中國時速4000公里超級高鐵進行時：底層技術(shù)已成熟 這是一場世界范圍內(nèi)的競爭

• 2017年9月4日 GuoMeng來源：經(jīng)濟觀察報 320 13
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8月30日，中國中央所屬的國有航天軍工企業(yè)航天科工表示目前正在研究論證一項“高速飛行列車”項目，這一結(jié)合磁懸浮技術(shù)、超聲速飛行技術(shù)以及真空管道技術(shù)的綜合軌道項目方案即將按照三個時速目標分步完成：1000公里、2000公里以及4000公里。

中國時速4000公里超級高鐵進行時：底層技術(shù)已成熟 ?這是一場世界范圍內(nèi)的競爭

繼高鐵之后，中國又拋出了一項龐大的軌道交通研制計劃。

8月30日，中國中央所屬的國有航天軍工企業(yè)航天科工表示目前正在研究論證一項“高速飛行列車”項目，這一結(jié)合磁懸浮技術(shù)、超聲速飛行技術(shù)以及真空管道技術(shù)的綜合軌道項目方案即將按照三個時速目標分步完成：1000公里、2000公里以及4000公里。

該項目技術(shù)負責人毛凱對經(jīng)濟觀察報表示，目前這一項目的初步方案已經(jīng)完成。經(jīng)濟觀察報從相關(guān)人士處獲悉，該方案是由多個機構(gòu)共同協(xié)作完成，其中涉及磁懸浮部分的內(nèi)容是由一所高校完成的。

這 并非中國唯一的高速列車計劃。中國最大的軌道列車生產(chǎn)商中國中車在2016年也啟動了一項時速600公里的磁懸浮列車的研制，此外，中鐵建也成立了一家專 業(yè)化磁懸浮公司。經(jīng)濟觀察報從中國中車相關(guān)人士處獲悉，中國中車正在醞釀一個“升級版”的磁懸浮項目，該項目將會在今年9月披露，新的項目會更快、更輕同 時也會更節(jié)能。

中國對于陸地交通速度的追求正在變得越加強烈，特別是在此前備受關(guān)注的高鐵項目獲得巨大成功后——目前中國運營的高鐵里程已經(jīng)超過2.2萬公里，這張越加密集的高鐵網(wǎng)絡(luò)同時也是一項世界級的龐大基建工程。

西南交通大學超導(dǎo)與新能源研究開發(fā)中心教授趙勇對經(jīng)濟觀察報表示，中國在“超級高鐵”研發(fā)方面具有一定優(yōu)勢，其中一部分優(yōu)勢來源于高鐵研發(fā)和建設(shè)中所積累的技術(shù)經(jīng)驗以及工程、運營經(jīng)驗。趙勇所帶領(lǐng)的團隊在2011年以前就開始涉及真空管道磁懸浮列車的研發(fā)。

“超級高鐵”何時能夠落地?

目前還尚無答案，“高速飛行列車”項目技術(shù)負責人毛凱對經(jīng)濟觀察報表示，高速飛行列車是一個龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)，出于科學的謹慎態(tài)度，因此在目前的階段，很難向公眾提供一個時間表。

趙勇對經(jīng)濟觀察報表示，“超級高鐵”何時能夠落地并不僅僅是技術(shù)決定的，它取決于技術(shù)和市場需求兩個層面?！艾F(xiàn)有的一些底層技術(shù)已經(jīng)比較成熟了，如果不計成本，政府、企業(yè)、科研機構(gòu)能夠緊密合作，1000公里時速的列車的落地可以以‘年’為周期來期待。”趙勇說。

超級高鐵難點在哪?

在上世紀的科普論著中，利用真空管道實現(xiàn)極速運輸系統(tǒng)，就已經(jīng)是時常被提及的理念。

它的基本理念是通過一個真空管道減少空氣的阻力，同時通過磁懸浮技術(shù)減少軌道的摩擦力，從而實現(xiàn)速度的突破。這一系統(tǒng)的核心理念是減少空氣阻力和軌道摩擦力，這也是目前超高速鐵路在全球范圍內(nèi)得到較多認同的技術(shù)理念。

趙勇對經(jīng)濟觀察報表示，目前傳統(tǒng)高鐵的時速已經(jīng)接近極限的400-500公里。單一的磁懸浮技術(shù)速度目前的速度也在600公里左右。如果想要突破這一速度限制，最核心是要減少空氣的阻力和軌道的摩擦力。

整個超級高鐵系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)原理由兩大部分組成，一部分是真空管道技術(shù)，一部分是磁懸浮技術(shù)，趙勇對經(jīng)濟觀察報表示，這兩部分技術(shù)目前已經(jīng)有了一些比較成熟的研究?！爱斎?，如果從整個系統(tǒng)來看，要攻克的難點還有很多?！壁w勇說。

其 中的技術(shù)難點主要集中在三個方面。首先是真空管道的低成本建設(shè)，目前對于不同方案對于真空管道建設(shè)的理念有所不同。比如美國較多采用鋼結(jié)構(gòu)，而趙勇在其和 劉本林的論著中提出了一種“承載-密封”分置的管道建設(shè)方案，其中管道結(jié)構(gòu)用混凝土搭建，密封功能則由塑料或橡膠等方式實現(xiàn)。但無論如何，最大的難點還在 于如何以低成本實現(xiàn)、維持一個大體積的低真空空間。

剩余的兩個難點來自于動力系統(tǒng)和磁懸浮技術(shù)。趙勇對經(jīng)濟觀察報表示，‘超級高鐵’需要采用直線牽引技術(shù)，但目前這一技術(shù)的功效尚不能滿足‘超級高鐵’的動力需要，有待進一步改進。其次，目前的磁懸浮技術(shù)對于‘超級高鐵’而言，也不夠穩(wěn)定?！?/p>

高速飛行列車怎么造?

