作者 ： 陈伟锦、付志勇

8月的最后，一条科技新闻引发了舆论场“海啸”：中国航天科工集团公司宣布，正在推进结合了超声速飞行技术与轨道交通技术的“高速飞行列车”项目，时速有望高达4000公里。一旦实现，国内超级城市群便能形成1小时经济圈。对这则消息的突然发布引发了众多热议，引发热议的“超级高铁”究竟是可望不可及，还是为了更好仰望星空，建立的“通天之路”？

第一章：概念界定

中航科工提出的“超级高铁”战略以其技术的超前性及其能够带来的庞大效益而备受人们关注。中航科工提出了“超级高铁”的三步走战略：第一步以1000公里/小时的运输能力建设区域性城际性飞行列车交通网，第二步以2000公里/小时的运输能力建设国家超级城市群飞行列车交通网（北上广深等几大城市主干线）；第三步以4000公里/小时的运输能力“一带一路”飞行列车交通网。研究经济的发展史可以发现经济的增长速度是与交通运输能力呈正相关的，一方面交通运输能力较大程度上促进了交易范围的扩大，一方面促进地域之间进行优势互补。对这则消息的突然发布引发了众多热议，引发热议的“超级高铁”究竟是如上次“城市巴铁”一般好高骛远，可望不可及，还是为了更好仰望星空，建立的“通天之路”？睿信致成高端制造研究院对国外超级高铁做了一个分析研究。

第二章：美国“超级高铁”的发展

现在全球宣布进行研发速度1000公里/小时以上的“超级高铁”的公司共有三家，美国的Hyperloop One和HTT以及中国的中航科工。“超级高铁”由马斯克在2013年提出，希望通过开放的创想、理念甚至是技术共享来促进“超级高铁”的快速实现。Hyperloop One与掌握特斯拉及SpaceX的马斯克有着很深的关系，Hyperloop One、特斯拉、Space X三家技术在某种程度上可以说是共享的，因而Hyperloop One的技术研发能力是无疑的。目前Hyperloop One 对于“超级高铁”披露更多的是其进行试验的相关资料，一方面通过试验，不断验证“超级高铁”各项技术的可行性，一方面则是用逐渐提升的试验数据来吸引投资，引入资本，推动项目的正式启动于发展。

图1：Hyperloop One相关试验数据

目前Hyperloop One正在铺建一条实际比例且具完整系统的测试管道，继续加强对“超级高铁”相关技术的实际测试；同时积极探索与拥有相关技术的公司、研究所等开展合作，如最近寻求与无人驾驶汽车企业的合作等。HTT（Hyperloop Transportation Technologies）可以说是一家由志愿者自愿服务的公司，以员工工作的时间及合作企业投入的多少进行股票期权的支付。HTT主要以外包的形式来获得“超级高铁”的相关技术，从某个程度上来说，HTT更像一个资源整合者，将多个顶端的技术进行融合。因此融资金额的多少制约着HTT公司“超级高铁”的研发速度。

图2：HTT公司与其他机构相关合作事件

第三章：技术可实现性

目前我国整体技术水平与美国相比仍存在较多的差距，即使中国高铁正在逐渐成为中国的名片，虽然很多核心技术先从国外引进、吸收，并形成了自己的完整知识产权，但是在与顶尖技术拥有较多差距以及“超级高铁”众多的不可确定性情况下，我国能否制造出“超级高铁”，实现高端制造技术的颠覆性超越？通过研究分析，我们发现在马斯克提出“超级高铁”的白皮书中并没有天马行空的漫谈，更多的是将已拥有的技术或有一定基础的技术进行整合提高。因此，在理论上，“超级高铁”已然可以实现，重点在于技术上的融合与突破，以及应用到工程项目上。将“超级高铁”技术系统进行简化，可以简单分为：运输舱、真空管道、轨道技术、动力系统以及配套系统。

