比飛機(jī)還要快的“超級(jí)高鐵”首次在美國(guó)測(cè)試成功，那么，中國(guó)會(huì)擁有自己的“管道高鐵”嗎？
“速度”一直是人類在發(fā)展軌道交通時(shí)的不懈追求。美國(guó)“超回路1號(hào)”公司的測(cè)試原型車在內(nèi)華達(dá)州的荒漠如離弦之箭般沿軌道駛出，一秒內(nèi)從靜止加速至每小時(shí)96公里。未來(lái)，從紐約到北京，乘坐這樣的超高速“管道高鐵”或許只需半天時(shí)間。
“超回路1號(hào)”公司的“管道高鐵”就是利用磁懸浮技術(shù)讓運(yùn)輸艙懸浮于被抽成真空的管道中，從而實(shí)現(xiàn)以很少的能量驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸艙高速前進(jìn)，設(shè)計(jì)時(shí)速將達(dá)1120公里。
雖然埃隴馬斯克2013年在其麾下公司官網(wǎng)上公布“管道高鐵”開(kāi)源設(shè)計(jì)方案，加速了這一技術(shù)從概念走向現(xiàn)實(shí)，但其實(shí)早在1934年，獲得世界上首個(gè)磁 懸浮技術(shù)專利的德國(guó)工程師赫爾曼·肯珀就提出在抽成接近真空的密閉隧道中運(yùn)行磁懸浮列車的設(shè)想。這種“真空管道式”地面交通也于本世紀(jì)初開(kāi)始被中國(guó)研究者所關(guān)注。
2004年，西南交通大學(xué)教授、中國(guó)兩院院士(中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程院院士)沈志云舉辦了一嘲真空管道高速交通”院士研討會(huì)。沈志云在會(huì)上提出超高速 是21世紀(jì)地面高速交通的需求，真空(或低壓)管道式地面交通是達(dá)到超高速的唯一途徑，認(rèn)為我國(guó)應(yīng)將目標(biāo)定位在發(fā)展每小時(shí)600至1000公里的超高速地 面交通上。
在研究人員的不斷積累與探索下，2014年，西南交通大學(xué)搭建了全球首個(gè)真空管道超高速磁懸浮列車原型試驗(yàn)平臺(tái)。列車運(yùn)行時(shí)，管道內(nèi)的大氣壓相當(dāng)于外 界的十分之一。研究人員希望通過(guò)建造低壓環(huán)境，減少空氣對(duì)磁懸浮列車的阻力。在理想狀態(tài)下，列車在低壓管道中最終能實(shí)現(xiàn)時(shí)速大于1000公里的行駛，并且 能耗低，無(wú)噪聲污染。這與“超回路1號(hào)”公司所采用的運(yùn)輸系統(tǒng)核心技術(shù)原理是一致的。
當(dāng)列車時(shí)速達(dá)到400公里以上時(shí)，超過(guò)83%的牽引力會(huì)被浪費(fèi)在抵消空氣阻力上。中國(guó)科學(xué)院院士、西南交通大學(xué)教授翟婉明在接受新華社記者專訪時(shí)表 示，這種情況下氣動(dòng)噪聲、阻力、能耗都會(huì)隨著列車速度的增加而顯著增長(zhǎng)，這時(shí)就要采用鋪設(shè)真空管道的辦法，解決一系列空氣動(dòng)力問(wèn)題，在維持高速的同時(shí)保證 舒適性和能耗經(jīng)濟(jì)性。
“我們一直很熱心也很激動(dòng)地投入做真空管道超高速磁懸浮列車方面的探索工作，但目前尚處于實(shí)驗(yàn)室模型試驗(yàn)階段，距離工程化和投入實(shí)際應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走”，翟婉明說(shuō)，研究人員還在繼續(xù)尋找突破速度極限的方法。
西南交通大學(xué)超導(dǎo)與新能源研究開(kāi)發(fā)中心的趙勇教授團(tuán)隊(duì)目前研制出了第二代高速真空管道高溫超導(dǎo)側(cè)浮系統(tǒng)，這種將軌道鋪在管壁上的“壁掛”磁懸浮列車，突破了環(huán)形軌道離心力的限制，大幅度提高了高溫超導(dǎo)自由懸浮系統(tǒng)的運(yùn)行速度。
中國(guó)研究人員介紹說(shuō)，他們已實(shí)現(xiàn)測(cè)試模型車在未對(duì)管道抽真空的狀態(tài)下行駛時(shí)速達(dá)到80多公里，且運(yùn)行平穩(wěn)。未來(lái)還有望實(shí)現(xiàn)地面軌道和管壁軌道相結(jié)合的“三維軌道”。
不過(guò)，在翟婉明看來(lái)，“管道高鐵”要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化面臨著不少實(shí)際問(wèn)題，比如磁懸浮本身的高技術(shù)成本、遠(yuǎn)距離真空管道建設(shè)和維護(hù)的高昂投入，以及在超高速情況下保障乘客安全性的要求等，“在工程上還要靠一項(xiàng)項(xiàng)安全技術(shù)來(lái)保障”。
中國(guó)很早就開(kāi)始了磁懸浮技術(shù)在軌道交通方面的商用試點(diǎn)。2003年，上海機(jī)場(chǎng)線的磁懸浮列車就投入了商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，長(zhǎng)沙中低速磁懸浮快線也于今年5月初投入試運(yùn)營(yíng)，連接北京門頭溝與石景山的北京地區(qū)首條中低速磁懸浮線路S1線也將于年內(nèi)實(shí)現(xiàn)全線貫通調(diào)試。
但建設(shè)和運(yùn)營(yíng)磁懸浮鐵路的投入產(chǎn)出比一直是懸而未決的問(wèn)題。
翟婉明認(rèn)為，基于目前中國(guó)的基本國(guó)情，能讓老百姓感受到切身好處的還是近十年來(lái)輪軌高鐵的飛速發(fā)展。目前，中國(guó)高速鐵路運(yùn)營(yíng)里程已超過(guò)兩萬(wàn)公里，平均 運(yùn)營(yíng)時(shí)速達(dá)300公里，未來(lái)還有一定的提速空間和規(guī)劃需求，需要在這方面深入研究。以京滬高鐵為例，若能將運(yùn)營(yíng)時(shí)速提升至350公里的設(shè)計(jì)時(shí)速，將會(huì)進(jìn)一 步方便出行。
“美國(guó)公司這樣大膽的探索創(chuàng)新是非常值得贊賞的，但是我們也應(yīng)平衡好目前急需解決的問(wèn)題和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)系，”翟婉明說(shuō)。他認(rèn)為中國(guó)軌道交通的發(fā)展應(yīng)根 據(jù)不同的遠(yuǎn)景、短期和近期目標(biāo)來(lái)開(kāi)展研究和實(shí)踐。在探索未來(lái)前沿技術(shù)的同時(shí)，也應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)給人民日常生活帶來(lái)直接便利的應(yīng)用技術(shù)研發(fā)，“仰望星空”和“腳 踏實(shí)地”不可偏廢。