時速4千公裡飛鐵提出背後:技術未成熟,呼籲資本和政府介入

2020-12-07 大洋網

高速飛行列車效果圖。

8月30日,中國航天科工集團(下稱「航天科工」)在第三屆中國(國際)商業航天高峰論壇上投下重磅,宣布已聯合國內有關單位,開展了「高速飛行列車」的研究論證,時速最高可達4000公裡。憑藉這一超過3倍音速的速度,讓公眾直呼其為「飛鐵」。

所謂的「高速飛行列車」,原理即是利用真空管道和超導磁懸浮技術,實現超音速的「近地飛行」,被譽為人類未來的「第五種交通方式」。而實際上,中國早在2000年前後就已引入真空管道磁懸浮概念,近二十年時間內,外界對其卻關注甚少,風頭更是被矽谷「鋼鐵俠」埃隆•馬斯克(Elon Musk)在2013年提出的「超級高鐵」蓋過。目前,在全球範圍內,研究真空管道磁浮交通的國家有瑞士、美國和中國。

西南交通大學首席教授、長江學者特聘教授、超導與新能源研究開發中心主任趙勇在接受記者採訪時表示,「這項技術需要引起社會的關注。」趙勇認為,航天科工此時公開宣布這一項目,「不是說這個技術已經成熟了,而是需要產業部門介入,國家政府要有投入,把前期技術先開發出來。」

趙勇是中國高溫超導領域的第一個博士,輾轉義大利、澳大利和日本13年後,他回到西南交通大學,是西南交大材料科學與工程系長江學者特聘教授、國家首批外籍傑出青年基金獲得者。彼時的趙勇認為,「西南交大是最適合搞超導磁浮研究的地方」。據趙勇透露,趙勇團隊是國內首個國際性高速飛行列車產業聯盟的成員之一。

此前的8月30日,航天科工方面表示,專門為「高速飛行列車」工程項目,聯合了國內外20多家科研機構,成立了國內首個國際性高速飛行列車產業聯盟,目前團隊擁有相關領域的200多項專利。這個產業聯盟也被稱為真空管道磁浮研究領域的「國家隊」。

趙勇還透露,「航天科工目前的整個方案、基本思路就是按照我們的書提出來,具體關於磁浮方面的設計是我們來幫助完成。」趙勇所指的書則是其2009年發表的《速車系統概論》,這是世界上第一本系統論述真空管道磁浮技術的專著。該書的另一作者為劉本林,據劉本林對記者表示,他和趙勇為中國科學技術大學物理系同學,其本人於2005年接觸真空管道交通。值得一提的是,在外人看來,劉本林是一個對新鮮事物充滿熱情的「民間科研愛好者」,並非在正規科研機構任職。然而,無論是趙勇還是劉本林,對時速4000公裡卻持格外謹慎的態度。趙勇表示,「我一直在強調1000公裡時速這個第一步的關鍵性和重要性,當你1000公裡時速還沒實現的時候,大談4000公裡時速意義就不大。」

提時速4000公裡, 「振奮一下人心」

航天科工在8月30日公布,高速飛行列車項目的落地將按照最大運行速度1000公裡/小時、2000公裡/小時、4000公裡/小時三步走戰略逐步實現。

第一步通過1000公裡/小時運輸能力建設區域性城際飛行列車交通網,第二步通過2000公裡/小時運輸能力建設國家超級城市群飛行列車交通網,第三步通過4000公裡/小時運輸能力建設「一帶一路」飛行列車交通網。航天科工還對「高級飛行列車」寄予厚望,最終能成為繼航天、高鐵、核電之後的「中國新名片」。

然而,這一宏偉藍圖目前還沒能給出響應的時間表。

趙勇表示,「這個遠景我們可以簡單地提一下,這就足夠了,但不要花太多精力在這上面。我們要實實在在把1000公裡時速的技術先開發出來,在這個基礎上積累足夠經驗。」但趙勇同時表示,「航天科工這個也是非常有意義,是國內第一家在真空管道領域做成聯盟的,非常值得鼓勵,也可以振奮一下人心。」