3.1 运输舱的可实现性

运输舱是乘客进行承坐的舱室，对高速条件下的坚固性要求极高，同时需对运输舱体进行形体设计，以减少自身重量以及空气阻力。 “超级高铁”对运输舱体的材料要求极其严格。美国HTT公司采用的是振金材料，传说中美国队长盾牌的材料，将一部分传感器进行融合，成为了材料的一部分，在保证运输舱的坚固可靠的同时，减少舱体重量，提升舱体的灵敏性。在目前公开的资料当中，我国车身采用新型轻量化防隔热一体化舱段最大程度减轻车身重量，采用纳米气凝胶复合材料进行内衬，有效隔绝温度和噪声，采用高效低阻气动外形，大幅降低气动阻力，在内部实现航天级人机系统环境。从目前我国航天技术来看，我国通过努力应该能够实现“超级高铁”对运输舱的相关技术要求，难点在与如何将航天项目技术应用到商业化项目和减低成本。

3.2 真空管道的可实现性

通过流体仿真分析进行设计舱体外观可以大量减少运输舱遇到的空气阻力，但当速度达到一定程度之后，空气阻力仍然成为阻碍速度提升的一大障碍。“超级高铁”运用了真空技术：将管道中的空气抽离到这一程度，虽未完全实现真空，但其空气阻力已大大较少。目前美国Hyperloop One公司能做到的是将管道内气压降低到海拔20万英尺的气压。我国在2004年已开始“真空管道高速交通”的研究，在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，管道内大气压相当于外界的十分之一；在理想状态下，最终能够实现时速超1000公里的行驶。这与美国Hyperloop One采用的核心技术原理相同。且西南交通大学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，突破了环形轨道离心力的限制，大幅提高了高温超导自由悬浮系统的运行速度。可预见真空管道技术能够及时为“超级高铁”进行服务，实现空气阻力远远低于现有高铁遇到阻力。

3.3 轨道技术、动力系统、配套系统的可实现性

轨道技术采用磁悬浮技术，将车体进行悬浮一段距离（1-10cm），隔绝舱体与轨道的直接接触，减少摩擦阻力。我国从2001年开始建立第一条磁悬浮列车之后，不断对磁悬浮技术进行研究，西南交通大学多次与多家企业展开相关研究，目前我国磁悬浮技术已处于世界的前列。可以说，对于“超级高铁”使用磁悬浮技术我们正在追逐着美国。“超级高铁”在高速运动下，对于能源的使用将会是高铁的好几倍，美国的两家偏向采用新能源，Hyperloop One倾向采用太阳能，HTT倾向使用生态圈概念，实现能源的自行供应。目前国内公开的视频显示在真空轨道上进行铺设太阳能板，但具体未有涉及。而从我国高铁的技术上来看，则在动力系统这一块我国在技术层面与最先进的层面差距正在逐渐减小，高铁现使用的动力牵引控制系统以及国内新能源汽车使用的电池等相关技术都能够为“超级高铁”的动力系统进行服务。配套系统需跟着各个系统进行逐步的改进，达到彼此之间的协调。如制动系统：速度的上升，对于运输舱的制动变成一个新的难题。根据动能公式W=1/2mV2，列车动能与列车速度的平方成正比，在一定的制动距离下，列车的制动功率(每单位时间转移的列车动能)是列车速度的三次函数。而目前我国已研制成功的有空气动力制动（制动风翼）装置等，能够有效增大制动力，对列车进行制动。诸如此类的配套装置在整个“超级高铁”当中还有许许多多需要逐一进行解决，虽然存在不少技术难点，而这并非不可突破，所需只是研发投入与时间。

3.4 中航科工研发优势促进“超级高铁”的实现

目前我国宣称开展“超级高铁”研究项目的是中航科工，航天科工拥有丰富的重大项目系统工程实践经验和技术积累，具有大工程必备的仿真建模和大系统试验能力，以及国际一流的超声速飞行器设计能力，这些为高速飞行列车项目建设提供重要的基础。且该公司已经联合了国内外20多家科研机构，成立了国内首个国际性高速飞行列车产业联盟，目前该团队拥有相关领域专利200多项。目前透露的消息中表示中航科工已实现一大部分的技术，但只是在实验室当中，需要做的是将其应用到工程项目上。所以可以预期的是我们终将看到“超级高铁”样车的诞生。

