黃志澄：真空管道磁懸浮列車(chē)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展前景

真空管道磁懸浮列車(chē)，原理即是利用真空管道和超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高速的“近地飛行”，被譽(yù)為繼公路、鐵路、水路和航空之后的人類(lèi)的“第五種交通方式”。實(shí)際上，在上世紀(jì)初20年代，就有人提出了真空管道磁懸浮列車(chē)的概念，但近一百年的時(shí)間內(nèi)，始終沒(méi)有成為現(xiàn)實(shí)，在學(xué)術(shù)界外而很少有人關(guān)注。2013年，硅谷“鋼鐵俠”埃隆?馬斯克提出了“超級(jí)高鐵”的設(shè)想，從此，這種新的交通方式，才引起了媒體的廣泛關(guān)注。

交通工具的氣動(dòng)阻力：

任何一種交通工具的全壽命費(fèi)用包括研制成本和運(yùn)行費(fèi)用。運(yùn)行費(fèi)用包括消耗的能源費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。其中當(dāng)重復(fù)使用達(dá)到幾千次之后，運(yùn)行費(fèi)用在全壽命費(fèi)用中占的比腔體密封重將很高。顯然，交通工具所消耗能源的費(fèi)用，將正比于阻力的大小。根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)，交通工具的阻力D可用以下公式來(lái)表示：D= DA+ DF

式中DA為氣動(dòng)阻力，DF為與地面的摩擦阻力，包括車(chē)輪的滾動(dòng)摩擦阻力和傳動(dòng)系統(tǒng)中的摩擦阻力。飛機(jī)與真空管道列車(chē)的地面摩擦阻力都為零。在空氣動(dòng)力學(xué)中DA通常用以下公式來(lái)表示：DA=?V2SCD/2

其中?為密度、S為參考面積例如列車(chē)的橫截面積，CD為阻力系數(shù)。阻力系數(shù)隨速度的增加而增加，接近聲速時(shí)達(dá)到最大值，然后再隨速度的增加而下降。由于目前的民航客機(jī)都是以高亞聲速飛行在10公里的高空，此時(shí)的空氣密度約為地面空氣密度的30％。因此當(dāng)速度不斷增加時(shí)，飛機(jī)所消耗的能量將少于腔體密封地面行駛的交通工具。目前公認(rèn)當(dāng)速度超過(guò)每小時(shí)400至450公里時(shí)，飛機(jī)將更為經(jīng)濟(jì)。飛機(jī)的另一 優(yōu)點(diǎn)是充分利用了高速流動(dòng)的空氣作為發(fā)動(dòng)機(jī)能量輸入的一部分。

從上列公式可知，當(dāng)列車(chē)在抽真空的低密度的大氣中運(yùn)行時(shí)，情況有所改變。當(dāng)然，一般來(lái)說(shuō)降低密度還將降低阻力系數(shù)。然而，由于管道列車(chē)將在管道中運(yùn)行，其阻力系數(shù)也將正比于堵塞比（列車(chē)的橫截面積和管道面積之比）。特別是當(dāng)速度接近聲速時(shí)，管道的堵塞效應(yīng)會(huì)使阻系數(shù)力大大增加。對(duì)于低密度管道中列車(chē)的阻力系數(shù)隨速度的變化，也將隨速度的增加而增加，并在達(dá)到聲速時(shí)達(dá)到最大值。由于目前國(guó)內(nèi)外對(duì)真空管道列車(chē)在接近聲速時(shí)的氣動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象，研究很少，從而缺乏可靠的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明當(dāng)腔體密封速度接近聲速時(shí)它會(huì)遇到何種問(wèn)題。但可以肯定，此時(shí)一定要求有更小的堵塞比，從而要求用更大尺寸的管道，或要求采用更低的密度。這兩個(gè)因素都將導(dǎo)致所需的能量大大增加。

由此，我國(guó)研究真空管道列車(chē)的學(xué)者提出，當(dāng)速度超過(guò)每小時(shí)600 公里時(shí)，要求管道中達(dá)到百分之一大氣壓的低壓環(huán)境，當(dāng)速度超過(guò)每小時(shí)1000公里時(shí)，要求管道中達(dá)到千分之一大氣壓的低壓環(huán)境。