但趙勇認為,要實現「超級飛行列車」沒有捷徑。「這是一個工程問題,首先從實驗室、到中試、再到工程階段,這條規律是必須要這樣實實在在去走的。我們現在連實驗室的數據還沒拿出來,離這個遠景還很遠。」

2011年,趙勇團隊研製出全球首個真空管道高溫超導磁浮列車試驗系統,該系統軌道直徑3米,管道最低壓強2000帕,磁浮車採用線性電機驅動。目前,這第一代實驗模型已被拆除。2016年1月,趙勇團隊完成第二代真空管道高溫超導磁浮列車系統的建設,系統首次採用「壁掛」式運行,即將直徑6.5m的環形軌道鋪設在環形金屬壁面上,使磁浮車沿壁面高速行駛。研究團隊認為,在結構力學上,第二代系統有效增大了磁浮車沿環線運行時的向心力,並防止磁浮車沿軌道切向脫軌,從而使磁浮車獲得更高的運行時速和安全穩定性。

2016年5月,系統完成第一階段調試,時速達到108公裡;2016年10月,系統完成第二階段調試,時速達到150公裡。趙勇對澎湃新聞表示,「目前,我們實驗室在高溫超導磁浮方面能做到時速160公裡,這應該是實驗室最高速度了。」實驗室系統的難點在於,「場地有限,只能做成環形,環形的小半徑離心力很大,做起來非常困難。」

目前,超導磁懸浮領域的時速紀錄在日本。日本採用低溫超導磁浮技術,載人速度可達時速603公裡,這一技術業也已成熟。2014年,日本開工建設世界首條最高時速達505公裡的超導磁懸浮高速鐵路,預期2027年建成通車。

趙勇提到,「日本的這一時速是在稠密大氣中間實現的,如果把稠密大氣變成低壓管道的話,實現時速1000公裡理論上是可以實現的。」但無論是真空管道,還是高溫超導磁浮技術,或者是把這兩項結合起來,「國內國外都是空白,還有很多核心技術要開發。」

《速車系統概論》這本書中就對真空管道設計、速車(編著:類似於高速飛行列車)系統轉移冷卻、速車驅動和導向、速車路線設計、應急救援等方面進行了探討,但直到目前為止,這些問題均沒有成熟方案。趙勇提到,以真空管道為例,這麼龐大體積的真空系統的建立和維護,要做到低成本就是一個大難題。

實驗室承受不了的高昂造價

除了技術領域的諸多空白,「高速飛行列車」還不得不面對高昂的開發成本。而這,或許是這一項目突然高調公布的原因之一。航天科工此前就提到,「擬通過商業化、市場化模式」來實現這一項目。

趙勇表示,「確實需要資本市場和國家的關注,因為這不僅僅是從技術層面可以推動的,是涉及面很廣的一項高技術。截至目前為止,資本市場基本沒有介入,國家直接在真空管道方面的投入也基本沒有。」

「現在是需要相關機構共同開發這項技術,而不是說這個技術已經成熟了。需要產業部門介入,國家政府要有投入,把前期技術先開發出來,學校裡面的東西只能供參考。」趙勇表示。

即使對趙勇團隊而言,若想進一步推進實驗,也必須獲得更多的資金和國家政策支持。在趙勇的設想裡,項目必須要從實驗室走向戶外。「戶外實驗首先需要場地,起碼要1公裡或者2公裡的管道做前期試驗,中試起碼要幾十公裡,日本600公裡時速的磁浮線有三十多公裡的線,按照這個比例的話,50到100公裡的中試線是需要的」。趙勇認為,這些步驟都必不可少,「沒有這些試驗,你做出來的東西誰敢用?在這上面反覆地試,給出安全性的保障,這樣才能推廣到工程上去。」

而戶外建立真空管道磁懸浮模型造價之高並不是一個實驗室所能承受。「投入肯定是以億為單位的,可以類比一下,地鐵的造價是每公裡6億元-10億元,參照這個數字也不是我們實驗室可以做的。」

