超回路列車正向我們駛來

holisho

1小時可以從上海到北京，從海南的三亞到新疆的烏魯木齊也用不了4小時，乘坐超回路列車怎一個“快”字了得……尤其在每年的春運(yùn)高峰，超回路列車將為公路交通減輕多少壓力啊！

雄心勃勃的計劃

大名鼎鼎的特斯拉汽車公司和太空探索技術(shù)公司老板伊隆·馬斯克拋出的新列車概念，名為“超回路列車”的超高速列車計劃，一度占據(jù)了各大媒體的頭條，他雄心勃勃地提出讓火車在接近真空的管道內(nèi)運(yùn)行，讓乘客們坐在膠囊狀的車廂里，列車的運(yùn)行速度可達(dá)1200千米/小時，發(fā)車間隔為30秒……如果真能實(shí)現(xiàn)的話，那可太好了！但要知道，伊隆·馬斯克并非該理念的首創(chuàng)者，而那些在他之前涉足這一計劃的人全都栽了跟頭。

20世紀(jì)伊始，太空火箭之父羅伯特·哥達(dá)德就曾提出過類似的設(shè)想：用真空列車連接波士頓和紐約，車程只需10分鐘。此后，類似的構(gòu)想層出不窮。2012年，美國相關(guān)機(jī)構(gòu)更是基于“真空管道運(yùn)輸?shù)母拍睿酵瞥隽恕罢婵展艿肋\(yùn)輸技術(shù)”開放聯(lián)盟。然而每次都沒了下文，原因不外乎能耗過高、耗資過大。那么超回路列車呢？該計劃公布已有3年多時間了，種種跡象讓我們相信，它或許不會重蹈覆轍。首先，多家企業(yè)對此表現(xiàn)出興趣。伊隆·馬斯克在2013年提出這一理念不久，就宣稱忙于太空項(xiàng)目無暇兼顧，邀請各方有意者全面接盤。于是，為了繼續(xù)開發(fā)這一項(xiàng)目，出現(xiàn)了三家互相競爭的公司——兩家美企和一家加拿大公司，以及多間專門針對該項(xiàng)目進(jìn)行研發(fā)的實(shí)驗(yàn)室。短短幾個月，就有來自多個企業(yè)、高校和知名機(jī)構(gòu)（包括空中客車、波音、德國鐵路公司、麻省理工學(xué)院）的研究人員投身其中。2016年5月，包括法國國有鐵路公司在內(nèi)的9家大型企業(yè)甚至還集資8000萬美元支持這一工程。

首輪測試效果喜人

2016年5月，“超回路列車”在美國內(nèi)華達(dá)州的沙漠里成功完成了推進(jìn)系統(tǒng)的首次測試，僅用1.1秒即從靜止?fàn)顟B(tài)加速到187千米/小時，為持續(xù)到年底的一系列測試打響了頭炮。在2016年6月初舉行的第11屆世界鐵路研究大會上，超回路列車的計劃更是贏得了一場大勝利：引起了鐵路界的高度關(guān)注。出席大會的國際鐵路聯(lián)盟也說服了一些國家的政府（俄羅斯、斯洛伐克和加拿大為首），著手研究具體的施工方案。這樣看來，還能說超回路列車計劃是不切實(shí)際的異想天開嗎？相關(guān)企業(yè)都持相當(dāng)樂觀的態(tài)度，今天我們正在親眼見證一個技術(shù)上可行的新概念的誕生。它既不是核聚變，也不是基礎(chǔ)研究的新概念。只需重新鉆研現(xiàn)有的技術(shù)，從此前的真空列車失敗中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)吸取教訓(xùn)，因地制宜地調(diào)整計劃就足夠了。

這種實(shí)用主義的一種表現(xiàn)就是，計劃一開始就在一點(diǎn)上有別于之前的案例，它并不要求一個完全真空的管道（能耗太高），而只需一個很低的氣壓即可。各路科研團(tuán)隊正是在約100帕（1個大氣壓的千分之一，相當(dāng)于40千米高空的空氣壓強(qiáng)）的氣壓下對它們進(jìn)行測試：這比完全真空更容易實(shí)現(xiàn)，但同時又不會產(chǎn)生過多摩擦，從而讓列車運(yùn)行得更快。

