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第48集 超级高铁能够实现吗?

第48集 超级高铁能够实现吗? 0:00/0:00
最新发布时间: 2020-02-07   浏览数:
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  目前,高铁已经惠及了千家万户,给人们的出行带来了很大的方便。不过,科学家并没有满足高铁现在的速度,他们一直想让高铁提升到“超级高铁”。那么,“超级高铁”是什么概念? 

  首先,我们先来简单了解一下高铁的历史。 

  高铁,是人们对高速铁路的简称,它指的是那些基础设施设计速度标准高、可供火车在轨道上安全高速行驶的铁路,列车运营速度一般在每小时200千米以上。中国铁路在速度方面上分为三级,分别是时速在250-380千米的高速铁路、时速在160-250千米的快速铁路以及时速在80-160千米的普速铁路。 

  在这里我们需要注意的是,高速铁路并不等同于高速列车,就好比赛道并不等同于赛车。 

  我们刚刚提到的高速铁路是一种铁路系统,而高速列车却是一种车辆类型。高速铁路既可以让普速列车行驶,也可提供给高速列车行驶;同样,高速列车既能在高速铁路上行驶,也能在普速铁路上行驶,只是如果铁路和列车的设计速度不匹配,就会制约列车的运行速度。 

  时速超过200千米以上的高速电力机车在1903年就已经问世,即使是蒸汽机车也早在1938年创下了每小时202千米的高速记录;而世界上第一条真正能让高速列车长期安全稳定运行的铁路系统是在日本出现的,这也是科学界普遍以1964年竣工通车的日本新干线作为高速铁路先河的原因。 

  现如今,我国很多地方都会采用高速列车在高速铁路和快速铁路线上合并运行的模式,比如珠海开往潮汕的高速列车,既经过属于高速铁路的广深港线又经过属于快速铁路的厦深线,甚至还经过运营速度仅在每小时200千米以内的广珠城际铁路线。所以说,高速铁路和高速列车并不是一回事,千万不能混为一谈。 

  了解完高铁,我们回到节目刚开始的那个问题上,什么是超级高铁? 

  其实,超级高铁又被称为“胶囊高铁”,也就是把外形很像胶囊的列车装载在接近真空的管道中,据说理想状态下可以达到接近音速的速度。这是美国“科技狂人”、特斯拉电动汽车创始人埃隆·马斯克2013年提出有可能改变未来交通格局的设想,他表示这项技术可以让乘客在30分钟内从洛杉矶到达旧金山,而仅仅花费飞机出行一半的时间。 

  然而当时不少人对这项技术的实现表示质疑,那么,经过这些年的发展,超级高铁是切实可行的科学还是一场只存在于理论上的实验呢? 

  事实上,备受瞩目的超级高铁并非完全是新鲜前沿的事物。早在200年前,英国发明家乔治·梅德赫斯特就提出了利用真空管道输送列车的想法;另外,在1864年的夏末,任何在伦敦水晶宫公园东侧游玩的人都可以买到一张六便士的火车票,但人们乘坐的并不是普通铁路,而是由英国工程师托马斯·拉梅尔设计的水晶宫气动铁路。整个设计由一节紧密装载在隧道内的车厢组成,当一个巨大的风扇被打开时,车厢就会从隧道的一端被吸到另一端,平均时速大约为40千米。拉梅尔的气动铁路是试验性的,它只运行了两个月。 

  一个半世纪过后,特斯拉电动汽车美国太空探索技术公司背后的创始人、亿万富翁马斯克把当年技术方面的问题进一步解决,提出超级高铁的概念,它的引人注目之处,不仅在于速度上有了很大的提升,而且置身于管道内的设计会减少天气环境的影响而更为安全,还有它所消耗的能源也会更加清洁和环保。 

  这个超级高铁听起来好到令人难以置信,以至于许多批评人士都认为,这完全是不切实际的、不安全的,以及出于各种各样的原因是无法实现的。但在之后的四年里,至少有三家关于超级高铁的初创企业成立,数十位学者和行业专家加入他们的团队。他们希望改变公共交通的格局,重建更好的社会环境。 

