超级高铁“超级”吗？——访北京交通大学教授贾利民
2017-08-10
当地时间8月2日，美国超级高铁公司HyperloopOne在其官网上宣布，该公司于7月29日在美国内华达沙漠完成了对超级高铁(又称胶囊高铁)的第二次测试，测试时速达192英里，即310公里。这也是迄今为止，超级高铁行驶达到的最快速度。该公司表示，接下来的目标是在可控测试环境中达到时速402公里，而将来正式运营后最高时速可能达到805公里。另一家研发超级高铁的美国公司——超级高铁交通技术公司曾宣称，超级高铁的理想时速甚至可以达到1200公里。这次的测试并非超级高铁第一跑，今年5月，HyperloopOne完成了首次真空测试。
短短两个月，超级高铁便由时速113公里提升为310公里，面对如此迅猛的发展和建成后超乎我们想象的速度，同时也为了对超级高铁有一个更为客观、科学的认识，近日，记者就此话题采访了“十三五”国家重点研发计划先进轨道交通重点专项总体专家组组长、北京交通大学教授贾利民。
理论与技术并不新鲜
“目前在各种媒体上、甚至一些行业管理者嘴上说得很热闹的美国超级高铁，严格意义上来说，是美国个别公司，采用众筹获取资金进行研发的一种可以产生位移的装置。无论是理论上还是技术上，它都没有体现出革命性的创新，最多是一种极具挑战性的、面向实现超高速位移目的的系统集成方案。”贾利民开门见山。
他在介绍超级高铁的同时，为记者补上了一堂磁悬浮和直线电机驱动技术的历史课。超级高铁的技术内核可以追溯到19世纪后期，人们发现电磁效应，麦克斯韦系统地建立电磁场理论，而后电磁效应得到了一定程度的应用。人们发现同极相斥、异极相吸、变化的磁场能够产生电尝变化的电场能够产生磁场，也就有了利用人造电磁场使物体达到相斥或相吸的目的，并利用电磁场使物体间产生空隙，消除机械摩擦；利用相斥机理产生推力，从而产生直线电机驱动模式。磁悬浮交通系统便是运用这个原理。现在所谓超级高铁的架构设想早在19世纪末就提出了，因此，从机理和技术理念上来说，“超级高铁并不新鲜”。
技术上，超级高铁是对现有相关成熟技术提出的一种集成方案，形成使物体发生位移的新模式。靠吸力或者排斥力产生悬浮，这两种悬浮模式均已被应用于不同的磁浮位移系统（包括磁浮交通系统）中。而直线电机驱动也早已是成熟的技术。“物体在快速运行中会受到空气阻力，美国公司为超级高铁构造了一个封闭空间，抽尽空气，从而消除空气阻力，并没有奇思妙想之处。”贾利民从理论与技术的角度，揭开了超级高铁的神秘面纱。
距离真正的运输系统还很遥远
值得注意的是，超级高铁时速310公里测试，是在直线管道中完成，这比在开放空间中更容易完成。“在真空环境下，按照当前技术的可能性，以超级高铁的理想速度发生位移，是可能的。但这并不代表它可以成为运输系统的一部分。”贾利民解释道。
交通运输系统的使命是位移，具有位移功能的系统要成为交通运输系统需要三个前提，即安全有保障、经济上合理（位移成本可接受）、系统技术经过验证并且具有足够高的成熟度。超级高铁的经济性目前还没有一个公开的、确切的说法，但从它所需要的真空环境保持、驱动和制动、管道平顺度保持、应急处置相关的技术和系统设备等方面看，单位运输能力造价必然不菲。最关键的，超级高铁的安全保障没有充分的技术依据，美国相关公司在安全方面没有提出任何可行的方案。高速行驶在真空封闭的环境中，任何差漏带来的危险不亚于万米之上失控的飞机。
“长时间保持真空环境、高速运行时确保刹车无误、拥有有效的应急处置措施以避免人员和财物的损伤、加速和减速过程符合人的生理耐受力等……种种问题都需要超级高铁一一给出可行合理的解答。目前美国还没有国家部门或公共机构有组织地参与到超级高铁的研发中来，资金或成为它继续发展的最大难题，而资金问题的根源在于没有充分的技术和经济依据证明它是一种可行的交通运输系统。”贾利民分析指出，超级高铁目前只能称为一种完成位移的装置，日后是否能成为交通运输系统还有待探索与考量。
我国将重点研发时速600公里磁悬浮运输系统
由于诸多问题还未有解决方案，超级高铁作为交通运输工具的价值还没有被证实，因此它距离成为成熟的交通运输工具还有很远的路要走。但磁悬浮和直线电机驱动技术的应用前景，无论是在我国还是在国际上都十分乐观。
磁悬浮技术中，日本对低温超导磁浮交通系统已经有了比较系统的研究与应用，正在进行工程化建设。“我国西南交通大学也正在研究用磁悬浮技术使列车以超级高速行驶的相关理论、技术。他们采用了新的技术——高温超导，利用高温超导所产生的自然排斥力，形成间隙和自然导向功能，对悬浮列车起到悬浮和导向作用，这些工作仍处于验证原理的阶段。我们目前的研究，距离工程化和实用化，还有很长的路要走，我国交通行业应该对这些探索研究给予必要支持。”贾利民说。
“十三五”时期，我国交通领域科技创新规划也部署了超高速导向运输系统技术的研究任务。此外，还将重点研发时速600公里的磁悬浮运输系统，满足点对点、大容量、高速旅客运输需求，为我国和世界高速导向运输系统增加轮轨高速运输系统之外新的、有意义的选项。
“只要是让运输过程更安全、更有效率、人们生活更便利的研究，就是有意义的。如果超级高铁今后的技术可以把现有原理科学地、安全地、经济地实现，那我们何不乐见其成呢？”贾利民总结道，“只是我们现在需要客观地认识到，超级高铁还远没有达到颠覆现有运输系统的程度。我国的交通运输系统有许多现实的技术问题要解决，已经明确的科技创新任务繁重，没有必要凑热闹！雾里看花，闻‘洋风’起舞，是中国交通科技从业者应该戒除的。”
