和設(shè)計(jì)中心：“北京、上海、成都都是可能的候選城市。”
盡管“超級(jí)高鐵”何時(shí)能成現(xiàn)實(shí)仍未可知，但人們還是很關(guān)心到時(shí)它的票價(jià)會(huì)不會(huì)很貴。對(duì)此，毛凱表示，這要看每個(gè)人的需求，“從北京到武漢用10個(gè)小時(shí)和用1個(gè)小時(shí)的票價(jià)肯定會(huì)有差異”。他說：“如果是1個(gè)小時(shí)能到，即便票價(jià)貴500元、1000元，需要的人也會(huì)覺得合算。”
彼鮑伯·格瑞斯塔對(duì)這個(gè)問題的回答則更加有趣：“它可能會(huì)有時(shí)免費(fèi)，有時(shí)很貴。”據(jù)他介紹，未來從洛杉磯到舊金山的票價(jià)大約在20美元至30美元，而如果建立了新的商業(yè)模式，例如，在行程中建立某種基于大數(shù)據(jù)分析的廣告模式，就可以幫助“超級(jí)高鐵”公司賺錢，從而取代向乘客收費(fèi)。
(本報(bào)記者 詹媛)
（原標(biāo)題：30分鐘北京到上海？中國“超級(jí)高鐵”何時(shí)夢(mèng)想成真）
來源：http://www.chinanews.com/sh/2017/09-11/8327435.shtml
