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中国“超级高铁”何时梦想成真
发布时间:2017-09-11 11:42:50    来源:新华网    责任编辑:林静

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“高速飞行列车”模拟图。资料图片

  乘坐磁悬浮列车的乘客,在几乎真空的管道里,以超过1000千米/小时的速度前进,原来以小时计算的行程全部变成以分钟衡量——乘坐“超级高铁”从北京到武汉将由5个多小时缩短至大约30分钟,北京到上海、西安也是如此。

  这看起来像是科幻小说里的情节,但人类对速度的追求从未停止。

  近日,中国航天科工集团在第三届中国(国际)商业航天高峰论坛上宣布已对“高速飞行列车”进行了研究论证,希望尝试研发1000千米/小时以上的“超级高铁”。然而,真正实现超音速“近地飞行”还有很多关键技术尚未攻克。人们究竟何时能搭乘“超级高铁”呢?

  技术理念趋同

  “超级高铁”这个概念由美国太空探索技术公司(SpaceX)首席执行官埃隆·马斯克在2013年提出,从理论上说,它能以高达1207千米/ 小时的速度运送乘客或货物。这个概念自提出至今仅有4年,美国的超级高铁1号公司(Hyperloop One)就宣称已在2017年5月首次在真空环境中对其“超级高铁”技术进行了全面测试,“超级高铁”车辆实现了111千米/小时的速度。7月,这家公司 又宣称在最新一次测试中,达到了310千米/小时的速度。

  尽管这个公司的联合创始人施欧文·彼西弗认为这次测试的重要性堪与莱特兄弟的第一次飞行媲美。但这个速度与设想之间的差距显然还是有些大,并不 比现有的交通工具更快——目前我国的“复兴号”高铁标准速度为350千米/小时,上海磁悬浮列车的运营速度可达430千米/小时。

  “超级高铁”该如何在速度上取得突破呢?中国航天科工集团三院三部“高速飞行列车”项目技术负责人毛凯表示,核心是要减少空气阻力和轨道的摩擦 力。“它的基本理念是建造一个真空管道从而降低列车所受到的空气阻力,同时利用磁悬浮技术减少轨道的摩擦力,实现速度的突破。”毛凯说,这也是目前“超级 高铁”在全球范围内得到较多认同的技术理念。

  毛凯介绍,此前世界上宣称开展大于1000千米/小时运输系统研究的两家美国企业——超级高铁交通技术公司(HTT)和超级高铁1号公司,都设想利用低真空环境和超声速外形减少空气阻力,通过磁悬浮减少摩擦阻力,从而实现超声速运行的运输系统。

  技术难题待破解

  此次中国航天科工集团研究论证的“高速飞行列车”并非中国唯一的“超级高铁”计划。2016年,我国最大的轨道列车生产商中国中车股份有限公司 也启动了一项速度600千米/小时的磁悬浮列车的研制,而西南交通大学超导与新能源研究开发中心在2011年以前就开始涉及真空管道磁悬浮列车的研发。在 该开发中心教授赵勇看来,“超级高铁”系统所需要的真空管道技术和磁悬浮技术,目前已经有了一些比较成熟的研究,但要攻克的难点还有很多。其中的技术难点 主要集中在3个方面。首先是真空管道的低成本建设,即如何以低成本实现、维持一个大体积的低真空空间。未来的“超级高铁”要实现载人,怎么建造站台,能够 既方便乘客上下车,又维持管道的真空状态,就是一个尚未破解的难题。另外两个难点则来自动力系统和磁悬浮技术。“‘超级高铁’需要采用直线牵引技术,但目 前这一技术的功效尚不能满足其动力需要,有待改进。其次,目前的磁悬浮技术对于‘超级高铁’而言,也不够稳定。”赵勇说。

  毛凯则认为,按照基本原理,只需要推、阻之间形成正向的力,就能让列车持续加速,因此并不需要绝对真空,否则会使工程难度、成本大大增加。他介 绍,中国航天科工集团已经成立了专门的团队来进行“高速飞行列车”的研制,目前团队正在开展超导磁悬浮技术等多项关键技术攻关,但还不能完全满足项目需 求,需要进一步提升其能力。

  “在真空技术上,中国通过载人航天工程等已有一定的积累,但这么长的真空管道还没有人做过,在制造工艺、技术上存在挑战。”他说,由于技术难度 高,高速飞行列车项目研发将会是开放式的,此次中国航天科工集团已联合国内外20多家科研机构,成立了国内首个国际性高速飞行列车产业联盟。

  何时成真仍未可知

  目前还处于研究论证阶段的中国“高速飞行列车”项目将按照三步走战略逐步实现。“第一步通过1000公里/小时运输能力建设区域性城际飞行列车交通网,第二步通过2000公里/小时运输能力建设国家超级城市群飞行列车交通网,第三步建设‘一带一路’飞行列车交通网。”毛凯说。

  但究竟何时中国的“超级高铁”能够落地,目前并无准确答案。毛凯表示:“‘高速飞行列车’是一个庞大、复杂的系统,出于科学谨慎的态度,在目前的阶段,很难提供一个准确的时间表。”

  赵勇则更为乐观一些。他认为,现有的一些底层技术已经比较成熟了,如果不计成本,政府、企业、科研机构能够紧密合作,1000公里/小时的列车,其落地能够以年为周期来期待。在他看来,“超级高铁”何时能够落地并不仅仅取决于技术层面,还要看是否有市场需求。

  美国的超级高铁交通技术公司则对在中国建设“超级高铁”兴趣十足,其联合创始人彼鲍伯·格瑞斯塔希望能在中国建立一个研究和设计中心:“北京、上海、成都都是可能的候选城市。”

  尽管“超级高铁”何时能成现实仍未可知,但人们还是很关心到时它的票价会不会很贵。对此,毛凯表示,这要看每个人的需求,“从北京到武汉用10 个小时和用1个小时的票价肯定会有差异”。他说:“如果是1个小时能到,即便票价贵500元、1000元,需要的人也会觉得合算。”

  彼鲍伯·格瑞斯塔对这个问题的回答则更加有趣:“它可能会有时免费,有时很贵。”据他介绍,未来从洛杉矶到旧金山的票价大约在20美元至30美 元,而如果建立了新的商业模式,例如,在行程中建立某种基于大数据分析的广告模式,就可以帮助“超级高铁”公司赚钱,从而取代向乘客收费。

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