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【工业之美】在真空中运行的“超级高铁” 从北京到广州只要两个多小时

制造真空管道的成本非常昂贵,“超级高铁”成为超高速交通工具起码是30年之后的事情,最有可能的实现方式是与现有的高速铁路网兼容。

中国有可能成为第一个实现马斯克的“超级高铁”梦的国家。

截至2016年9月,中国的高铁里程已经突破两万公里,正在运营的高铁占全球高铁总里程的60%以上。目前高铁的时速在250-300公里,最高不会超过350公里。

真空管道磁悬浮列车概念图。图片来源:科技网

据新华社11月28日报道,2017年中国将建成首条真空管道高铁试验线,届时时速将达到400公里,预计2020年-2030年实现时速500公里到600公里,最终将形成一种真空管道高速交通,拥有时速可达1000公里的”超级高铁“

时速1000公里意味着速度完全可以赶得上民航飞机,是现有高铁速度的3倍多,从北京到广州2300公里的路程,用不到2个半小时的时间即可到达。

真空管道磁悬浮列车内部图。图片来源:科技网

主要结合了悬浮隧道、磁浮列车和真空管道三大核心技术的“超级高铁”,又名真空管道磁悬浮列车,由特斯拉创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)在2013年提出。前两者结合而成的磁悬浮列车,通过与轨道的磁力相互作用悬浮在空中,运行时不与地面产生摩擦,降低能耗和提高速度。

真空管道磁悬浮列车轨道结构设计图。图片来源:科技网

当磁悬浮列车在与外部空气隔绝的真空管道中行驶时,大大减弱了空气阻力对列车的影响,不仅提高时速,还进一步降低了能耗和噪音。所以“超级高铁”不仅时速可以达到1200公里,运行100公里的能源消耗仅为现有高铁的1/5,为现有飞机的1/50。又因使用钢材数量很少,所以单公里轨道造价比现有高铁便宜2/3。目前只有美国、瑞士和中国三个国家在研究该项技术。

Hyperloop One打算在迪拜修建的“超级高铁”概念图 来源:Hyperloop One 官网

5月10日,美国Hyperloop One公司成功进行了“超级高铁”的首次户外技术全面测试。超级高铁的外形类似一颗“子弹”,时速约达到250公里,并计划在此基础上推出时速600-1000公里的“超级高铁”的小比例模型。Hyperloop One公司CEO罗伯特劳埃德表示,当达到250公里时,“超级高铁”可以自行滑翔约30公里,不需要任何能量消耗。

Hyperloop One“超级高铁”设计图 来源:Hyperloop One 官网

西南交通大学“超级高铁”项目团队与Hyperloop One公司的设想相似,但选择将高铁轨道直接铺在了真空管壁上,据团队创始人赵勇介绍,这样能有效解决实验室中轨道半径太小所带来的离心力问题。截至今年10月,团队已经成功抽掉了管道中99%的空气,将最高平均调试时速提升到150公里。

西南交通大学研发平台。图片来源:西南交通大学官网

西南交通大学超导与新能源研究开发中心,于2003年开始研究“超级高铁”相关核心技术,并在2011年研制出全球首个真空环形管道磁浮列车系统,今年1月研发出第二代真空管道高温超导磁浮列车系统。

但制造真空管道的成本非常昂贵。西南交通大学两院院士沈志云对《科技日报》表示,修一公里地铁需要8亿元,真空管道可能超过10亿元,还需要要抽气。修建真空管道需要大量且独特的空间。2016年5月初,美国公司Hyperloop One宣布与斯洛伐克政府签订协议,将共同探索建设一个连接斯洛伐克首都布拉迪斯拉发、奥地利维也纳和匈牙利布达佩斯的Hyperloop超级高铁系统,斯洛伐克有望成为首个使用这种未来交通工具的国家。瑞士则直接把真空管放在地下隧道中,这无形中增加了成本和运营的难度。

海底“超级高铁”概念图。图片来源:科技网

沈志云还表示,因技术条件的限制,真空管道运输成为超高速交通工具起码是30年之后的事情,最有可能的实现方式是与现有的高速铁路网兼容。“即同一列高速列车,在有真空管道的区段超高速运行,也有按普通速度行驶的区段。”他说。

欲对“超级高铁”了解更多,请观看视频:

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