另一個表現(xiàn)則是車廂在管道內(nèi)的移動。研究人員起初是把車廂置于壓縮氣墊上。但測試證明，這一設(shè)計行不通，因?yàn)闅鈮|無法全程維持同樣的厚度。于是，磁鐵代替了壓縮氣墊：三大公司采用的推進(jìn)與加速技術(shù)與我國的磁懸浮列車所用的技術(shù)相類似。

超回路列車管道采用鋁合金制造，固定在相隔45～90米的支柱上。膠囊艙內(nèi)部設(shè)計與飛機(jī)類似，每一個膠囊艙都采用加壓設(shè)計，安裝緊急制動系統(tǒng)同時準(zhǔn)備備用氧氣，以便在發(fā)生緊急情況時使用。超回路列車既能高速行駛，也能低速行駛。管道回路中的橫向加速度低于地鐵，可有效防止乘客暈車。膠囊艙的踏腳處在設(shè)計上非常人性化，以提高乘客的乘坐舒適度。

超回路列車建筑成本比高鐵更低，建造成本是目前在建高鐵線路的十分之一，且不受天氣影響，不會出現(xiàn)人為操作失誤，要比一般的交通方式更安全。即使發(fā)生嚴(yán)重事故，也能保障乘客的安全。例如，大規(guī)模膠囊艙在減壓時，會像飛機(jī)一樣自動為乘客提供氧氣面罩，并釋放隨膠囊艙儲存的壓縮空氣。再如，當(dāng)一個膠囊艙出事時，其他膠囊艙會啟動自動緊急剎車裝置，同時整個管道迅速增壓。在發(fā)動機(jī)驅(qū)動車輪作用下，膠囊艙仍可運(yùn)行到安全地帶。

突破技術(shù)壁壘

超回路列車是一個技術(shù)革命的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，還有許多問題需要解決，例如安全問題、故障管理，尤其是氣密性喪失或車廂半途拋錨之類的風(fēng)險，還得考慮所用材料在低壓下的使用壽命。但專家們的看法非常一致：技術(shù)上似乎沒有不能攻破的障礙。50年前，誰能想象火車的速度可以超過500千米/小時？我們現(xiàn)在卻已經(jīng)做到了。這就像超回路列車的現(xiàn)狀，雖然是一個巨大的科學(xué)挑戰(zhàn)，但完全可行。

因?yàn)檎婵展艿赖匿佋O(shè)必須要滿足一定的長度并且毫無間斷才能達(dá)到預(yù)期速度。為了使車廂加速能像地鐵一般平穩(wěn)，在乘客能夠承受的范圍之內(nèi)，速度必須逐漸提升；要想達(dá)到1200千米/小時的速度至少需要50千米來完成加速。因此如果行程達(dá)不到數(shù)百千米，建造超回路列車就沒有意義。在相隔1600千米以下的城市之間，超回路列車是一種實(shí)用的交通解決方案。如果超過這一距離，最好選擇飛機(jī)。在進(jìn)行路途較近的旅行時，坐超回路列車優(yōu)于飛機(jī)，因?yàn)槌孙w機(jī)在登機(jī)和下機(jī)上會浪費(fèi)很多時間。

那么未來我們真的有希望乘坐這種超回路列車出行嗎？在傳統(tǒng)火車速度已經(jīng)達(dá)到極限的時候，我們就需要研發(fā)新的替代物，而且污染必須比飛機(jī)更小。超回路列車應(yīng)運(yùn)而生，超回路列車讓我們重新想起真空列車先驅(qū)羅伯特·哥達(dá)德一個世紀(jì)前的發(fā)言：“歷史多次證明今天的希望就是明天的現(xiàn)實(shí)。”

（責(zé)任編輯：曹偉 責(zé)任校對：司明婧）