来源：2016-05-18 | 人围观
被认为是"第五种交通模式"的"管道高铁"技术日前完成首次公开测试，多家公司和研发机构也就"管道高铁"设计提出有竞争力和创造性的交通解决方案，但仍面临高技术成本、管道建设维护和乘客安全等难题
伴随倒计时结束的声音，美国内华达州荒漠中心一个蓝色的推进测试装置沿铁轨加速疾驰，约5秒后借助沙堆减速停止，扬起阵阵沙尘。
转瞬之间，被认为可能是继汽车、火车、轮船、飞机之后的“第五种交通模式”的“管道高铁”技术日前完成首次公开测试，科技研发巨头埃隆·马斯克2013年提出的超高速管道交通梦想又向现实迈进了一步。
根据马斯克公布的初始方案，这一系统由双向管道和运输舱组成，运输舱的行进时速将达1120公里。也就是说，从美国旧金山到洛杉矶，600公里单程旅行只需要30多分钟。
谁在帮马斯克圆梦
不过，听上去很炫的技术，在现实中通常看似不可能。这项技术被称为除飞机、火车、汽车和轮船以外的“第五种交通模式”，其研发建造面临重重困难。尽管在马斯克的心里，超高速“管道高铁”是“协和式飞机、电磁炮和气垫球桌的结合”，但这个太空探索技术公司和特斯拉汽车公司创始人、5个孩子的父亲实在是太忙了。于是，马斯克抛出开源设计方案，引得一批美国科技企业、研发机构和创客摩拳擦掌，先后投身这一领域，以期将“超回路”技术变为现实。
随着“超回路1号”公司11日在美国西部内华达州荒漠中首次成功实施“超回路”相关技术的公开测试，各方对于这项超高速“管道高铁”技术的竞争也开始进入白热化阶段。
那么，谁能让马斯克关于未来交通的“疯狂”梦想变为现实呢？
在所有竞争者中，表现最抢眼的莫过于总部位于洛杉矶的两家美国初创公司：“超回路1号”公司和“超回路运输技术”（HTT）公司。
率先站上擂台的是HTT公司。这家公司8日宣布与美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室建立合作，取得了使用被动磁悬浮技术的资格。这是一种不另外提供控制能源、单靠系统自身磁场能量支撑悬浮体的技术。这项技术有望大幅降低“超回路”的建造成本。这家公司还宣布，计划今年开始在美国加州“中央谷地”建造5英里（约合8公里）长的管道。
HTT公司的组织结构相对松散，其大部分成员为工程师和科学家志愿者，其中也不乏美国航天局、波音公司等著名研发机构和科技企业的专家。该公司对每周至少工作10小时的员工才支付工资，其首席执行官迪尔克·阿尔博恩同时兼任加州南部一家初创企业“跳跃起点基金”的首席执行官。截至目前，这家单位的研发方案尚未进入公开测试阶段。
“超回路1号”公司的首席执行官罗布·劳埃德曾任美国思科公司总裁，该公司的一位联合创始人、首席技术官布罗根·巴姆布罗根则是马斯克的好朋友，曾在太空探索技术公司工作过20年。“超回路1号”公司的早期设计研发就是在巴姆布罗根的车库里进行的。“这总比研发飞船容易吧。”巴姆布罗根对记者打趣说。
针对HTT公司新近公布获得被动磁悬浮技术一事，“超回路1号”公司高级副总裁乔希·吉格尔对记者说：“我们也做过很多相关测试。”
“超回路1号”公司10日在新闻发布会上宣布，该公司已完成8000万美元的新一轮融资，得到了全球多家合作伙伴的支持。当天，这家有150名员工的公司还发起了“超回路1号全球挑战赛”，以促使个人、企业和官方机构依据上述“管道高铁”设计，提出有竞争力和创造性的交通解决方案。
除了这两家公司表现抢眼外，还有不少研发机构也对这项技术表示出浓厚兴趣，就连马斯克本人也开始“坐不住”了。其麾下的太空探索技术公司不久前资助了超高速“管道高铁”设计竞赛，来自麻省理工学院的一个研究小组赢得了比赛。太空探索技术公司还宣布将建造“超回路”测试轨道，并在今年夏天举办一场竞赛，吸引更多创新人才投身研发这项技术。
中国“管道高铁”路在何方
