普发真空助力CMS半导体应用
06-06
比民航飞机还要快，从北京到上海只需一小时。
当这样的交通工具成为现实时，无疑将是人类交通史上的一个重要突破。
想想就令人兴奋。
这就是马斯克2008年提出的“超级高铁”概念，利用真空管道和磁悬浮技术，实现时速数千公里的运输。
它一度被认为是未来交通方式的发展方向。
一家名为 Hyperloop One（现已更名为 Virgin Hyperloop）的美国公司开始尝试使该项目成为现实。
就在几天前，维珍超级高铁公司的“Hyperloop”宣布完成了首次载人测试。
这似乎意味着比飞机更快的地面交通离我们更近了，但“超级高铁”自问世以来就一直受到质疑。
除了 Hyperloop One 之外，还有几家公司也在推进类似的项目。
中国航天科工集团研制的“超级高铁”最终目标是实现时速公里的超音速“近地飞行”。
然而，目前还没有“超级高铁”项目达到接近商业化的水平。
这种颠覆性的交通方式是创新还是骗局？ “超级高铁”完成首次载人测试，还有很多问题需要解决。
上周，在美国拉斯维加斯的沙漠中，维珍超级高铁公司的“超级高铁”进行了首次载人测试。
两名乘客乘坐了第一趟车。
分别是维珍超级高铁首席技术官 Josh Giegel 和乘客体验总监 Sara Luchian。
此次测试的太空舱是丹麦建筑师 Bjarke Ingels 设计的 Pegasus Pod。
它可搭载两名乘客，并配备赛车常用的五点式安全带。
维珍超级高铁希望最终的太空舱能够容纳 23 名乘客。
测试在直径为3.3米、长度为3米的管道中进行。
实际测量过程中，胶囊舱用时15秒到达终点，换算成公里每小时的速度。
这个速度还不如高铁快，距离维珍超级高铁设想的每小时100多公里的速度还很遥远。
据说，这样做一方面是为了乘客的安全和舒适，另一方面10米的隧道还不足以完全加速。
尽管如此，维珍超级高铁仍然认为这是“超级高铁”的一个重要里程碑，称其为“像登月一样的成就”。
首席执行官杰伊·沃尔德（Jay Walder）表示：这是一个完整且有效的“超级高铁”。
”，它在真空环境中运送人员，目前没有其他机构可以做到。
至于乘坐感受，Josh Giegel表示加速的感觉类似于飞机起飞，而Sara Luchian则表示“完全没有坐过山车的感觉”，即使乘坐过山车也不会感到不舒服。
加速度很快。
事实上，维珍超级高铁此前已在这条管道上进行过多次无人测试。
迄今为止的最高速度记录是 2016 年测试中达到的公里/小时。
为了更快地进行载人测试，必须建造更长的真空管线。
Virgin Hyperloop 估计需要至少 2 公里的轨道才能加速到其设想的英里/小时（公里/小时）。
这就是为什么维珍超级高铁最近宣布将斥资 5 亿美元在西弗吉尼亚州建造一个测试站。
同时表示，力争2019年获得“超级高铁”安全认证，并于2020年投入商业运营。
早在2018年，维珍超级高铁就与迪拜道路和交通管理局达成合作，建设连接迪拜和阿布扎比的超级高铁，可将一个多小时的旅程缩短至12分钟。
今年早些时候，维珍超级高铁还宣布了未来可能建设 11 条超级高铁线路的计划。
未来洛杉矶和旧金山之间相距数公里，通勤时间可能仅需 35 分钟。
理想很丰满，可以回到现实。
维珍超级高铁的这些蓝图似乎有点过于乐观，因为“超级高铁”的可行性尚未得到充分验证。
这是创新还是骗局？马斯克在2016年发布的《Hyperloop Alpha》白皮书中，首次披露了这种基于管道的亚超音速运输系统，并指出“超级高铁”将成为继飞机、火车、汽车之后的“第五铁路”和船舶。
这拉开了“超级高铁”项目的建设风潮。
目前至少有六家超级高铁公司，但马斯克并没有参与其中，而且还没有一家实现商业化。
当然，我们不能说“超级高铁”因此不可行，毕竟SpaceX的星链项目最近也在质疑和多次延误中开始了公开测试，对于一个交通工具来说，最基本的要求就是安全性、可靠性、舒适性和经济性。
从这些维度来看“超级高铁”是否可行，即使它只是理论上的。
对于“超级高铁”的安全性，卡内基梅隆大学土木与环境工程副教授康斯坦丁·萨马拉斯认为，还有很多问题需要解决。
在时速数千公里的高速运行中，各种故障和事故造成的危险也会被放大。
物理学家、超导磁悬浮概念的共同发起人詹姆斯·鲍威尔曾表示，轨道上的微小误差可能会导致严重的灾难。
整个系统非常脆弱，哪怕是一点故障，都可能酿成灾难。
例如，如果有人在管道壁上打孔，或者地震导致管道发生轻微移位，都可能导致乘客车厢倒塌。
不过，目前维珍超级高铁尚未透露有关超级高铁安全设施的诸多细节。
