超級(jí)高鐵來了!權(quán)威專家稱底層技術(shù)"已經(jīng)成熟"

宋笛

繼高鐵之后，中國(guó)又拋出了一項(xiàng)龐大的軌道交通研制計(jì)劃。

8月30日，中國(guó)中央所屬的國(guó)有航天軍工企業(yè)航天科工表示目前正在研究論證一項(xiàng)"高速飛行列車"項(xiàng)目，這一結(jié)合磁懸浮技術(shù)、超聲速飛行技術(shù)以及真空管道技術(shù)的綜合軌道項(xiàng)目方案即將按照三個(gè)時(shí)速目標(biāo)分步完成:1000公里、2000公里以及4000公里。

該項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人毛凱對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)表示，目前這一項(xiàng)目的初步方案已經(jīng)完成。經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)從相關(guān)人士處獲悉，該方案是由多個(gè)機(jī)構(gòu)共同協(xié)作完成，其中涉及磁懸浮部分的內(nèi)容是由一所高校完成的。

這并非中國(guó)唯一的高速列車計(jì)劃。中國(guó)最大的軌道列車生產(chǎn)商中國(guó)中車在2016年也啟動(dòng)了一項(xiàng)時(shí)速600公里的磁懸浮列車的研制，此外，中鐵建也成立了一家專業(yè)化磁懸浮公司。經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)從中國(guó)中車相關(guān)人士處獲悉，中國(guó)中車正在醞釀一個(gè)"升級(jí)版"的磁懸浮項(xiàng)目，該項(xiàng)目將會(huì)在今年9月披露，新的項(xiàng)目會(huì)更快、更輕同時(shí)也會(huì)更節(jié)能。

中國(guó)對(duì)于陸地交通速度的追求正在變得越加強(qiáng)烈，特別是在此前備受關(guān)注的高鐵項(xiàng)目獲得巨大成功后--目前中國(guó)運(yùn)營(yíng)的高鐵里程已經(jīng)超過2.2萬公里，這張?jiān)郊用芗母哞F網(wǎng)絡(luò)同時(shí)也是一項(xiàng)世界級(jí)的龐大基建工程。

西南交通大學(xué)超導(dǎo)與新能源研究開發(fā)中心教授趙勇對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)表示，中國(guó)在"超級(jí)高鐵"研發(fā)方面具有一定優(yōu)勢(shì)，其中一部分優(yōu)勢(shì)來源于高鐵研發(fā)和建設(shè)中所積累的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)以及工程、運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。趙勇所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在2011年以前就開始涉及真空管道磁懸浮列車的研發(fā)。

"超級(jí)高鐵"何時(shí)能夠落地?目前還尚無答案，"高速飛行列車"項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人毛凱對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)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)的謹(jǐn)慎態(tài)度，因此在目前的階段，很難向公眾提供一個(gè)時(shí)間表。

趙勇對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)表示，"超級(jí)高鐵"何時(shí)能夠落地并不僅僅是技術(shù)決定的，它取決于技術(shù)和市場(chǎng)需求兩個(gè)層面。"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公里時(shí)速的列車的落地可以以'年'為周期來期待。"趙勇說。

超級(jí)高鐵難點(diǎn)在哪?

在上世紀(jì)的科普論著中，利用真空管道實(shí)現(xiàn)極速運(yùn)輸系統(tǒng)，就已經(jīng)是時(shí)常被提及的理念。

它的基本理念是通過一個(gè)真空管道減少空氣的阻力，同時(shí)通過磁懸浮技術(shù)減少軌道的摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)速度的突破。這一系統(tǒng)的核心理念是減少空氣阻力和軌道摩擦力，這也是目前超高速鐵路在全球范圍內(nèi)得到較多認(rèn)同的技術(shù)理念。

趙勇對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)表示，目前傳統(tǒng)高鐵的時(shí)速已經(jīng)接近極限的400-500公里。單一的磁懸浮技術(shù)速度目前的速度也在600公里左右。如果想要突破這一速度限制，最核心是要減少空氣的阻力和軌道的摩擦力。

整個(gè)超級(jí)高鐵系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)原理由兩大部分組成，一部分是真空管道技術(shù)，一部分是磁懸浮技術(shù)，趙勇對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)表示，這兩部分技術(shù)目前已經(jīng)有了一些比較成熟的研究。"當(dāng)然，如果從整個(gè)系統(tǒng)來看，要攻克的難點(diǎn)還有很多。"趙勇說。

其中的技術(shù)難點(diǎn)主要集中在三個(gè)方面。首先是真空管道的低成本建設(shè)，目前對(duì)于不同方案對(duì)于真空管道建設(shè)的理念有所不同。比如美國(guó)較多采用鋼結(jié)構(gòu)，而趙勇在其和劉本林的論著中提出了一種"承載-密封"分置的管道建設(shè)方案，其中管道結(jié)構(gòu)用混凝土搭建，密封功能則由塑料或橡膠等方式實(shí)現(xiàn)。但無論如何，最大的難點(diǎn)還在于如何以低成本實(shí)現(xiàn)、維持一個(gè)大體積的低真空空間。

剩余的兩個(gè)難點(diǎn)來自于動(dòng)力系統(tǒng)和磁懸浮技術(shù)。趙勇對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)表示，'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'超級(jí)高鐵'的動(dòng)力需要，有待進(jìn)一步改進(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。"

高速飛行列車怎么造?