國(guó)外真空管道列車(chē)的發(fā)展概況：

現(xiàn)代火箭之父羅伯特?哥達(dá)德（Robert Goddard），在Worcester工學(xué)院1904年的開(kāi)學(xué)典禮上演講時(shí)提到：在波斯頓至紐約之間建一條真空管道鐵路線(xiàn)，車(chē)輛通過(guò)電磁方式懸浮在軌道上，消除金屬之間的接觸，這種運(yùn)行方式從波斯頓到腔體密封紐約的旅行時(shí)間只需10分鐘。

1922年，德國(guó)工程師赫爾曼·肯培爾(Herman Kemper)在提出磁浮列車(chē)概念時(shí)，同時(shí)提出“真空管道”的設(shè)想，認(rèn)為采用管道抽真空的辦法可以實(shí)現(xiàn)磁浮列車(chē)速度每小時(shí)1000公里的目標(biāo)值。

1974年，瑞士的魯?shù)婪?里斯（R Nieth）博士，提出了地下真空隧道磁懸浮列車(chē)的概念，也就是“瑞士地鐵”。他在1985年獲得瑞士政府的支持，資助了一項(xiàng)最初研究。里斯和他的團(tuán)隊(duì)在1999年想瑞士聯(lián)邦議會(huì)提交了一份研究報(bào)告，提出具體技術(shù)方案。但“瑞士地鐵”在1999年后就一直處于停滯狀態(tài)，瑞士聯(lián)邦議會(huì)更在2005年決定不再推進(jìn)這個(gè)項(xiàng)目。

1999 年，美國(guó)佛羅里達(dá)洲的機(jī)械工程師戴勒·腔體密封奧斯特（Daryl Oster），取得了新型運(yùn)輸方式—真空管道運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)明專(zhuān)利，英文名為Evacuated Tube Transportation，縮寫(xiě)為ETT。其原理可簡(jiǎn)單描述為：將超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)置于真空管道內(nèi)，利用線(xiàn)性電機(jī)加速至預(yù)定速率。由于電動(dòng)機(jī)和真空管已融為一體，所以真空管中的傳輸艙不需要發(fā)動(dòng)機(jī)或者電力激活的部件。

為了促進(jìn)ETT研究與開(kāi)發(fā)工作，戴勒·奧斯特于1999年在美國(guó)佛羅里達(dá)州注冊(cè)成立http://Et3.com公司。ET3公司提出的“膠囊列車(chē)”由運(yùn)輸管道、載人艙體、真空設(shè)備、懸浮部件、彈射和剎車(chē)系統(tǒng)等組成。運(yùn)行時(shí)，通過(guò)磁浮技術(shù)，將重達(dá)183公斤、長(zhǎng)達(dá)4.87米、高約1.5米，腔體密封能容納4至6名乘客的膠囊狀艙體“漂浮”于真空處理的管道中，再利用彈射裝置，發(fā)射“膠囊”沿著管道無(wú)間斷地駛向目的地。根據(jù)預(yù)想，由于處在無(wú)空氣、無(wú)摩擦的運(yùn)輸環(huán)境，膠囊列車(chē)的速度可以達(dá)到每小時(shí)6500公里。從美國(guó)紐約到洛杉磯只要45分鐘，如果跨越太平洋，至北京也僅需2小時(shí)即可達(dá)到。

2002年底，戴勒·奧斯特來(lái)到中國(guó)，并在西南交通大學(xué)工作了三個(gè)月，就建設(shè)高溫超導(dǎo)磁浮模式的真空管道運(yùn)輸試驗(yàn)，進(jìn)行了交流和探討。在戴勒·奧斯特離開(kāi)后，西南交通大學(xué)啟動(dòng)了我國(guó)在真空管道運(yùn)輸領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)工作。

埃隆?馬斯克在2013年發(fā)布了一份白皮書(shū)，提出“超級(jí)高鐵”概念，聲稱(chēng)舊金山到洛杉磯的超級(jí)高鐵列車(chē)能達(dá)到最高時(shí)速1200公腔體密封里，造價(jià)為60億-100億美元，僅為加州高鐵項(xiàng)目的十分之一，但這一造價(jià)當(dāng)時(shí)就被業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為太低。據(jù)馬斯克的介紹，“超級(jí)高鐵”將采取太陽(yáng)能供電方式，能夠自行補(bǔ)充能量。在系統(tǒng)中裝上太陽(yáng)能電板后，獲取的能量將超過(guò)消耗所需，此外，該系統(tǒng)還有存儲(chǔ)能量的設(shè)施，在不使用電池板的情況下也能行駛一周時(shí)間。

