比音速还快！马斯克力主的超级高铁或成飞机“终结者”
2016-07-01 09:42:41 作者： 来源：中国企业家杂志 浏览次数：0 网友评论 0 条
在马斯克设想中，超级高铁靠太阳能驱动，在真空全密闭悬浮管道中全速前进，时速近乎音速（约1200公里/小时），马斯克的预计可达时速近800英里（约1287公里）。也就是从上海到南京，只需15分钟。
中华PE:
闭上眼睛想象一下，2022年你在北京，乘坐Hyperloop（超级高铁）一小时后，可到距北京1262公里的上海；而此刻2016年，你在北京四环，一个小时后，还被堵在四环；假设选择现今最高效的飞机，在梅雨季节“起飞如同取经”，你会常听到，“我们抱歉的通知您，您乘坐的CA1368航班，由于天气原因，现不能起飞，起飞时间待定”，而5小时后，您居然还能听到此句话……
不过时代总是给人惊喜。不久将来，就有一种快速、稳定且票价合理的“超级交通工具”即将诞生。而这种工具时速比飞机快30%－50%，且行驶不受天气影响。换句话说，还有可能是飞机的“终结者”。
这个想法源自美国“科技狂人”，他坚决反对美国交通部，投资680亿美金建设高铁项目，并认为这是中国玩剩的。这个炫酷屌炸天的男人就是SpaceX、特斯拉创始人埃隆•马斯克（Elon Musk）。
2013年，他自行拍脑门提出“超级高铁计划”（Hyperloop Alpha），并把“超级高铁”称作是继飞机、火车、汽车和船只之后的“第五代”交通方式。
“超级高铁计划”一出，马上出现了反对声和赞扬声。反对者认为，投资市场回报率、安全、技术落地等都有风险；赞扬者却认为，这是改变世界的伟大设计。其中美国交通部长福克斯就认为这是个“非常坚固的创意”，并认为这是美国政府“有责任”给予支持的创意。
不过，马斯克提出此想法后，并未马上行动，而是把自己58页设计草案对外公布。公布后，马上吸引到两家公司（Hyperloop One和Hyperloop Transportation Technologies）入场，打算干一场改变世界的计划。
此项目准备了3年后，2016年5月11日，Hyperloop One成功进行首次户外测试。其实原本Hyperloop One叫Hyperloop Technologies，就在测试前夕改名为Hyperloop One，试图与竞争对手Hyperloop Transportation Technologies（以下简称HTT）划清界限。
刚获得8000万美元融资的Hyperloop One对外宣布，若顺利，预计“超级高铁”于2019年运输货物，2021年运载乘客。
而HTT也宣布，将在超级高铁中使用美国劳伦斯利福摩尔国家实验室开发的被动磁悬浮系统。这一系统路轨上只需铺设磁石，无需接通电源，可省大笔制造、运营费用。不过，大部分来自前美国航天局、波音公司等著名研发机构和科技企业专家的HTT，并没有大部分来自谷歌一线工程师们的Hyperloop One效率高，截至目前，HTT研发产品都尚未进入公开测试阶段。
「超级高铁到底有多快？」
在马斯克设想中，超级高铁靠太阳能驱动，在真空全密闭悬浮管道中全速前进，时速近乎音速（约1200公里/小时），马斯克的预计可达时速近800英里（约1287公里）。也就是从上海到南京，只需15分钟。
时速800英里什么概念？商业航空飞机平均时速为575英里，上海磁悬浮列车最高时速为311英里，协和式超音速飞机最高时速1350英里。若价格合理，超铁可能代替其它交通工具。
影响交通工具速度的原因之一在于空气体量。上海磁悬浮列车无地面阻力，为何不如飞机快？根本原因之一在于空气阻力，悬浮列车时速400公里时，空气阻力就已超90%，更不用提有地面摩擦阻力的交通工具。
而飞机飞的越高，空气越稀薄，当然阻力就越小。当交通工具面对1个大气压，运营速度极限是400公里；在4000-6000米高空，有0.5个大气压，经济时速在400公里—800公里之间；在10000米高空，只有0.2个大气压，经济时速在800公里—1000公里；在15000米高空，只有0.05个大气压，超高速飞机在这里畅行，经济时速可以达到2000公里。
可以说，仿照飞机飞行环境就是超级高铁的关键。只要模拟0.1个大气压，理论时速可达1000公里到2000公里。这也就是Hyperloop one的管道空气饱有量不足1%的原因。
「你将乘坐的超级高铁性价比如何？」
Hyperloop one创始人彼鲍伯•格瑞斯塔介绍，“胶囊列车一改普通列车的高成本弊端，它的建造成本只是传统火车的1/8，其实，胶囊列车的技术优势并没有人们想象的那样高精尖，此前，它的技术已经运用在了过山车等游戏设备当中，原理就是营造良好的真空和磁场环境，减少列车摩擦力，让胶囊列车能够实现平稳高速的运行。”
Hyperloop one对手HTT的“被动磁悬浮”技术，不需要高铁沿途建跟踪发电站，即使发生电力故障，也能继续悬浮于地面，从而降低成本，增强安全度。
