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超级高铁Hyperloop推进系统首测成功,然而路还很远

最近,在美国内华达洲北部的干燥沙漠中,最初由马斯克提出的超级高铁项目 Hyperloop One 测试了其直线感应推进系统,1.9 秒加速至 640km/h,之后原型车一头扎进轨道末端的沙堆中,减速至静止,测试成功结束。Hyperloop 下一阶段的测试将继续在此地进行,速度也将大大高于本次测试。

本次测试的是其直线感应推进系统,本次测试的加速度达到了 2.4G,极限速度也达到了 640km/h。但这离该系统本身的设想还有些距离。2013年,Elon Musk 提出了真空管道输运系统的概念,并将其命名为 Hyperloop。其原理很简单,对管道抽取真空,用磁悬浮技术将输运舱悬浮,输运舱尾部有涡轮提供动力。由于列车前进的阻力非常小,所以很小的动力就能使列车获得极大速度,理论上可以超过 1000km/h。

超级高铁Hyperloop推进系统首测成功,然而路还很远

虽然首次测试让很多人兴奋,但本次测试的并非制约超级高铁的核心技术。磁悬浮状态下,比较合适的动力系统就是直线感应推进技术,该技术很早就有,广州地铁 4号线采用的就是直线电机,只不过实际应用载人时,加速度比本次测试低的多。除了推进技术,磁悬浮技术本身也很早就有很多研究,上海机场线也有磁悬浮在投入运营,长沙中低速磁浮快线最近也已经投入试运营

技术上更难的是维持管道真空。管道内气压约低,要继续降低管道内气压需要耗费的能量越高,同时,管道壁承受的来自气压差导致的压力也越大,对材料和工艺的要求也更高。我国一直在研究该技术的西南大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室的进展是,将管道真空的极限压强降到了 1335 帕(一个大气压等于 101325 帕)——相当于抽掉了管道中 99%的空气,在常压下将磁浮实验车最高平均速度达到了每小时 82.5km。西南交大也建成了全球首个建成真空管道超高速磁悬浮列车原型测试平台。

超级高铁Hyperloop推进系统首测成功,然而路还很远

当然,超级高铁项目的技术团队可能比西南交大要华丽(这也说不定),资金要比西南交大更雄厚,加之采用商业化运作,技术上取得突破也不是没有可能,但至少目前的直线感应推进测试成功只是开了个很小的头。

除了载人需要长期的可靠性测试,真正制约超级高铁投入实际应用的,是投入产出问题。维持管道真空和磁悬浮本身技术成本就很高,高架桥土建及在城市间的建设带来的拆迁成本也不低,长沙中低速磁悬浮并未经过重要市区,平均每公里综合造价在 3 亿元左右,作为对比的时速 350km 的高铁平均造价每公里 1 亿元左右。一条百公里的线路,总投资数百亿元,主要都是贷款,年运营收入除去贷款利息,不剩多少钱可以还本金。

超级高铁Hyperloop推进系统首测成功,然而路还很远

上海的磁悬浮线路处于常年亏损,建设成本更高的地铁的盈利更是世界性难题,超级高铁采用的胶囊式运输方式能否提高收益,降低成本,恐怕只有建成才知道,目前只是万里长征一小步,我们静静期待。

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