這是一套異常龐大、復(fù)雜、充滿了技術(shù)難點(diǎn)的系統(tǒng)，其中的一些技術(shù)難點(diǎn)截至目前還尚未形成突破性進(jìn)展。

毛凱介紹，航天科工已經(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)正在開展多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，比如超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)，還不能完全滿足項(xiàng)目需求，需要進(jìn)一步提升其能力。毛凱表示，在真空技術(shù)上，中國(guó)通過載人航天工程等已取得一定的積累，但這么長(zhǎng)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)。

根據(jù)毛凱介紹，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。

為了應(yīng)對(duì)高難度的技術(shù)研發(fā)。此次航天科工已聯(lián)合國(guó)內(nèi)外20多家科研機(jī)構(gòu)，成立了國(guó)內(nèi)首個(gè)國(guó)際性高速飛行列車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。

經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)獲悉，在已經(jīng)確定的聯(lián)盟伙伴外，還有一些機(jī)構(gòu)正在接洽之中。

毛凱對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)表示，由于技術(shù)難度高，高速飛行列車項(xiàng)目研發(fā)將會(huì)是一個(gè)開放式的。"做這件事，我們只能去博采眾長(zhǎng)，不能閉門造車。"毛凱說。

根據(jù)海外的一些研發(fā)案例，這項(xiàng)技術(shù)研發(fā)需要大量的成本投入。毛凱對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)表示，高速飛行列車項(xiàng)目的研發(fā)資金將會(huì)是多方共同支持，同時(shí)隨著產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展和技術(shù)的發(fā)展，超高速列車的成本會(huì)逐漸降低。

對(duì)于建成后的運(yùn)營(yíng)成本問題，毛凱表示，交通工具時(shí)效以及位能耗的不同，肯定會(huì)有價(jià)格差異，比如從北京到武漢用10個(gè)小時(shí)和用一個(gè)小時(shí)的票價(jià)肯定會(huì)有差異。"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。"毛凱對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)表示。

"搶灘"競(jìng)爭(zhēng)

這是一場(chǎng)世界范圍內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)，美國(guó)、英國(guó)均曾經(jīng)披露過有籌建"超級(jí)高鐵"的計(jì)劃，但最主要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手還是來自于美國(guó)。

2013年，美國(guó)SpaceX的CEO馬斯克曾經(jīng)用了一篇長(zhǎng)達(dá)58頁的開源論文《HyperloopAlpha》論述"超級(jí)高鐵"的技術(shù)猜想。在馬斯克的猜想中，列車運(yùn)行的管道并非完全真空的狀態(tài)，而是保留一定量的空氣，在行駛過程中，這些空氣被壓縮后會(huì)幫助托舉列車懸浮行駛。

但是，在最終HyperloopOne公司(該公司與馬斯克并無直接關(guān)聯(lián)，是嘗試實(shí)現(xiàn)馬斯克"超級(jí)高鐵"設(shè)想的一家公司)的數(shù)次實(shí)驗(yàn)中，采用的仍然是目前較多認(rèn)可的"磁懸浮+低真空"模式。

HyperloopOne公司也是在超級(jí)高鐵領(lǐng)域具有一定知名度的公司，目前已經(jīng)累計(jì)獲得了1.6億美元的融資金額。同時(shí)，該公司計(jì)劃在迪拜落地一個(gè)HyperloopOne系統(tǒng)。盡管如此，目前HyperloopOne系統(tǒng)的測(cè)試還在第二階段--在今年7月份的一次測(cè)試中，HyperloopOne公司宣稱測(cè)試車的最高時(shí)速達(dá)到了192英里(310公里)。

"與其他海外公司相比，在大型工程和研發(fā)方面具有經(jīng)驗(yàn)是中國(guó)的優(yōu)勢(shì)之一。"一位參與超級(jí)高鐵項(xiàng)目的相關(guān)人士對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)表示。

從2008年首輛國(guó)產(chǎn)化CRH3高速動(dòng)車組在唐山下線開始，中國(guó)拉開了人類基建史上一場(chǎng)浩大的基建工程，在不到10年的時(shí)間中，數(shù)萬億資金支撐了一個(gè)龐大高鐵網(wǎng)絡(luò)的組建--這張網(wǎng)絡(luò)中包裹了超過2.2萬公里里程的高鐵線路以及每年數(shù)千輛在工廠中被制造完成的動(dòng)車組列車。

"這些都給超級(jí)高鐵的研發(fā)積累了經(jīng)驗(yàn)，比如高鐵的一些耦合系統(tǒng)對(duì)于超級(jí)高鐵也有借鑒意義;高鐵建設(shè)中橋梁、隧道等工程技術(shù)取得的突破也很寶貴。"趙勇對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)表示。

值得注意的是，此次進(jìn)行"高速飛行列車"研發(fā)的牽頭機(jī)構(gòu)是航天科工，這是一家航天領(lǐng)域的軍工企業(yè)。自2015年以來，"軍民融合"就不斷的被中國(guó)政策制定者所強(qiáng)調(diào)。

在毛凱看來，航天科工在技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)適合這一項(xiàng)目的研究和推進(jìn)。"首先是航天科工的技術(shù)工程能力，其次是超音速飛行的設(shè)計(jì)能力，第三個(gè)是仿真、建模和大系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑＭ瑫r(shí)，國(guó)家也在不斷強(qiáng)調(diào)和倡導(dǎo)軍民融合和技術(shù)轉(zhuǎn)化。"毛凱對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)表示。

此次航天科工發(fā)布的"高速飛行列車"，引起了社會(huì)的極大關(guān)注。對(duì)此，毛凱表示希望能夠給研發(fā)人員一個(gè)寬容的環(huán)境，讓他們一步一步去把這個(gè)科研項(xiàng)目完成。

"希望大家拭目以待，等下一步消息吧。"毛凱對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)表示。

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