2014年美國(guó)成立了Hyperloop One公司。2016年10月Hyperloop One宣布完成了一筆5000萬(wàn)美元的C輪融資，總?cè)谫Y額達(dá)到1.6億美元。

2017年8月31日，馬斯克在自己的個(gè)人Instagram賬號(hào)上宣布，特斯拉的超級(jí)高鐵列車(chē)時(shí)速達(dá)到355公里。

然而，對(duì)于“超級(jí)高鐵”，外界也不斷提出質(zhì)疑腔體密封。2017年9月5日美鐵公司總裁理查德?安德森（Richard Anderson）表示，他并不認(rèn)為，由馬斯克提出的超級(jí)高鐵，可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)，并能超過(guò)傳統(tǒng)鐵路運(yùn)輸。

Hyperloop One公司最近曾表示：“公司現(xiàn)在的重心是真正和政府以及世界各地的客戶(hù)進(jìn)行深入的商業(yè)討論。我們的重心的確在發(fā)生轉(zhuǎn)移，不僅僅是科技，而更重要的是商業(yè)化?！?/p>

我國(guó)真空管道列車(chē)的研究：

早在上世紀(jì)末，我國(guó)沈志云院士在《我國(guó)真空管道高速交通的發(fā)展戰(zhàn)略和技術(shù)方案》中指出：限制地面高速交通最高經(jīng)濟(jì)素的根本原因是稠密大氣，克服氣動(dòng)作用是地面高速交通的主要任務(wù)。在《高速磁浮列車(chē)對(duì)軌道的動(dòng)力作用及其輪軌高速鐵路的比較》一文中，沈志云院腔體密封士引用了德國(guó)磁浮列車(chē)和日本新干線(xiàn)輪軌列車(chē)的牽引曲線(xiàn)，研究顯示不管是磁浮還是輪軌列車(chē)，當(dāng)速度達(dá)到400 公里/小時(shí)以上時(shí)，空氣阻力所占總阻力的比重將達(dá)到80% 以上。而80% 以上的能耗用于克服空氣阻力，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是不經(jīng)濟(jì)的。因此，為了在地面上實(shí)現(xiàn)400 公里/小時(shí)以上超高速交通，只有通過(guò)改變介質(zhì)的密度，才能夠變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

2004年12月，由沈志云院士等主持在西南交通大學(xué)，召開(kāi)了《真空管道高速交通》院士學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)，提出了我國(guó)發(fā)展真空管道列車(chē)的設(shè)想。他在《關(guān)于我國(guó)發(fā)展真空管道高速交通的思考》的報(bào)告中提出，我國(guó)真空管道高速交通的戰(zhàn)略定位應(yīng)為600-1 000 km /h超高速地面交通,是目前地面高速交通腔體密封的延伸和補(bǔ)充。他表示：當(dāng)前正在開(kāi)發(fā)的輪軌高速鐵路,速度為300-350 km /h,是現(xiàn)有鐵路網(wǎng)提速的必然趨勢(shì). 上海浦東引進(jìn)德國(guó)常導(dǎo)磁浮列車(chē),速度為400-450 km /h,不失為磁浮列車(chē)技術(shù)工程化的大膽嘗試。這2項(xiàng)已列入我國(guó)中長(zhǎng)期交通科技發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略研究。真空管道高速交通速度更高,技術(shù)難度更大,是交通應(yīng)對(duì)幾十年后能源、環(huán)保嚴(yán)重問(wèn)題的重要措施,將成為20-30以后交通運(yùn)輸市場(chǎng)的亮點(diǎn)。就當(dāng)前來(lái)說(shuō),研究真空管道高速交通是最具前瞻性、前沿性的前期研究,與其他高速交通的研究并行不悖,相輔相成。因此,真空管道高速交通的戰(zhàn)略方針應(yīng)當(dāng)是研究領(lǐng)先,試驗(yàn)開(kāi)路,分階段實(shí)現(xiàn)工程化,以2020年拿出最優(yōu)工程方案,腔體密封 2030年開(kāi)通首條運(yùn)營(yíng)線(xiàn)為目標(biāo)。對(duì)于真空管道高速交通這樣的高技術(shù)項(xiàng)目,必須進(jìn)行多方案比較試驗(yàn),優(yōu)選各個(gè)子系統(tǒng)的技術(shù),還要反復(fù)進(jìn)行系統(tǒng)綜合評(píng)估,才能找出最佳結(jié)構(gòu)方案及參數(shù)。所以,不能急功近利,過(guò)早考慮實(shí)際工程實(shí)施,盲目追求市場(chǎng)效應(yīng)。