第四章：成本分析

目前对于具体的研发成本以及制造成本我们无法进行准确的计算分析，但是可以通过以高铁的制造成本与研发成本进行比对分析。按照世界银行驻中国代表处2014年发表的一份关于中国高铁建设成本的报告，中国高铁的加权平均单位成本为：时速350千米的项目为1.29亿元/千米；时速为250千米项目为0.87亿元/千米。而国际上，高铁建设的成本多为每千米3亿元以上。也就是说，中国高铁造价相对于技术更发达国家来说更低，中国逐渐累积的高铁制造经验也能够大幅度降低“超级高铁”的建设成本。而“超级高铁”一定研制成功投入使用，在很大程度上能够取代一定航线距离之内的航空交通。现行最低波音客机价格也在5000万美元以上，且大多数客机比这个价格贵很多。也就是说，在一定程度上，每台飞机至少需要花费3亿元以上的价格，同样再加上建设机场、机场运转等各个方面的成本综合起来，则与“超级高铁”建设成本不会是数量级的差距，大家不要忘了，高铁投入可是中国制造，是对航空器的有效替代，也是环保的一种升级。而“超级高铁”的研发费用，作为一项基础研究工作，研发费用会非常高，从美国的研发模式看，也采用了众筹式的研发。但是，我们认为不能仅仅只看直接研发成本，还需看更为广泛的经济效益。一方面是“超级高铁”能够带来的经济收益，以运输能力为支撑的各个经济战略的快速实现；一方面则是“超级高铁”能够带来的整体技术水平的上升，带动中国制造能力的提升，那么此时“超级高铁”的研发则能够带动交通运输各个方面技术水平的提高。

第五章：公众可接受性

对于公众来说，“超级高铁”是否能够实现商业化取决于人们对它的接受性，可接受性包含两个方面：第一：安全性。没有什么比自身安全更重要，只有在实现自身安全的情况下才能进行所谓的经济生活。安全包括人体适应性与“超级高铁”可能遭遇的安全事故。不是每个人都拥有宇航员的身体，短时间内超大的加速度很容易对人体各个器官造成伤害，也因此，现在对于“超级高铁”的实施战略当中将其规划为以人体能够承受的加速度进行加速，而在高速平稳运动中对人体是不造成伤害的。而“超级高铁”可能遭遇的安全事故如失电、轨道损坏、管道破损等等在前期设计当中都将逐一进行考虑，一如现在的高铁，安全性没有测试通过自然不会投入使用。第二：票价。“超级高铁”的研发成本、建设成本最终是需要由乘坐“超级高铁”的乘客进行承担的。票价是在保证“超级高铁”安全性之后考虑的第一要素。如果超级高铁比航空器还快，票价略高于航空器也是符合定价原则的，但是乘坐成本势必会随着“超级高铁”的规模效应增加而逐步降低成本。而且高铁经济已经为沿途城市带来了巨大的经济效益，而超级高铁的诞生将会是我们的生活更加便捷，社会与经济效益会更为巨大、更为广泛，对中国经济的转型与中国发展战略的实现也有支撑作用。

第六章：“超级高铁”对国家经济战略的支撑

中国制造业企业同时面临着内部挑战和外部环境变化的双重压力。从企业内部看，生产成本上升、研发投入不足、生产组织方式较为传统都是目前亟待解决的具体问题。从外部环境看，消费者具有更大的主导权，大数据、云计算、移动、社交化、机器人等技术发展将颠覆旧有的制造模式，跨界融合、制造业服务化的趋势也日益显著。中国经济正处于变革与转型的十字路口，“超级高铁”的实现不但能够体现中国高端制造的品牌形象，也能够极大程度上推动经济转型的进行与完成，还能够推动国内城市群之间的制造业进行企业联合，更能够支撑一带一路的发展与联通，试着想想，1000公里时速就比飞机更快、更方便，退一万步而言，如果实现600公里时速从广州到北京的距离也就是3.5个小时了。当然我们也知道，超级高铁从全球范围看，尚处在概念论证阶段与试研究阶段，而且是无人区的颠覆型创新阶段，这个阶段充满了未知的艰难。笔者想说的是，中国终于在高度制造与国际企业实施同步研发，而不是过去的逆向研发，也不是弯道超车，而是在起跑阶段就开始强势介入。我们至少有了领先的机会，更有了领先的眼光与思想，我们更想说的是中华民族的伟大复兴需要更多的战略引领型企业的支撑。如黑格尔说言：“一个民族有一群仰望星空的人，他们才有希望”！

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