无论是Hyperloop one还是HTT，都采用环保太阳能供电面板，且该系统还有存电能力，在不使用电池板的情况下，能够行驶1周左右。
比音速还快！马斯克力主的超级高铁或成飞机“终结者”
对于交通投资回报率，美国投资人对此恨多爱少。高铁交通基建全球平均收回成本在20年左右，大多数国家，对于交通建设是政府举债或PPP（政企合作）方式。很多人口稀少地域，修建交通几乎都是造福百姓，很难直接从交通基建中收回成本。
好在超级高铁基建成本低于传统高铁。马斯克给出计算，从洛杉矶到旧金山，运载乘客的超级高铁投资总价不超60亿美元，既能客运又能货运的超级高铁不超过75亿美元。若费用不追加，此费用远低于高铁基建费用。而马斯克口中鄙视的加州高铁，总投资预计680亿美元，是超级高铁的10倍不止。
投资低票价也相对可控。预计对于距离不超过1500公里，单程票价可控在每张20美元。由于中国客流量大，北京到上海的票价也不会过高。
为了增加超铁的舒适度，Hyperloop one称，“高速状态下，乘客没法看清窗外风景（全封闭），为解决此问题，Hyperloop one将启动VR技术，将列车窗户改造成清晰真实的电视屏幕，乘客可透过屏幕看到诸如海底世界此类美景，这是一个非常棒的体验。”
「政府、安全舒适度、客流量是落地考验」
“技术上都没大障碍，钱也不是问题，现最重要是取得管制方批准，毕竟这是全新没有出现过的交通工具，我们正在和欧洲管制部门谈判。”HTT CEO德科•阿赫伯恩说，“取得政府的批准，是HTT落地关键点。”
除了攻破政府这一关卡外，乘客最担心是舒适及安全度。理论上，超铁不违背任何现有原理，但事实上，专家们也担心，急转弯离心速过快时，脱轨也在理论中。
工程师们给出建议，避免弯道及弯道减速前进。但在任何高速前进交通工具中，任何速度的变换，都会使人眩晕恶心感到不适。
NASA Ames 研究中心的心理学家 Lee Stone给出解释是，“任何以每小时50英里急转弯的司机都知道，此时自己会被离心力甩向座椅的一边”。
这种加速离心力到底给人们带来哪些痛楚？NASA 阿姆斯研究中心曾经做过压力测试，测试人类身体到底如何对火箭发射时产生的高加速做出反应，测试结果是被训练过的宇航员可承受4倍的G压力（G是地球表面附近的物体因受重力产生的加速度），从外太空返回的宇航员身体瞬间可承受9G，而普通人只能承受2倍左右的G.压力。
Stone 认为，通常加速度不会对人体造成伤害，但一旦高于4-5G的加速度，情况就相当有挑战性。
减轻这种加速度，调整背部靠椅很重要，这也是为什么飞机起飞时，空中人员叮嘱要保持好背后靠椅的位置。这可让重力加速度力度从心脏转移到背部，从而减轻乘客心脏压力。
这也是超铁公司为何将座椅调整角度的原因。
超铁最怕的就是紧急制动。HTT 推出了反向推进器（reverse thruster）来减速，但是，突然停下来的后果，会比时速 70 英里车祸严重十倍。
在“胶囊列车”里就得和wifi说再见。即使今后科技带给了“胶囊”有无限网络的可能，无线通讯的速度也很难驾驭的了声速的超铁。
「中国超铁能否抵御美国超铁？」
首先，从大环境说，美国三亿人口，中国内地十三亿人口，超铁需求量一见分晓。人口导致中国有巨大铁路运输需求，而这些基数是美国短时间内甚至完全改变不了的事实。需求量不足，就很难项目产业化，即使超铁如同他们的创始人所说，成本不高，但投资相对于交通已经在航空、汽车、船运很发达的美国，超铁也成为不是迫切需求的社会痛点。
事实上，中国的确是孕育超铁的润土。每逢春运、节假日、学生开学，都牵动着上亿人口的“迁徙”，而这“迁徙”量就可达美国人口总量。同类可比，日本、法国、德国高铁技术都为世界级，但过去数十年，有些成本都没有收回，根本原因就是市场太小，好的技术等同于空中楼阁。
其次，至于技术，我国早在2005年就开始探究真空管道的“磁悬浮列车项目”。2014年，西南交通大学就搭建了全球首个真空管道超高速磁悬浮列车原型试验平台。
西南交通大学物理科学与技术学院院长赵勇曾经向媒体说，“未来飞机终会被替代”。
“首先我们考虑的是飞机使用化石能源，增加碳排放，而且现在不提倡使用化石能源，所以飞机终将被替代。”赵勇向媒体讲述。
就安全性而言，赵勇认为，飞机一旦坠毁几乎没有生还可能，比较而言，超级高铁始终在地面或地下行驶，即便发生泄漏，乘客也可以使用与飞机上一样的氧气面罩。“而且，在地面上不论救援还是事故处理都比飞机办法多” 。
中国造的“超级高铁”，被西南交大命名为“高温超导磁悬浮”。高温大大降低了液氦成本，这种“高温”零下196摄氏度的液氮是零下269摄氏度的液氦价格的1/50，空气中超70%都是氮，很好获取。稳定悬浮技术也比HTT悬浮技术更加优化：HTT的悬浮技术没有速度时，就会落入轨道，而低温超导磁悬浮，即使车列静止时也能悬浮空中。
其实，超级高铁，无论中国赢，还是美国赢，都造福于人类。世界也唯独偏爱那些“想象狂人”，也正因为这些“疯子般”的设想，让这个世界变得越来越高速，所以感恩每个时代的偏执狂们让这个世界变得更美好。
已有