2011年，西南交通大學(xué)超導(dǎo)與新能源研究開(kāi)發(fā)中心主任趙勇教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，研制出全球首個(gè)真空管道高溫超導(dǎo)磁浮列車(chē)試驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)軌道直徑3米，管道最低壓強(qiáng)2000帕，磁浮車(chē)采用線(xiàn)性電機(jī)驅(qū)動(dòng)。目前，這第一代實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵驯徊鸪?016年1月，趙勇團(tuán)隊(duì)完成第二代真空管道高溫超導(dǎo)磁浮列車(chē)系統(tǒng)的建設(shè)，系統(tǒng)首次采用“壁掛”式運(yùn)行，即將直徑6.5m的環(huán)形軌道鋪設(shè)在環(huán)形金屬壁面上，使腔體密封磁浮車(chē)沿壁面高速行駛。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，在結(jié)構(gòu)力學(xué)上，第二代系統(tǒng)有效增大了磁浮車(chē)沿環(huán)線(xiàn)運(yùn)行時(shí)的向心力，并防止磁浮車(chē)沿軌道切向脫軌，從而使磁浮車(chē)獲得更高的運(yùn)行時(shí)速和安全穩(wěn)定性。2016年5月，系統(tǒng)完成第一階段調(diào)試，時(shí)速達(dá)到108公里；2016年10月，系統(tǒng)完成第二階段調(diào)試，時(shí)速達(dá)到150公里。趙勇對(duì)澎湃新聞表示，“目前，我們實(shí)驗(yàn)室在高溫超導(dǎo)磁浮方面能做到時(shí)速160公里，這應(yīng)該是實(shí)驗(yàn)室最高速度了。”實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的難點(diǎn)在于，“場(chǎng)地有限，只能做成環(huán)形，環(huán)形的小半徑離心力很大，做起來(lái)非常困難?！?/p>

目前，超導(dǎo)磁懸浮領(lǐng)域的時(shí)速紀(jì)錄在日本。日本采用低溫超導(dǎo)磁浮技術(shù)，載人速度可達(dá)時(shí)速603公里，這一技術(shù)業(yè)也已成熟。20腔體密封14年，日本開(kāi)工建設(shè)世界首條最高時(shí)速達(dá)505公里的超導(dǎo)磁懸浮高速鐵路，預(yù)期2027年建成通車(chē)。對(duì)此趙勇表示，“日本的這一時(shí)速是在稠密大氣中間實(shí)現(xiàn)的，如果把稠密大氣變成低壓管道的話(huà)，時(shí)速1000公里理論上是可以實(shí)現(xiàn)的?！钡珶o(wú)論是真空管道，還是高溫超導(dǎo)磁浮技術(shù)，或者是把這兩項(xiàng)結(jié)合起來(lái)，“國(guó)內(nèi)國(guó)外都是空白，還有很多核心技術(shù)要開(kāi)發(fā)?！?/p>

在趙勇的設(shè)想里，項(xiàng)目必須要從實(shí)驗(yàn)室走向戶(hù)外。“戶(hù)外實(shí)驗(yàn)首先需要場(chǎng)地，起碼要1公里或者2公里的管道做前期試驗(yàn)，中試起碼要幾十公里，日本600公里時(shí)速的磁浮線(xiàn)有三十多公里的線(xiàn)，按照這個(gè)比例的話(huà)，50到100公里的中試線(xiàn)是需要的”。趙勇認(rèn)為，這些步驟都必不可少，“沒(méi)有這些試驗(yàn)，腔體密封你做出來(lái)的東西誰(shuí)敢用？在這上面反復(fù)地試，給出安全性的保障，這樣才能推廣到工程上去。”而戶(hù)外建立真空管道磁懸浮模型造價(jià)之高并不是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室所能承受。“投入肯定是以?xún)|為單位的，可以類(lèi)比一下，地鐵的造價(jià)是每公里6億元-10億元，參照這個(gè)數(shù)字也不是我們實(shí)驗(yàn)室可以做的。”因此，趙勇呼呼政府和資本能夠投入資金。

