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Elon Musk于2013年首次提出了Hyperloop超級高鐵的計劃,他設想以太陽能為燃料,乘客坐在類似膠囊的“車廂”里,沿著空氣軌道在一個封閉的管道中發射出去,速度是飛機的兩倍,大約達到每小時1200公里。而一周前,超級高鐵在內華達沙漠完成了首次成功測試,它開始走出第一步,向世人證明:它也許并不是癡人說夢。對于新型交通科技行業來說,是一個巨大的新聞,足以顛覆我們運輸人力和商品的認知方式。但是盡管超級高鐵看起來牛逼哄哄,但做起來是否牛逼哄哄,我們還不得而知。不過超級高鐵要真的變成可以觸摸的現實,首先要解決下面的問題。

硅谷和白宮的隔閡
超級高鐵的噱頭反應了硅谷和政府監管機構的隔閡。在硅谷,人們對超級高鐵趨之若鶩;但是在政府機構看來,超級高鐵并不是人們心中的福音。
如果你詢問城市規劃師、交通從業者、警察、社區積極分子或任何為城市發展獻出自己一份力的人,你會得出一個結論:我們誠然面臨很多城市病,但是造成城市病的,并不是因為我們缺乏新科技。如果超級高鐵已經在美國普及,那么它要解決的第一個問題就是如何變得“合法”。
事實上,我們已經花了數十年來建造這些系統。超級高鐵原型要想真正變成現實,還要通過法律監管這一關。在科技社會中,超級高鐵是巨大的成就;但在政治社會中,它的意義會大打折扣。高鐵和超級高鐵的區別并沒有我們想象中的大,因此對于超級高鐵的普及之路,我們可以參照美國歷史上的高鐵普及之路。
現在來看,美國最先進的遠距離交通方式就是連接波士頓和華盛頓的Acela Express(阿西樂特快)。美國鐵路公司經常宣傳阿西樂是美國第一條高速軌道系統,抓住每一個機會來宣傳它150英里每小時的速度。而美國鐵路公司沒有提及的是,阿西樂特快只有在馬塞諸塞州和羅德島州之間的34英里才可達到此速度。而在華盛頓和紐約之間的平均速度僅為82英里每小時,華盛頓和波士頓之間的速度更是下降到67英里每小時。2009年,奧巴馬首次擔任總統,他在交通方面的計劃就是將高鐵遍布美國。而我們都知道,結果只是差強人意。事實上,沒有哪一個地區達到了“加州高鐵計劃”的要求。
如果美國在高鐵計劃上尚未成功,那么又有什么底氣去說可以直接跳入超級高鐵計劃呢?現在世界范圍內,超過15個國家的高鐵讓美國高鐵相形見絀。例如,意大利連接佛羅倫薩和羅馬的主流高鐵路線,在1977年速度就可達到160英里每小時了,平均速度達到120英里每小時,現在的速度已經達到190英里每小時了。中國高鐵更是以平均速度250英里每小時領先世界。現在美國的交通問題并不是技術問題,此項技術已經問世將近40年了。現在的問題是美國的政治和監管系統一直在阻礙著美國人最大限度地利用這些技術。

無法放逐的“直”路
雖然超級高鐵的最新技術讓運輸變得很快很快,快到讓大家瘋狂,但是它面臨的仍然是多少年來整個美國民族在交通事業上面臨的問題。我們一直在談論創新和障礙,但是工程師們一直回避了這樣一個甚是頭痛的問題:超級高鐵需要一條非常直的道路,這條路在哪修?以每小時300英里以上的速度轉彎,對于超級高鐵來說不是一件易事。但是要在舊金山灣之間修建一條既不為居民造成困擾,又不耗資巨大,而且要非常直的道路,是極端困難的。而在其他人口較為稀少的地方修建這種鐵路,也會面臨很多問題,例如,農民會抱怨這種筆直的鐵路會分隔他們的農田,讓農民們不得不擠在一起工作。
雖然最近超級高鐵成功測試可謂是沸沸揚揚,人們對其大為贊嘆,但是很少有專家承認超級高鐵前行道路上面臨的阻礙。雖然很多工程師表示超級高鐵在2020年將開始正常運作,但是沒有哪一個工程師可以列出包含土地兼并、環境影響等在內的實踐計劃。
盡管這種代表未來的技術聽上去令人激動不已,但超級高鐵無疑會面臨許多問題,如土地權和保險等,這些問題恰恰也困擾著傳統城市規劃項目,而有些問題也是自動駕駛汽車等新交通項目面臨的挑戰,如統一標準和保險。
同時,超級高鐵的競爭對手洛杉磯的skyTran公司也潑了盆冷水,它們認為這個即將改變未來交通形態的項目在定位上出了大問題。“雖然我們是競爭對手,但對于那些能解決交通問題的技術我還是會無條件支持的,不過超級高鐵的定位確實有偏差,它應該專注于棘手的城市交通擁堵問題。”CEO桑德斯說道,作為超級高鐵的競爭對手之一,該公司已經拿到了3000萬美元的投資,而且與NASA建立了合作關系。
因此,Musk的超級高鐵要跑進未來,還要解決種種現實問題。