馬斯克在2013年發布了一份白皮書,提出「超級高鐵」概念,聲稱舊金山到洛杉磯的超級高鐵列車能達到最高時速1200公裡,造價為60億-100億美元,僅為加州高鐵項目的十分之一,這一造價當時就被業內普遍認為太低。

劉本林在接受記者採訪是就提到,「速車系統的造價肯定會比高鐵、地鐵都要貴,要迴避這個問題是不可能的。」值得一提的是,縱觀目前研究真空管道列車的國家來看,只有瑞士曾獲得過政府資助。

瑞士由魯道夫.裡斯(R. Nieth)博士在1974年提出地下真空隧道磁懸浮列車的概念,也就是「瑞士地鐵」,並在1985年獲得瑞士政府的支持,資助了一項最初研究。裡斯和他的團隊在1999年想瑞士聯邦議會提交了一份研究報告,提出具體技術方案。但「瑞士地鐵」在1999年後就一直處於停滯狀態,瑞士聯邦議會更在2005年決定不再推進這個項目。

而美國目前則靠民間融資。「超級高鐵」Hyperloop One在2016年10月宣布完成了一筆5000萬美元的C輪融資,總融資額達到1.6億美元。

Hyperloop One成立於2014年,由Uber早期投資者ShervinPishevar、前SpaceX工程師Brogan BamBrogan及Rob Lloyd(Hyperloop One現執行長)聯合成立。

當地時間8月31日,馬斯克在自己的個人Instagram帳號上宣布,特斯拉的超級高鐵列車時速達到355公裡,打破了此前慕尼黑工業大學WARR Hyperloop團隊每小時324公裡的速度。

然而,「超級高鐵」技術的不成熟和需要漫長等待的時間表,已經讓外界不斷質疑該項目為騙局。美鐵公司總裁理察•安德森(Richard Anderson)在當地時間9月5日就表示,他並不認為,由馬斯克提出的超級高鐵概念可以在短時間內實現,並超過傳統鐵路運輸。