這是一套異常龐大、復(fù)雜、充滿了技術(shù)難點的系統(tǒng)，其中的一些技術(shù)難點截至目前還尚未形成突破性進展。

毛 凱介紹，航天科工已經(jīng)成立了專門的團隊來進行“高速飛行列車”的研制，目前團隊正在開展多項關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，比如超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)，還不能完全滿足項目需求， 需要進一步提升其能力。毛凱表示，在真空技術(shù)上，中國通過載人航天工程等已取得一定的積累，但這么長的真空管道還沒有人做過，在制造工藝、技術(shù)上存在挑 戰(zhàn)。

根據(jù)毛凱介紹，按照基本原理，只需要推、阻之間形成正向的力，就能讓列車持續(xù)加速，因此并不需要絕對真空，否則會使工程難度、成本大大增加。

為了應(yīng)對高難度的技術(shù)研發(fā)。此次航天科工已聯(lián)合國內(nèi)外20多家科研機構(gòu)，成立了國內(nèi)首個國際性高速飛行列車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。

經(jīng)濟觀察報獲悉，在已經(jīng)確定的聯(lián)盟伙伴外，還有一些機構(gòu)正在接洽之中。

毛凱對經(jīng)濟觀察報表示，由于技術(shù)難度高，高速飛行列車項目研發(fā)將會是一個開放式的?！白鲞@件事，我們只能去博采眾長，不能閉門造車?！泵珓P說。

根據(jù)海外的一些研發(fā)案例，這項技術(shù)研發(fā)需要大量的成本投入。毛凱對經(jīng)濟觀察報表示，高速飛行列車項目的研發(fā)資金將會是多方共同支持，同時隨著產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展和技術(shù)的發(fā)展，超高速列車的成本會逐漸降低。

對于建成后的運營成本問題，毛凱表示，交通工具時效以及位能耗的不同，肯定會有價格差異，比如從北京到武漢用10個小時和用一個小時的票價肯定會有差異?！叭绻?個小時能到，即便票價貴500元、1000元，需要的人也會覺得合算?！泵珓P對經(jīng)濟觀察報表示。

“搶灘”競爭

這是一場世界范圍內(nèi)的競爭，美國、英國均曾經(jīng)披露過有籌建“超級高鐵”的計劃，但最主要的競爭對手還是來自于美國。

2013 年，美國SpaceX的CEO馬斯克曾經(jīng)用了一篇長達58頁的開源論文《Hyperloop　Alpha》論述“超級高鐵”的技術(shù)猜想。在馬斯克的猜想 中，列車運行的管道并非完全真空的狀態(tài)，而是保留一定量的空氣，在行駛過程中，這些空氣被壓縮后會幫助托舉列車懸浮行駛。

但是，在最終Hyperloop　One公司(該公司與馬斯克并無直接關(guān)聯(lián)，是嘗試實現(xiàn)馬斯克“超級高鐵”設(shè)想的一家公司)的數(shù)次實驗中，采用的仍然是目前較多認可的“磁懸浮+低真空”模式。

Hyperloop 　One公司也是在超級高鐵領(lǐng)域具有一定知名度的公司，目前已經(jīng)累計獲得了1.6億美元的融資金額。同時，該公司計劃在迪拜落地一個Hyperloop　 One系統(tǒng)。盡管如此，目前Hyperloop　One系統(tǒng)的測試還在第二階段——在今年7月份的一次測試中，Hyperloop　One公司宣稱測試車 的最高時速達到了192英里(310公里)。

“與其他海外公司相比，在大型工程和研發(fā)方面具有經(jīng)驗是中國的優(yōu)勢之一?！币晃粎⑴c超級高鐵項目的相關(guān)人士對經(jīng)濟觀察報表示。

從2008年首輛國產(chǎn)化CRH3高速動車組在唐山下線開始，中國拉開了人類基建史上一場浩大的基建工程，在不到10年的時間中，數(shù)萬億資金支撐了一個龐大高鐵網(wǎng)絡(luò)的組建——這張網(wǎng)絡(luò)中包裹了超過2.2萬公里里程的高鐵線路以及每年數(shù)千輛在工廠中被制造完成的動車組列車。

“這些都給超級高鐵的研發(fā)積累了經(jīng)驗，比如高鐵的一些耦合系統(tǒng)對于超級高鐵也有借鑒意義;高鐵建設(shè)中橋梁、隧道等工程技術(shù)取得的突破也很寶貴?！壁w勇對經(jīng)濟觀察報表示。

值得注意的是，此次進行“高速飛行列車”研發(fā)的牽頭機構(gòu)是航天科工，這是一家航天領(lǐng)域的軍工企業(yè)。自2015年以來，“軍民融合”就不斷的被中國政策制定者所強調(diào)。

在毛凱看來，航天科工在技術(shù)方面的優(yōu)勢適合這一項目的研究和推進?！笆紫仁呛教炜乒さ募夹g(shù)工程能力，其次是超音速飛行的設(shè)計能力，第三個是仿真、建模和大系統(tǒng)的實驗?zāi)芰?。同時，國家也在不斷強調(diào)和倡導(dǎo)軍民融合和技術(shù)轉(zhuǎn)化?！泵珓P對經(jīng)濟觀察報表示。

此次航天科工發(fā)布的“高速飛行列車”，引起了社會的極大關(guān)注。對此，毛凱表示希望能夠給研發(fā)人員一個寬容的環(huán)境，讓他們一步一步去把這個科研項目完成。

“希望大家拭目以待，等下一步消息吧。”毛凱對經(jīng)濟觀察報表示。

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