“速度”一直是人类在发展轨道交通时的不懈追求。未来，从纽约到北京，乘坐这样的超高速“管道高铁”或许只需半天时间。
“超回路1号”公司的“管道高铁”就是利用磁悬浮技术让运输舱悬浮于被抽成真空的管道中，从而实现以很少的能量驱动运输舱高速前进，设计时速将达1120公里。
其实早在1934年，获得世界上首个磁悬浮技术专利的德国工程师赫尔曼·肯珀就提出在抽成接近真空的密闭隧道中运行磁悬浮列车的设想。这种“真空管道式”地面交通也于本世纪初开始被中国研究者所关注。
2004年，西南交通大学教授、中国两院院士（中国科学院和中国工程院院士）沈志云举办了一场“真空管道高速交通”院士研讨会。沈志云在会上提出超高速是21世纪地面高速交通的需求，真空（或低压）管道式地面交通是达到超高速的唯一途径，认为我国应将目标定位在发展每小时600至1000公里的超高速地面交通上。
在研究人员的不断积累与探索下，2014年西南交通大学搭建了全球首个真空管道超高速磁悬浮列车原型试验平台。列车运行时，管道内的大气压相当于外界的1/10。研究人员希望通过建造低压环境，减少空气对磁悬浮列车的阻力。在理想状态下，列车在低压管道中最终能实现时速大于1000公里的行驶，并且能耗低，无噪声污染。这与“超回路1号”公司所采用的运输系统核心技术原理是一致的。
当列车时速达到400公里以上时，超过83%的牵引力会被浪费在抵消空气阻力上。中国科学院院士、西南交通大学教授翟婉明在接受记者采访时表示，这种情况下气动噪声、阻力、能耗都会随着列车速度的增加而显著增长，这时就要采用铺设真空管道的办法，解决一系列空气动力问题，在维持高速的同时保证舒适性和能耗经济性。
“我们一直很热心也很激动地投入做真空管道超高速磁悬浮列车方面的探索工作，但目前尚处于实验室模型试验阶段，距离工程化和投入实际应用还有很长的路要走。”翟婉明说，研究人员还在继续寻找突破速度极限的方法。
西南交通大学超导与新能源研究开发中心的赵勇教授团队目前研制出了第二代高速真空管道高温超导侧浮系统，这种将轨道铺在管壁上的“壁挂”磁悬浮列车，突破了环形轨道离心力的限制，大幅度提高了高温超导自由悬浮系统的运行速度。
中国研究人员介绍说，他们已实现测试模型车在未对管道抽真空的状态下行驶时速达到80多公里，且运行平稳。未来还有望实现地面轨道和管壁轨道相结合的“三维轨道”。
不过，在翟婉明看来，“管道高铁”要实现商业化面临着不少实际问题，比如磁悬浮本身的高技术成本、远距离真空管道建设和维护的高昂投入以及在超高速情况下保障乘客安全性的要求等，“在工程上还要靠一项项安全技术来保障”。
中国很早就开始了磁悬浮技术在轨道交通方面的商用试点。2003年，上海机场线的磁悬浮列车就投入了商业化运营，长沙中低速磁悬浮快线也于今年5月初投入试运营，连接北京门头沟与石景山的北京地区首条中低速磁悬浮线路S1线也将于年内实现全线贯通调试。
但建设和运营磁悬浮铁路的投入产出比一直是悬而未决的问题。以上海磁悬浮线路为例，这条总长约30公里的线路，每公里造价超过3亿元，何时能收回运营成本和建设成本目前仍是未知数。
翟婉明认为，基于目前中国的基本国情，能让老百姓感受到切身好处的还是近十年来轮轨高铁的飞速发展。目前，中国高速铁路运营里程已超过两万公里，平均运营时速达300公里，未来还有一定的提速空间和规划需求，需要在这方面深入研究。以京沪高铁为例，若能将运营时速提升至350公里的设计时速，将会进一步方便出行。
“美国公司这样大胆的探索创新是非常值得赞赏的，但是我们也应平衡好目前急需解决的问题和长远发展的关系。”翟婉明说。他认为中国轨道交通的发展应根据不同的远景、短期和近期目标来开展研究和实践。在探索未来前沿技术的同时，也应继续加强给人民日常生活带来直接便利的应用技术研发，“仰望星空”和“脚踏实地”不可偏废。