中國超級高鐵是好高騖遠還是仰望星空？
8月的最後，一條科技新聞引發了輿論場「海嘯」：中國航天科工集團公司宣布，正在推進結合了超聲速飛行技術與軌道交通技術的「高速飛行列車」項目，時速有望高達4000公里。一旦實現，國內超級城市群便能形成1小時經濟圈。
對這則消息的突然發布引發了眾多熱議，引發熱議的「超級高鐵」究竟是如上次「城市巴鐵」一般好高騖遠，可望不可及，還是為了更好仰望星空，建立的「通天之路」？
第一章
概念界定
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中航科工提出的「超級高鐵」戰略以其技術的超前性及其能夠帶來的龐大效益而備受人們關注。中航科工提出了「超級高鐵」的三步走戰略：第一步以1000公里/小時的運輸能力建設區域性城際性飛行列車交通網，第二步以2000公里/小時的運輸能力建設國家超級城市群飛行列車交通網（北上廣深等幾大城市主幹線）；第三步以4000公里/小時的運輸能力「一帶一路」飛行列車交通網。
研究經濟的發展史可以發現經濟的增長速度是與交通運輸能力呈正相關的，一方面交通運輸能力較大程度上促進了交易範圍的擴大，一方面促進地域之間進行優勢互補。
對這則消息的突然發布引發了眾多熱議，引發熱議的「超級高鐵」究竟是如上次「城市巴鐵」一般好高騖遠，可望不可及，還是為了更好仰望星空，建立的「通天之路」？
睿信致成高端製造研究院對國外超級高鐵做了一個分析研究。
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第二章
美國「超級高鐵」的發展
現在全球宣布進行研發速度1000公里/小時以上的「超級高鐵」的公司共有三家，美國的Hyperloop One和HTT以及中國的中航科工。
「超級高鐵」由馬斯克在2013年提出，希望通過開放的創想、理念甚至是技術共享來促進「超級高鐵」的快速實現。Hyperloop One與掌握特斯拉及SpaceX的馬斯克有著很深的關係，Hyperloop One、特斯拉、Space X三家技術在某種程度上可以說是共享的，因而Hyperloop One的技術研發能力是無疑的。
目前Hyperloop One 對於「超級高鐵」披露更多的是其進行試驗的相關資料，一方面通過試驗，不斷驗證「超級高鐵」各項技術的可行性，一方面則是用逐漸提升的試驗數據來吸引投資，引入資本，推動項目的正式啟動於發展。
圖1：Hyperloop One相關試驗數據
目前Hyperloop One正在鋪建一條實際比例且具完整系統的測試管道，繼續加強對「超級高鐵」相關技術的實際測試；同時積極探索與擁有相關技術的公司、研究所等開展合作，如最近尋求與無人駕駛汽車企業的合作等。
HTT（Hyperloop Transportation Technologies）可以說是一家由志願者自願服務的公司，以員工工作的時間及合作企業投入的多少進行股票期權的支付。HTT主要以外包的形式來獲得「超級高鐵」的相關技術，從某個程度上來說，HTT更像一個資源整合者，將多個頂端的技術進行融合。因此融資金額的多少制約著HTT公司「超級高鐵」的研發速度。
圖2：HTT公司與其他機構相關合作事件
第三章
技術可實現性
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目前我國整體技術水平與美國相比仍存在較多的差距，即使中國高鐵正在逐漸成為中國的名片，雖然很多核心技術先從國外引進、吸收，並形成了自己的完整知識產權，但是在與頂尖技術擁有較多差距以及「超級高鐵」眾多的不可確定性情況下，我國能否製造出「超級高鐵」，實現高端製造技術的顛覆性超越？
通過研究分析，我們發現在馬斯克提出「超級高鐵」的白皮書中並沒有天馬行空的漫談，更多的是將已擁有的技術或有一定基礎的技術進行整合提高。因此，在理論上，「超級高鐵」已然可以實現，重點在於技術上的融合與突破，以及應用到工程項目上。
將「超級高鐵」技術系統進行簡化，可以簡單分為：運輸艙、真空管道、軌道技術、動力系統以及配套系統。
1、運輸艙的可實現性
運輸艙是乘客進行承坐的艙室，對高速條件下的堅固性要求極高，同時需對運輸艙體進行形體設計，以減少自身重量以及空氣阻力。 「超級高鐵」對運輸艙體的材料要求極其嚴格。美國HTT公司採用的是振金材料，傳說中美國隊長盾牌的材料，將一部分感測器進行融合，成為了材料的一部分，在保證運輸艙的堅固可靠的同時，減少艙體重量，提升艙體的靈敏性。