Lloyd在第二階段測試後也曾表示,「公司現在的重心是真正和政府以及世界各地的客戶進行深入的商業討論。我們的重心的確在發生轉移,不僅僅是科技,而是商業化。」

相關焦點

  • 「飛鐵」最高時速4千公裡是啥概念?可能要從北京加速到上海
    近日,中國航天科工集團正在論證研製的「最高時速4000公裡」高速飛行列車在網絡上「刷屏」,被網友稱為「飛鐵」,也引發了對「北京到上海半小時」的未來憧憬。畢竟,相比京滬高鐵最高時速350公裡,「高速飛行列車」要快出10倍。
  • 中國「飛鐵」要來了!但時速4000公裡人體能承受嗎
    澎湃新聞記者 虞涵棋 李躍群近日,中國航天科工集團正在論證研製的「最高時速4000公裡」高速飛行列車在網絡上「刷屏」,被網友稱為「飛鐵」,也引發了對「北京到上海半小時」的未來憧憬。畢竟,相比京滬高鐵最高時速350公裡,「高速飛行列車」要快出10倍。
  • 時速1000公裡 10年內, 杭州至上海將建「超級高鐵」?
    「超級高鐵」最高速度可達1200公裡/小時,超過目前飛行速度最快的客機之一波音787(最高速度也不過是800公裡/小時—1000公裡/小時),從上海到北京僅需1小時。  美國很多科技公司都在積極研製「超級高鐵」的相關技術,不過目前還在可行性分析和試驗階段,尚未有一個成熟的項目。
  • 「深度」第四條時速350公裡鐵路落地成渝,中國高鐵是否應全面提速?
    記者 | 唐俊12月24日起,成都和重慶之間的部分列車由此前的時速300公裡提升至時速350公裡,成為繼京滬高鐵、京津城際、京張高鐵之後,中國第4條運營時速達到350公裡的高鐵。此次提速的列車均為復興號動車組,成都東站到重慶沙坪垻站最短耗時為62分鐘,縮短了約15分鐘。其餘和諧號列車仍按照時速300公裡運營。
  • 4月29日,一個直徑4公裡小行星將飛掠地球,時速30000公裡
    【ALENG 自媒體】3月10日午間自媒體專稿,2020年開年就不平凡,在新冠肺炎疫情全球肆虐的糟糕形勢下,天外來客對這個藍色星球也似乎發生了異常的興趣,根據天文學家的預測,一個直徑超過4公裡的「末日」小行星,即將於北京時間4月29日近距離飛掠地球,其最近時,該小行星與地球之間的距離僅為
  • 時速600公裡磁浮列車試跑成功「貼地飛行」夢想成真?
    2015年4月,日本LO型磁懸浮列車在試驗中創造了603公裡/小時的載人速度世界紀錄截止目前,德國常導磁浮列車最高試驗時速為505公裡,日本超導磁浮列車最高試驗時速達603公裡。2003年1月4日,上海市區到浦東機場的磁浮列車線路開始正式商業運營,全程約30公裡、7分鐘,設計時速430公裡,成為世界第一條商業運營的磁浮專線。磁浮列車有速度快、噪聲低、振動小、汙染輕微等優勢,不過它在世界上的推廣卻比較緩慢。
  • 京滬4小時!時速600公裡的磁懸浮列車真的要來了嗎?
    昨日,交通部印發了關於交通領域新型基礎設施建設的指導意見,指出要發展智能高速動車組,時速600公裡的高速磁懸浮、時速400公裡級高速輪軌客運列車將投入研製和試驗。 其實早在2016年,時速600公裡的高速磁懸浮就已經投入研製。
  • 時速600公裡卻連年虧損,磁懸浮修還是不修?
    「時速超600公裡,全程僅需20分鐘。」新基建圖景下的滬杭甬超級磁浮工程再度橫空出世。4月中旬,一個涵蓋30年、投資超10萬億元的浙江大交通建設計劃出爐,千億級的滬杭甬超級磁浮項目躍然紙上。十餘年前,滬杭磁懸浮立廢之爭幾度掀起波瀾,成為政商界、學界和公眾持續關注的話題。
  • 寶馬160公裡時速撞大石塊飛起 女司機涉嫌醉駕
    美國加利福尼亞州的長灘市本周四發生一起車禍,一名女子醉醺醺駕駛一輛寶馬跑車,飛速撞上一個環形道口裡的一塊大石頭,造成至少3輛停在路兩邊的轎車受損,所幸未造成人員傷亡。這名女子名叫瑪麗塞拉·奧瓦萊,今年27歲。
  • 滬杭磁懸浮2008年建成 投資350億時速達450公裡
    滬杭磁懸浮:時速450公裡  發改委交通運輸司最新消息顯示,新建滬杭磁懸浮交通項目的建議書已經國務院批准,該項目將正式開展工程可行性研究工作。  據悉,獲批的磁懸浮滬杭線全長約175公裡,工程總概算約350億元。其中,浙江段正線全長約105公裡,全線高架,設杭州東站和嘉興站。
