时速4千公里飞铁提出背后:技术未成熟,呼吁资本和政府介入

澎湃新闻记者 贺梨萍

2017-09-07 08:43 来源:澎湃新闻

字号
高速飞行列车效果图。中国航天科工集团公司官方微博供图
8月30日,中国航天科工集团(下称“航天科工”)在第三届中国(国际)商业航天高峰论坛上投下重磅,宣布已联合国内有关单位,开展了“高速飞行列车”的研究论证,时速最高可达4000公里。凭借这一超过3倍音速的速度,让公众直呼其为“飞铁”。
所谓的“高速飞行列车”,原理即是利用真空管道和超导磁悬浮技术,实现超音速的“近地飞行”,被誉为人类未来的“第五种交通方式”。而实际上,中国早在2000年前后就已引入真空管道磁悬浮概念,近二十年时间内,外界对其却关注甚少,风头更是被硅谷“钢铁侠”埃隆•马斯克(Elon Musk)在2013年提出的“超级高铁”盖过。目前,在全球范围内,研究真空管道磁浮交通的国家有瑞士、美国和中国。
西南交通大学首席教授、长江学者特聘教授、超导与新能源研究开发中心主任赵勇在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)采访时表示,“这项技术需要引起社会的关注。”赵勇认为,航天科工此时公开宣布这一项目,“不是说这个技术已经成熟了,而是需要产业部门介入,国家政府要有投入,把前期技术先开发出来。”
赵勇是中国高温超导领域的第一个博士,辗转意大利、澳大利和日本13年后,他回到西南交通大学,是国家首批外籍杰出青年基金获得者。彼时的赵勇认为,“西南交大是最适合搞超导磁浮研究的地方”。据赵勇透露,赵勇团队是国内首个国际性高速飞行列车产业联盟的成员之一。
此前的8月30日,航天科工方面表示,专门为“高速飞行列车”工程项目,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,目前团队拥有相关领域的200多项专利。这个产业联盟也被称为真空管道磁浮研究领域的“国家队”。
赵勇还透露,“航天科工目前的整个方案、基本思路就是按照我们的书提出来,具体关于磁浮方面的设计是我们来帮助完成。”赵勇所指的书则是其2009年发表的《速车系统概论》,这是世界上第一本系统论述真空管道磁浮技术的专著。该书的第一作者为刘本林,据刘本林对澎湃新闻(www.thepaper.cn)表示,他和赵勇为中国科学技术大学物理系同学,其本人于2005年接触真空管道交通。值得一提的是,在外人看来,刘本林是一个对新鲜事物充满热情的“民间科研爱好者”,并非在正规科研机构任职。
然而,无论是赵勇还是刘本林,对时速4000公里却持格外谨慎的态度。赵勇表示,“我一直在强调1000公里时速这个第一步的关键性和重要性,当你1000公里时速还没实现的时候,大谈4000公里时速意义就不大。”
提时速4000公里,“振奋一下人心”
航天科工在8月30日公布,高速飞行列车项目的落地将按照最大运行速度1000公里/小时、2000公里/小时、4000公里/小时三步走战略逐步实现。
第一步通过1000公里/小时运输能力建设区域性城际飞行列车交通网,第二步通过2000公里/小时运输能力建设国家超级城市群飞行列车交通网,第三步通过4000公里/小时运输能力建设“一带一路”飞行列车交通网。航天科工还对“高级飞行列车”寄予厚望,最终能成为继航天、高铁、核电之后的“中国新名片”。
然而,这一宏伟蓝图目前还没能给出相应的时间表。
赵勇表示,“这个远景我们可以简单地提一下,这就足够了,但不要花太多精力在这上面。我们要实实在在把1000公里时速的技术先开发出来,在这个基础上积累足够经验。”但赵勇同时表示,“航天科工这个也是非常有意义,是国内第一家在真空管道领域做成联盟的,非常值得鼓励,也可以振奋一下人心。”
但赵勇认为,要实现“高速飞行列车”没有捷径。“这是一个工程问题,首先从实验室、到中试、再到工程阶段,这条规律是必须要这样实实在在去走的。我们现在连实验室的数据还没拿出来,离这个远景还很远。”
2011年,赵勇团队研制出全球首个真空管道高温超导磁浮列车试验系统,该系统轨道直径3米,管道最低压强2000帕,磁浮车采用线性电机驱动。目前,这第一代实验模型已被拆除。2016年1月,赵勇团队完成第二代真空管道高温超导磁浮列车系统的建设,系统首次采用“壁挂”式运行,即将直径6.5m的环形轨道铺设在环形金属壁面上,使磁浮车沿壁面高速行驶。研究团队认为,在结构力学上,第二代系统有效增大了磁浮车沿环线运行时的向心力,并防止磁浮车沿轨道切向脱轨,从而使磁浮车获得更高的运行时速和安全稳定性。
2016年5月,系统完成第一阶段调试,时速达到108公里;2016年10月,系统完成第二阶段调试,时速达到150公里。赵勇对澎湃新闻表示,“目前,我们实验室在高温超导磁浮方面能做到时速160公里,这应该是实验室最高速度了。”实验室系统的难点在于,“场地有限,只能做成环形,环形的小半径离心力很大,做起来非常困难。”