其实管道运输早在19世纪就已经出现了，只不过是用于小件货物的运输。
然而，空气在压缩过程中会产生大量热量，如果要用于运送人员，还需要进行更多改进。
中国工程院院士王梦恕也指出，隧道内人员疏散会给乘客带来重大安全隐患。
因此，对于这款全新的车辆，光是验证安全性就花费了大量的时间。
布鲁金斯大学基础设施专家阿迪·托默认为，??“超级高铁”的安全测试可能需要比制药行业10-20年更长的时间。
在技??术可靠性方面，业内专家普遍认为“超级高铁”面临两大难题：保证磁浮系统在高速运动下的动态稳定性和线性驱动效率。
超级高铁之所以能够实现“亚音速”，是因为它大大降低了真空环境下的空气阻力，但同时也带来了新的技术问题。
据中车首席专家杨颖介绍，高铁的转弯半径约为7公里，但如果时速达到数千公里，转弯半径需要数十公里。
因此，超级高铁几乎只能在直线轨道上运行。
也将大大增加线路规划和铺设的难度。
▲目前看到的超级高铁测试轨道似乎是笔直的。
当然，你也可以选择转弯时减速，这样就会失去超级高铁原有的速度优势。
同时，乘客在转弯时可能会感受到比飞机起飞时更大的横向加速度，从而造成不适。
至于超级高铁所采用的另一项关键技术，磁悬浮技术已在中国、日本等多个国家的高铁中投入使用。
目前最快的实验速度约为每小时公里。
▲日本磁悬浮列车最高时速可达10公里。
但这只是实验速度，实际运行中无法达到。
日本时速10公里的超导磁浮主线要到2018年才能通车。
至于需要时速公里以上运行的磁悬浮技术，目前全球还没有成熟的技术可以商用，而且连实验数据都没有。
可见，维珍超级高铁想要在十年内进入市场基本上是不现实的。
即使技术问题全部解决，建设成本可能是更大的挑战。
维珍超级高铁2017年曝光的一份文件显示，超级高铁每英里的建设成本在1万美元到1.21亿美元之间，远高于高铁。
两年前，维珍超级高铁也发布了一份可行性报告，称美国密苏里州的超级高铁每年可节省4.1亿美元，但对建设成本却守口如瓶。
此外，维珍超级高铁“胶囊”的运力远低于高铁。
如果要覆盖成本，可能需要非常高的票价，这也是当年超音速客机失败的重要原因。
您可能会说超级高铁可以通过更频繁的发车来降低成本。
然而，每次超级高铁上下车时，都必须排空大气并调整压力和减压，这需要花费大量时间。
至于有什么技术可以缩短这个过程的时间呢？也许吧，但我还没有看到任何超级高铁项目被披露。
上述问题是很多业内人士怀疑超级高铁是骗局的重要依据。
中国工程院院士王梦恕曾直言，超级高铁的概念很大程度上是一种吹嘘，目前还处于幻想阶段。
总之，技术上不可行，安全上不可行，可靠性上不可行，经济上不可行，环境上更不可行。
靠兴趣去研究国家和人民不需要的东西，最终会一事无成，摔破头，一文不值。
第五种交通方式离我们还有多远？总的来说，目前的超级高铁项目即使不是骗局，距离商业化应用还很遥远。
不过，这背后的“超导磁悬浮+真空管”技术确实具有研究价值，甚至可能成为未来交通系统的重要组成部分。
事实上，2017年，中国航天科工集团就披露了正在研发的“超级高铁”项目。
基于高温超导磁悬浮技术和真空管道技术，将逐步实现千米每小时、千米每小时、千米每小时的最高运行速度。
不过，航天科工并未给出具体时间表。
西南交通大学牵引动力国家重点实验室是我国最早研究真空管道高温超导磁悬浮技术的机构之一。
据西南交通大学首席教授张卫华介绍，高温超导磁悬浮模式的测试速度已经超过了真空管中的声速，可以模拟不同的低压环境。
目前，西南交通大学的“多态耦合轨道交通动态模型试验平台”已于9月获得国家批复，最快明年4月即可达到公里每小时的试验速度。
张卫华认为，高速磁浮轨道交通将成为未来轨道交通技术发展的主要方向。
事实上，中国的“超级高铁”项目在首次亮相后也遭遇了不少争议，近两年媒体报道甚少。
原铁道部部长、中国工程院院士傅志寰曾在一次演讲中谈到了他对超级高铁的看法。
他认为，即使超级高铁存在争议并且远未实施，但仍然需要研究，因为超级高铁将在未来的交通图景中占有一席之地。
人类文明的繁荣进步，离不开日益快捷的交通运输。
从马车到汽车，从汽车到火车，从火车到飞机，交通领域的每一次创新都伴随着长期的技术研发和测试。
超级高铁也是如此，它本身并不是一个骗局，但可能需要几十年的时间才能成熟。
那些用不成熟的超级高铁技术包装的商业项目确实有被“画”的嫌疑，但泡沫只要存在，总有一天会破裂。
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