難以突破的技術屏障
除了政府監管問題和城市規劃問題之外,Elon Musk的高鐵要真正變成現實,還面臨一些技術屏障。
超級高鐵面臨最大的技術難題,不是地面的摩擦系數問題,而是空氣阻力。按照設計方案,列車的速度必須達到每小時600英里以上的亞音速。目前與上述速度最接近的地面交通工具是日本的超導磁懸浮“子彈頭”火車,其時速據稱最高可達361英里,而“子彈頭”的發明者之一Jim Powell認為這一速度是開放式軌道火車的極限,因為“時速超過300英里之后,空氣阻力問題就會變得非常嚴重,而且會造成巨大的噪音。
而一方面,如果抽空管道中的所有空氣,空氣阻力問題就能得以解決。流體動力學專家George Maise指出:“真空管道內空氣阻力為零,事實上也就沒有了速度限制。”但問題是,Elon Musk已經公開表示超級高鐵并非真空,但在管道內持續產生接近超音速的高速氣流又要消耗巨大的能量——僅用太陽能電池板顯然不夠。因此,完全意義上的真空還難以實現。那么,在管道內持續產生接近超音速的高速氣流,就要消耗巨大的能量,僅用太陽能電池板顯然還不夠。如何有效解決能源供應問題,還需科研探索。
同時,還有一個散熱的問題。能量分析專家指出,膠囊車廂壓縮空氣,向下或者逆向排出,都會產生巨大的熱量,這將導致乘客艙和相應的儀器設備遭受損壞。Elon Musk的解決方案是在每一個車廂里添加一個水箱,用水箱來吸收熱量,并轉化為水蒸氣。但是,膠囊車廂僅有幾立方米的空間,具體運行時熱量轉換率不高,這意味著必須增大水箱容量。
另一方面,雖然“超級高鐵”不違背物理原理,但過快的速度將會令人頭暈目眩,更不用說還可能要應對的翻滾和急剎車等緊急事件。此外,“超級高鐵”的路線理論上越直越好。這是因為,高速下的轉彎不但非常困難,還會讓乘客體驗變得糟糕。
另外,中國同濟大學城市軌道與鐵道工程系主任周順華如認為:“這次是美國在測試自己的火箭推進器,而不是鐵路。每小時能達到400英里,并不是高鐵速度,只是人們將火箭推進器在軌道上開動而已。”同時,鐵路的運行目的是承載旅客,其最高運行加速度有一定科學限制,需要考慮到人體的一般承受能力。
對于技術的超前性和科學上的限制,相關專家還表示:一般高鐵的縱向加速度不能超過一個米秒平方,加速不能加到太快。他指出速度加到太快會出問題,這種速度根本不是軌道交通所能承受的。這只不過是很早以前就有的一個理論,但距離現實還非常遙遠,一切只停留在奇思妙想階段。
超級高鐵的速度太過驚人,甚至比飛機還快50%,這也是為什么自Elon Musk宣布之后,它吸引了太多關注。但是我們不能欺騙自己,我們必須面對躲在超級高鐵背后的問題。我們現在對于STEM技術的的關注就讓我們對科技先鋒未來的關注驚鴻一瞥,但是我們卻忽視了其背后更多的問題。

我們現在需要的,在我們對于超級高鐵敬畏般的瘋狂情感消退之后,我們需要的是理智。我們需要更精準的評估體系,來準確評估超級高鐵對于環境的影響;需要更優質的交流媒介,來連接鐵路部門和社區;需要更完善的基礎設施,來讓超級高鐵計劃順利進行;需要更高端的技術,讓超級高鐵的驚人速度并不是癡人說夢。如果這些做不到,那么美國將只會跟在其他高鐵大國的身后,對著他國的高鐵速度望而興嘆。
因此,鋼鐵俠Elon Musk的超級高鐵瘋狂無比,激動人心,但是它要真的跑進未來,還要突破以上藩籬。而作為觀眾,我們拭目以待。
Via:Medium
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