  • 時速400公裡!CR450型復興號動車組今年啟動研製
    復興號系列動車組家族將添時速400公裡速度等級成員。記者1月4日從中國國家鐵路集團有限公司(簡稱「國鐵集團」)獲悉,國鐵集團今年將開始組織實施復興號「CR450科技創新工程」,研發更安全、更環保、更節能、更智能的復興號新產品,為適應未來5G環境運營做準備。
  • 最高時速1千公裡!「高速飛行列車」亮相外形尺寸已定
    王巖透露,目前高速飛行列車正在關鍵技術攻關階段,因為有著航天技術背景和高效的研發團隊,航天科工預計2020年前就能完成關鍵技術攻關並開展系統集成驗證。「目前全球只有美國的HTT公司、Hyperloop One公司以及中國航天科工集團公司對外宣布開展研究時速大於1000公裡的運輸系統。」
  • 時速64373公裡每小時,這顆小行星飛掠地球,NASA:近地天體
    根據科學報告的資料,這顆飛掠地球的小行星名為「2020 AO1」,從名字來看,我們大致可以知道這顆小行星是在2020年才發現的,所以關於這顆小行星的信息不是很多。根據美國航天局NASA的數據,這顆小行星的直徑大約為49至100米,如果按照最大的尺寸,基本上和金字塔的高度相當。
  • 中國版「超級高鐵」試驗時速有望達到1500公裡(圖)
    技術,目前已著手探討時速1500公裡的可行性。」2016年11月,國家重點研發計劃「先進軌道交通」重點專項「時速400公裡及以上高速客運裝備關鍵技術」項目正式啟動;2014年,中國鐵建電氣化局也研製出時速400公裡及以上「高鐵超細晶銅鎂合金線材」,為目前世界最高標準,已成功出口並應用於韓國西部高鐵線路。  「受粘著、弓網和噪聲等制約,輪軌交通技術時速臨界線為600公裡。」
  • 最危險的樹:全身毒刺,種子成熟爆炸時速200公裡如子彈!
    日前有日本網友在推特(Twitter)圖文並茂介紹名為「沙盒樹」的危險性,指除了全棵樹都有毒外,當果實成熟時更會炸開,種子以近200公裡時速激射,威力勁如子彈,仿如天然暗器,如被射中要害可致命,貼文隨即引起網友關注。▲沙盒樹的果實成熟後會炸開,發出類似開槍聲音,種子以時速近200公裡的速度激射到十米遠。
  • 時速可超1200公裡,"超級高鐵"何時開進現實?
    說天說地說新聞,解花解語解趣事   羊城派原創文本/夏楊  從北京到上海的距離是1200多公裡,如何能用一小時到達?這在今天顯然是不可能的。目前最為快速的交通方式是飛機,而民航客機的一般時速為800-1000公裡。
  • 理論時速可達1000公裡!超級高鐵還是紙上談兵嗎?
    資料圖 新華社發 張笑宇 攝 圖文無關1 最成熟的輪軌式高鐵有其發展極限高速交通工具最成熟的莫過於發端於日本的輪軌式高速鐵路,經過五十多年的發展,無論技術還是實踐,都已經成熟可靠,獲得了廣泛認可。作為後起之秀,中國已經修建了3.9萬公裡的高速鐵路,建成了世界一流的高鐵運輸網絡。
  • 理論時速可達1000公裡 超級高鐵還是紙上談兵嗎
    1 最成熟的輪軌式高鐵有其發展極限高速交通工具最成熟的莫過於發端於日本的輪軌式高速鐵路,經過五十多年的發展,無論技術還是實踐,都已經成熟可靠,獲得了廣泛認可。作為後起之秀,中國已經修建了3.9萬公裡的高速鐵路,建成了世界一流的高鐵運輸網絡。中國高鐵最高載人試驗速度達到了481.6公裡/小時,運營速度保持在時速350公裡左右。
  • 中國高鐵往事:離600公裡時速還有多遠?
    新中國以京張鐵路為精神起點,從沒有一寸高速鐵路到世界高鐵裡程最長,從技術引進到世界上首次實現時速350公裡。1876年,英國怡和洋行在中國修建的第一條營業性鐵路上海吳淞鐵路建成通車,試車的「天朝」號機車創下時速約40.2公裡的紀錄。京張鐵路的通車速度則為時速35公裡。
  • 磁浮試驗樣車下線 磁浮列車時速多少工作原理是什麼
    高速磁浮列車可以填補航空與高鐵客運之間的旅行速度空白,對於完善我國立體高速客運交通網具有重大的技術和經濟意義。     國家重點研發計劃「先進軌道交通」重點專項對時速600公裡高速磁浮交通系統進行了部署,其目的是攻克高速磁浮核心技術,全面自主掌握高速磁浮設計、製造、調試和試驗評估方法,研製具有自主智慧財產權的時速600公裡高速磁浮工程化系統,形成我國高速磁浮產業化能力。