中國航天科工集團(tuán)日前宣布已對“高速飛行列車”進(jìn)行了研究論證，希望嘗試研發(fā)1000千米/小時以上的“超級高鐵”。然而，真正實現(xiàn)超音速“近地飛行”還有很多關(guān)鍵技術(shù)尚未攻克——

中國“超級高鐵”何時夢想成真

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/小時的速度前進(jìn)，原來以小時計算的行程全部變成以分鐘衡量——乘坐“超級高鐵”從北京到武漢將由5個多小時縮短至大約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“高速飛行列車”進(jìn)行了研究論證，希望嘗試研發(fā)1000千米/小時以上的“超級高鐵”。然而，真正實現(xiàn)超音速“近地飛行”還有很多關(guān)鍵技術(shù)尚未攻克。人們究竟何時能搭乘“超級高鐵”呢?

技術(shù)理念趨同

“超級高鐵”這個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/小時的速度運送乘客或貨物。這個概念自提出至今僅有4年，美國的超級高鐵1號公司(Hyperloop One)就宣稱已在2017年5月首次在真空環(huán)境中對其“超級高鐵”技術(shù)進(jìn)行了全面測試，“超級高鐵”車輛實現(xiàn)了111千米/小時的速度。7月，這家公司又宣稱在最新一次測試中，達(dá)到了310千米/小時的速度。

盡管這個公司的聯(lián)合創(chuàng)始人施歐文·彼西弗認(rèn)為這次測試的重要性堪與萊特兄弟的第一次飛行媲美。但這個速度與設(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”高鐵標(biāo)準(zhǔn)速度為350千米/小時，上海磁懸浮列車的運營速度可達(dá)430千米/小時。

“超級高鐵”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真空管道從而降低列車所受到的空氣阻力，同時利用磁懸浮技術(shù)減少軌道的摩擦力，實現(xiàn)速度的突破。”毛凱說，這也是目前“超級高鐵”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/小時運輸系統(tǒng)研究的兩家美國企業(yè)——超級高鐵交通技術(shù)公司(HTT)和超級高鐵1號公司，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，從而實現(xiàn)超聲速運行的運輸系統(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“超級高鐵”計劃。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了一項速度600千米/小時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，但要攻克的難點還有很多。其中的技術(shù)難點主要集中在3個方面。首先是真空管道的低成本建設(shè)，即如何以低成本實現(xiàn)、維持一個大體積的低真空空間。未來的“超級高鐵”要實現(xiàn)載人，怎么建造站臺，能夠既方便乘客上下車，又維持管道的真空狀態(tài)，就是一個尚未破解的難題。另外兩個難點則來自動力系統(tǒng)和磁懸浮技術(shù)。“‘超級高鐵’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力需要，有待改進(jìn)。其次，目前的磁懸浮技術(shù)對于‘超級高鐵’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，因此并不需要絕對真空，否則會使工程難度、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)隊來進(jìn)行“高速飛行列車”的研制，目前團(tuán)隊正在開展超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)等多項關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，但還不能完全滿足項目需求，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，高速飛行列車項目研發(fā)將會是開放式的，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)首個國際性高速飛行列車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。

何時成真仍未可知

目前還處于研究論證階段的中國“高速飛行列車”項目將按照三步走戰(zhàn)略逐步實現(xiàn)。“第一步通過1000公里/小時運輸能力建設(shè)區(qū)域性城際飛行列車交通網(wǎng)，第二步通過2000公里/小時運輸能力建設(shè)國家超級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。

但究竟何時中國的“超級高鐵”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，很難提供一個準(zhǔn)確的時間表。”

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，如果不計成本，政府、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)能夠緊密合作，1000公里/小時的列車，其落地能夠以年為周期來期待。在他看來，“超級高鐵”何時能夠落地并不僅僅取決于技術(shù)層面，還要看是否有市場需求。

美國的超級高鐵交通技術(shù)公司則對在中國建設(shè)“超級高鐵”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研究和設(shè)計中心：“北京、上海、成都都是可能的候選城市。”

盡管“超級高鐵”何時能成現(xiàn)實仍未可知，但人們還是很關(guān)心到時它的票價會不會很貴。對此，毛凱表示，這要看每個人的需求，“從北京到武漢用10個小時和用1個小時的票價肯定會有差異”。他說：“如果是1個小時能到，即便票價貴500元、1000元，需要的人也會覺得合算。”

彼鮑伯·格瑞斯塔對這個問題的回答則更加有趣：“它可能會有時免費，有時很貴。”據(jù)他介紹，未來從洛杉磯到舊金山的票價大約在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“超級高鐵”公司賺錢，從而取代向乘客收費。

(本報記者 詹媛)