中國計劃研製速度四千公里的飛行列車,不過很難成真
近日,航天科工集團「高速飛行列車」項目引發了公眾關注。據介紹,高速飛行列車是利用低真空環境和超聲速外形減小空氣阻力,通過磁懸浮減小摩擦阻力,實現超聲速運行的運輸系統。相比傳統高鐵,高速飛行列車運行速度可提升10倍;相比現有民航客機,速度提升5倍,最大速度可達到4000公里/小時。
航天科工集團「高速飛行列車」項目(圖片來源參見水印)
這一想法是非常誘人的,在低真空管道中行駛的列車可以突破空氣阻力的限制,通過磁懸浮技術實現非常高效的能源推進。至少在理論上,這類列車實現數千公里/小時的運行速度並不是不可思議的。此類技術的核心在於低真空管道和大功率電磁供能上,許多在60年代就發端的、已有的航空技術可以運用到飛行列車上,至少看上去這個項目具備一定的可操作性。
中國航天科工集團並不是第一個提出這個項目的公司,世界上最出名的技術宅埃隆·馬斯克就已經在2012年提出了「超級列車」(Hyperloop)概念,最高速度可達1200公里/小時。他所擁有的SpaceX和特斯拉公司隨後就著手開始研製工作。2014年,Hyperloop One公司正式成立,專門負責研發這個技術。後來還有超級高鐵公司(Hyperloop Transportation Technologies, HTT)、TransPod等公司也參與此類工作。現在,這個項目在加利福尼亞州霍桑(Hawthorne)已經擁有了1.6公里的軌道,最高模型速度由一支德國高校的WARR Hyperloop隊在今年8月27日第二屆Hyperloop Pod大賽取得,為324公里/小時。航天科工集團「高速飛行列車」的設計速度,比馬斯克的更快,當然在原理上是基本一致的。
馬斯克的Hyperloop
取得優勝的WARR Hyperloop隊
不過不論是航天科工集團「高速飛行列車」還是馬斯克的Hyperloop,這種地面交通方式都有巨大的問題,即低真空管道系統的建造問題。可以預見的是,低真空管道需要保持管道內的近真空狀態,必須具備良好的氣密性,那麼管道的完整性必須保持,否則就很容易引發系統問題乃至事故。對於低真空管道的保養,是非常嚴苛的。
此類管道系統技術和環境要求相當高
同時,拋開供電這類的系統問題不談,此類高氣密性的低真空管道也存在著材料昂貴的問題。此外,管道的基建同樣要求十分嚴格,對於地震帶、滑坡泥石流頻發的地質災害點這類複雜地質情況的地區,或者颱風、洪水這類自然災害都是需要低真空管道系統考慮的嚴肅問題,此類低真空管道的成本可能會變得幾乎不可控。綿延的管道還要進行大量的嚴格的保養工作,安全保衛工作也勢在必行,否則一旦發生恐怖襲擊,如此高速運轉的列車一旦失控車上人員斷無生還的可能。
管道是飛行列車的核心技術,也會是最大的問題來源
相比於傳統鐵路,此類飛行列車項目所需技術和日常保養會非常苛刻,這很可能導致其成本無法控制。相反,民用航空在兼具高速和廉價化的道路上找到了良好的平衡點。現在超音速商業飛行沒有成為主流很大原因是沒有其他手段能夠挑戰800公里/小時級別的速度,但是人們也別忘了,超音速民航機不僅出現過,而且今天的技術要比60-70年代更為成熟。使用超音速的民航機、建立機場系統,依然可能會讓民航在高速客運領域更為廉價而具有更好的市場競爭力。「高速飛行列車」項目還有很長的路要走,其中許多並非技術問題。
超音速客機技術上沒問題,但是成本昂貴


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