  马斯克提出“超级高铁”的几个月后,一位德国企业家德克·阿伯恩在美国成立了超级高铁运输技术公司,但他们从2016年才开始建设一个长达8千米的示范轨道,并表示距离超级高铁的商业运作至少还需要十年时间;紧随其后的是伊朗裔美国企业家谢尔文·彼西弗,他曾说服了马斯克在第一时间发布了超级高铁的设想,相比与阿伯恩,彼西弗取得了更大的进展,2016年5月,彼西弗的公司在美国拉斯维加斯北部进行了推进系统的首次户外测试;而在一年后,该公司对其设计的超级高铁进行了全系统的测试,这在世界上也是第一次。 

  2015年,第三家加拿大公司也加入了这个市场。与其他竞争对手不同的是,相比于计划开发出整个系统,他们更专注于开发出速度更快的旅客舱,它的创始人赖安·詹曾经表示,他们会借鉴铁路、航空航天、太空和建筑领域中的专业知识,建造一艘外形像飞机的宇宙飞船,并像火车一样运转。他们预计到2020年交付出“商业上可行的产品”,并在考虑到地理和现有基础设施的情况下,开发出能够在各个城市之间设计最佳路线的算法。 

  这些全球的技术英才都在为超级高铁的实现而摩拳擦掌,殚精竭虑。但是,切实可行的进展还是相对较慢的,这也就不难理解为什么总有人抨击这项技术只是纸上谈兵的幻想而已了。那么,质疑超级高铁的人主要针对哪些方面的问题呢? 

  首先是速度方面。超级高铁号称能达到每小时1200千米以上的速度,但是目前的测试结果并不理想。2017年8月初,彼西弗的公司成功进行了搭载乘客舱的测试,速度达到了每小时309千米,这样的速度比起目前最快的高铁还要稍逊一筹。当然,他们还在想办法提速,接下来可能是每小时500千米,再逐渐接近他们的预设目标。 

  实际上,研究超级高铁的并不是只有美国,中国的科学家也在蓄势待发。2017年8月,在商业航天高峰论坛上,我国航天科工集团宣布即将开始研制时速1000千米的“高速飞行列车”,后续还会把速度提升到每小时2000千米甚至是4000千米。 

  其次,成本也是超级高铁不得不考虑的重要问题。超级高铁的支持者预想的是,真空管道的造价要比高速铁路的建造便宜。但许多工程师对此持怀疑态度,因为主要基础设施项目经常出现成本超支的情况,而成本超支很可能就会失去政府支持,导致半途而废。 

  20世纪80年代初,瑞士的研究人员计划建立地下隧道网络来连接瑞士主要城市,称为“瑞士地铁”。该系统会使用磁悬浮列车,通过减少空气压力达到每小时450千米的速度。这项计划最初也得到联邦政府的支持,而且随后在国家和私营部门的支持下进行了更为实质性的研究分析。但过了几年后,政府的兴趣明显减弱,认为该系统在经济上不可行。 

  虽然超级高铁不一定会遭受相同的命运,但是也不要低估经济支出的挑战。如果超级高铁的建造成本不能很好地控制在民众能接受的范围内,那么就算它能达到再高的速度、具有再好的性能,也很难进一步进行商业化的推广。 

  最后是安全方面。真空管是实现高速的基础但也存在安全的隐患。一旦管道出现问题,在真空环境里人们基本没有生还的可能。另外,在长距离上真空管的完整性也是个问题,当管道必须分叉到不同的路线时,乘客可能不得不在弯道上忍受很强的重力加速度,这意味人们可能都很难在旅途中进行工作、吃饭和走动等活动。还有,超级高铁的系统可能会很容易受到停电、噪音以及自然灾害等一切事物的影响。 

  当然,尽管我们总能听到批评声,但是对于未来,我们需要更加大胆的想法,如果一味墨守成规,而去忽略超级高铁这类可能会给我们的生活带来变革的事物,其实也是一种懒惰的行为。超级高铁的未来,仍然值得我们拭目以待。 

  好的,今天的非常科学到这里就要告一段落了。如果您想要了解更多的科普信息,可以搜索微信公众号“feichangkexue”来关注我们,或者通过新浪官方微博“经济之声非常科学”与我们节目组进行互动。主持人亚楠代表编辑制作感谢大家的收听,并诚邀您明天同一时间继续与我们相约《非常科学》。 


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