在目前公開的資料當中，我國車身採用新型輕量化防隔熱一體化艙段最大程度減輕車身重量，採用納米氣凝膠複合材料進行內襯，有效隔絕溫度和雜訊，採用高效低阻氣動外形，大幅降低氣動阻力，在內部實現航天級人機系統環境。
從目前我國航天技術來看，我國通過努力應該能夠實現「超級高鐵」對運輸艙的相關技術要求，難點在與如何將航天項目技術應用到商業化項目和減低成本。
2、真空管道的可實現性
通過流體模擬分析進行設計艙體外觀可以大量減少運輸艙遇到的空氣阻力，但當速度達到一定程度之後，空氣阻力仍然成為阻礙速度提升的一大障礙。「超級高鐵」運用了真空技術：將管道中的空氣抽離到這一程度，雖未完全實現真空，但其空氣阻力已大大較少。目前美國Hyperloop One公司能做到的是將管道內氣壓降低到海拔20萬英尺的氣壓。
我國在2004年已開始「真空管道高速交通」的研究，在2014年西南交通大學搭建了全球首個真空管道超高速磁懸浮列車原型試驗平台，管道內大氣壓相當於外界的十分之一；在理想狀態下，最終能夠實現時速超1000公里的行駛。這與美國Hyperloop One採用的核心技術原理相同。且西南交通大學趙勇教授團隊目前研製出了第二代高速真空管道高溫超導側浮系統，突破了環形軌道離心力的限制，大幅提高了高溫超導自由懸浮系統的運行速度。可預見真空管道技術能夠及時為「超級高鐵」進行服務，實現空氣阻力遠遠低於現有高鐵遇到阻力。
3、軌道技術、動力系統、配套系統的可實現性
軌道技術採用磁懸浮技術，將車體進行懸浮一段距離（1-10cm），隔絕艙體與軌道的直接接觸，減少摩擦阻力。我國從2001年開始建立第一條磁懸浮列車之後，不斷對磁懸浮技術進行研究，西南交通大學多次與多家企業展開相關研究，目前我國磁懸浮技術已處於世界的前列。可以說，對於「超級高鐵」使用磁懸浮技術我們正在追逐著美國。
「超級高鐵」在高速運動下，對於能源的使用將會是高鐵的好幾倍，美國的兩家偏向採用新能源，Hyperloop One傾向採用太陽能，HTT傾向使用生態圈概念，實現能源的自行供應。目前國內公開的視頻顯示在真空軌道上進行鋪設太陽能板，但具體未有涉及。
而從我國高鐵的技術上來看，則在動力系統這一塊我國在技術層面與最先進的層面差距正在逐漸減小，高鐵現使用的動力牽引控制系統以及國內新能源汽車使用的電池等相關技術都能夠為「超級高鐵」的動力系統進行服務。
配套系統需跟著各個系統進行逐步的改進，達到彼此之間的協調。如制動系統：速度的上升，對於運輸艙的制動變成一個新的難題。根據動能公式W=1/2mV2，列車動能與列車速度的平方成正比，在一定的制動距離下，列車的制動功率(每單位時間轉移的列車動能)是列車速度的三次函數。而目前我國已研製成功的有空氣動力制動（制動風翼）裝置等，能夠有效增大制動力，對列車進行制動。
諸如此類的配套裝置在整個「超級高鐵」當中還有許許多多需要逐一進行解決，雖然存在不少技術難點，而這並非不可突破，所需只是研發投入與時間。
4、中航科工研發優勢促進「超級高鐵」的實現
目前我國宣稱開展「超級高鐵」研究項目的是中航科工，航天科工擁有豐富的重大項目系統工程實踐經驗和技術積累，具有大工程必備的模擬建模和大系統試驗能力，以及國際一流的超聲速飛行器設計能力，這些為高速飛行列車項目建設提供重要的基礎。且該公司已經聯合了國內外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，目前該團隊擁有相關領域專利200多項。
目前透露的消息中表示中航科工已實現一大部分的技術，但只是在實驗室當中，需要做的是將其應用到工程項目上。所以可以預期的是我們終將看到「超級高鐵」樣車的誕生。
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第四章
成本分析
目前對於具體的研發成本以及製造成本我們無法進行準確的計算分析，但是可以通過以高鐵的製造成本與研發成本進行比對分析。
按照世界銀行駐中國代表處2014年發表的一份關於中國高鐵建設成本的報告，中國高鐵的加權平均單位成本為：時速350千米的項目為1.29億元/千米；時速為250千米項目為0.87億元/千米。而國際上，高鐵建設的成本多為每千米3億元以上。也就是說，中國高鐵造價相對於技術更發達國家來說更低，中國逐漸累積的高鐵製造經驗也能夠大幅度降低「超級高鐵」的建設成本。