目前,超导磁悬浮领域的时速纪录在日本。日本采用低温超导磁浮技术,载人速度可达时速603公里,这一技术业也已成熟。2014年,日本开工建设世界首条最高时速达505公里的超导磁悬浮高速铁路,预期2027年建成通车。
赵勇提到,“日本的这一时速是在稠密大气中间实现的,如果把稠密大气变成低压管道的话,时速1000公里理论上是可以实现的。”但无论是真空管道,还是高温超导磁浮技术,或者是把这两项结合起来,“国内国外都是空白,还有很多核心技术要开发。”
《速车系统概论》这本书中就对真空管道设计、速车(编著:类似于高速飞行列车)系统转移冷却、速车驱动和导向、速车路线设计、应急救援等方面进行了探讨,但直到目前为止,这些问题均没有成熟方案。赵勇提到,以真空管道为例,这么庞大体积的真空系统的建立和维护,要做到低成本就是一个大难题。
实验室承受不了的高昂造价
除了技术领域的诸多空白,“高速飞行列车”还不得不面对高昂的开发成本。而这,或许是这一项目突然高调公布的原因之一。航天科工此前就提到,“拟通过商业化、市场化模式”来实现这一项目。
赵勇表示,“确实需要资本市场和国家的关注,因为这不仅仅是从技术层面可以推动的,是涉及面很广的一项高技术。截至目前为止,资本市场基本没有介入,国家直接在真空管道方面的投入也基本没有。”
“现在是需要相关机构共同开发这项技术,而不是说这个技术已经成熟了。需要产业部门介入,国家政府要有投入,把前期技术先开发出来,学校里面的东西只能供参考。”赵勇表示。
即使对赵勇团队而言,若想进一步推进实验,也必须获得更多的资金和国家政策支持。在赵勇的设想里,项目必须要从实验室走向户外。“户外实验首先需要场地,起码要1公里或者2公里的管道做前期试验,中试起码要几十公里,日本600公里时速的磁浮线有三十多公里的线,按照这个比例的话,50到100公里的中试线是需要的”。赵勇认为,这些步骤都必不可少,“没有这些试验,你做出来的东西谁敢用?在这上面反复地试,给出安全性的保障,这样才能推广到工程上去。”
而户外建立真空管道磁悬浮模型造价之高并不是一个实验室所能承受。“投入肯定是以亿为单位的,可以类比一下,地铁的造价是每公里6亿元-10亿元,参照这个数字也不是我们实验室可以做的。”
马斯克在2013年发布了一份白皮书,提出“超级高铁”概念,声称旧金山到洛杉矶的超级高铁列车能达到最高时速1200公里,造价为60亿-100亿美元,仅为加州高铁项目的十分之一,这一造价当时就被业内普遍认为太低。
刘本林在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)采访时就提到,“速车系统的造价肯定会比高铁、地铁都要贵,要回避这个问题是不可能的。”
值得一提的是,纵观目前研究真空管道列车的国家来看,只有瑞士曾获得过政府资助。
瑞士由鲁道夫.里斯(R. Nieth)博士在1974年提出地下真空隧道磁悬浮列车的概念,也就是“瑞士地铁”,并在1985年获得瑞士政府的支持,资助了一项最初研究。里斯和他的团队在1999年想瑞士联邦议会提交了一份研究报告,提出具体技术方案。但“瑞士地铁”在1999年后就一直处于停滞状态,瑞士联邦议会更在2005年决定不再推进这个项目。
而美国目前则靠民间融资。“超级高铁”Hyperloop One在2016年10月宣布完成了一笔5000万美元的C轮融资,总融资额达到1.6亿美元。
Hyperloop One成立于2014年,由Uber早期投资者ShervinPishevar、前SpaceX工程师Brogan BamBrogan及Rob Lloyd(Hyperloop One现首席执行官)联合成立。
当地时间8月31日,马斯克在自己的个人Instagram账号上宣布,特斯拉的超级高铁列车时速达到355公里,打破了此前慕尼黑工业大学WARR Hyperloop团队每小时324公里的速度。
然而,“超级高铁”技术的不成熟和需要漫长等待的时间表,已经让外界不断质疑该项目为骗局。美铁公司总裁理查德•安德森(Richard Anderson)在当地时间9月5日就表示,他并不认为,由马斯克提出的超级高铁概念可以在短时间内实现,并超过传统铁路运输。
Lloyd在第二阶段测试后也曾表示,“公司现在的重心是真正和政府以及世界各地的客户进行深入的商业讨论。我们的重心的确在发生转移,不仅仅是科技,而是商业化。”
责任编辑:杨漾澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >>

相关推荐

评论(251)

热新闻

澎湃新闻APP下载

客户端下载

热话题

热门推荐

关于澎湃 在澎湃工作 联系我们 版权声明 澎湃广告 友情链接