而「超級高鐵」一定研製成功投入使用，在很大程度上能夠取代一定航線距離之內的航空交通。現行最低波音客機價格也在5000萬美元以上，且大多數客機比這個價格貴很多。也就是說，在一定程度上，每台飛機至少需要花費3億元以上的價格，同樣再加上建設機場、機場運轉等各個方面的成本綜合起來，則與「超級高鐵」建設成本不會是數量級的差距，大家不要忘了，高鐵投入可是中國製造，是對航空器的有效替代，也是環保的一種升級。
而「超級高鐵」的研發費用，作為一項基礎研究工作，研發費用會非常高，從美國的研發模式看，也採用了眾籌式的研發。但是，我們認為不能僅僅只看直接研發成本，還需看更為廣泛的經濟效益。一方面是「超級高鐵」能夠帶來的經濟收益，以運輸能力為支撐的各個經濟戰略的快速實現；一方面則是「超級高鐵」能夠帶來的整體技術水平的上升，帶動中國製造能力的提升，那麼此時「超級高鐵」的研發則能夠帶動交通運輸各個方面技術水平的提高。
第五章
公眾可接受性
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對於公眾來說，「超級高鐵」是否能夠實現商業化取決於人們對它的接受性，可接受性包含兩個方面：
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第一：安全性。沒有什麼比自身安全更重要，只有在實現自身安全的情況下才能進行所謂的經濟生活。安全包括人體適應性與「超級高鐵」可能遭遇的安全事故。不是每個人都擁有宇航員的身體，短時間內超大的加速度很容易對人體各個器官造成傷害，也因此，現在對於「超級高鐵」的實施戰略當中將其規劃為以人體能夠承受的加速度進行加速，而在高速平穩運動中對人體是不造成傷害的。而「超級高鐵」可能遭遇的安全事故如失電、軌道損壞、管道破損等等在前期設計當中都將逐一進行考慮，一如現在的高鐵，安全性沒有測試通過自然不會投入使用。
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第二：票價。「超級高鐵」的研發成本、建設成本最終是需要由乘坐「超級高鐵」的乘客進行承擔的。票價是在保證「超級高鐵」安全性之後考慮的第一要素。如果超級高鐵比航空器還快，票價略高於航空器也是符合定價原則的，但是乘坐成本勢必會隨著「超級高鐵」的規模效應增加而逐步降低成本。而且高鐵經濟已經為沿途城市帶來了巨大的經濟效益，而超級高鐵的誕生將會是我們的生活更加便捷，社會與經濟效益會更為巨大、更為廣泛，對中國經濟的轉型與中國發展戰略的實現也有支撐作用。
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第六章：
「超級高鐵」對國家經濟戰略的支撐
中國製造業企業同時面臨著內部挑戰和外部環境變化的雙重壓力。從企業內部看，生產成本上升、研發投入不足、生產組織方式較為傳統都是目前亟待解決的具體問題。從外部環境看，消費者具有更大的主導權，大數據、雲計算、移動、社交化、機器人等技術發展將顛覆舊有的製造模式，跨界融合、製造業服務化的趨勢也日益顯著。
中國經濟正處於變革與轉型的十字路口，「超級高鐵」的實現不但能夠體現中國高端製造的品牌形象，也能夠極大程度上推動經濟轉型的進行與完成，還能夠推動國內城市群之間的製造業進行企業聯合，更能夠支撐一帶一路的發展與聯通，試著想想，1000公里時速就比飛機更快、更方便，退一萬步而言，如果實現600公里時速從廣州到北京的距離也就是3.5個小時了。
當然我們也知道，超級高鐵從全球範圍看，尚處在概念論證階段與試研究階段，而且是無人區的顛覆型創新階段，這個階段充滿了未知的艱難。筆者想說的是，中國終於在高度製造與國際企業實施同步研發，而不是過去的逆向研發，也不是彎道超車，而是在起跑階段就開始強勢介入。我們至少有了領先的機會，更有了領先的眼光與思想，我們更想說的是中華民族的偉大復興需要更多的戰略引領型企業的支撐，無論超級高鐵是忽悠還是創新，我們都對她點贊。
如黑格爾說言：「一個民族有一群仰望星空的人，他們才有希望」！
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