2014年，北京九州動(dòng)脈隧道技術(shù)有限公司，提出了建設(shè)跨海真空旅游飛行巴士的設(shè)想。其方案將集海底隧道技術(shù)、真空管道運(yùn)輸技術(shù)及磁懸浮列車(chē)技術(shù)于一體，形成的一種新型跨海交通旅游運(yùn)輸系統(tǒng)。

真空管道列車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)：

真空管道運(yùn)輸技術(shù)的原理雖然簡(jiǎn)單，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)卻很困難，必須攻克一系列關(guān)鍵技術(shù)。

首先，提供實(shí)現(xiàn)一個(gè)體腔體密封積巨大、保持時(shí)間長(zhǎng)、安全系數(shù)高的真空管道系統(tǒng)的技術(shù)。像超高速管道列車(chē)的運(yùn)行，一般至少需要幾百公里甚至更長(zhǎng)的管道，如何保證管道長(zhǎng)期的良好密封是一個(gè)需要解決的技術(shù)難題。

其次，真空環(huán)境下相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行技術(shù)。真空環(huán)境下，許多在常規(guī)空氣環(huán)境下可以正常工作的設(shè)備會(huì)難以運(yùn)行，超高速管道列車(chē)的驅(qū)動(dòng)和運(yùn)行極為復(fù)雜，許多設(shè)備只有經(jīng)過(guò)實(shí)踐，才能發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。理論上，在真空環(huán)境內(nèi)交通運(yùn)輸確實(shí)有可能達(dá)到更高速度，但最高速度不僅與真空度有關(guān)，還與懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、軌道系統(tǒng)及運(yùn)行控制系統(tǒng)性能相關(guān)。隨著速度提高，因懸浮、導(dǎo)向、驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)，引起的磁浮列車(chē)的振動(dòng)也會(huì)加劇，如何使各個(gè)分系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，尚待工程實(shí)踐來(lái)解決。

再次腔體密封，保障列車(chē)安全運(yùn)行的技術(shù)。雖然超高速管道列車(chē)要比一般的交通方式更安全，不受天氣影響，但并不意味著它可以避免運(yùn)行中出現(xiàn)任何問(wèn)題。普通列車(chē)在制動(dòng)時(shí)，常規(guī)的應(yīng)急制動(dòng)大多采用摩擦制動(dòng)，但這一方式在真空環(huán)境內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因此當(dāng)超高速管道列車(chē)遭遇突發(fā)故障，采用何種方式剎車(chē)，考驗(yàn)著研究人員的智慧。

最后，降價(jià)建設(shè)費(fèi)用的技術(shù)。橫亙?cè)诔咚俟艿懒熊?chē)從設(shè)想走向現(xiàn)實(shí)的最大障礙，還是建設(shè)成本和運(yùn)行費(fèi)用。由于目前大城市的市內(nèi)交通的速度有限，而超高速真空管道列車(chē)為了滿(mǎn)足乘員對(duì)低加速度的要求，必須要有較長(zhǎng)時(shí)間的加速和減速過(guò)程，因此只有在長(zhǎng)距離運(yùn)輸時(shí)(例如大于1500公里)，真空管道列車(chē)才會(huì)顯現(xiàn)優(yōu)勢(shì)。因此建設(shè)超高速真空管道列車(chē)，腔體密封必將要求投入巨資和大規(guī)模征地，這些都在無(wú)形中增加了建設(shè)成本。

真空管道列車(chē)的發(fā)展前景：

盡管超高速真空管道列車(chē)面臨種種難點(diǎn)，但科學(xué)家仍對(duì)超高速管道列車(chē)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展，仍感到謹(jǐn)慎的樂(lè)觀。對(duì)于真空管道列車(chē)的市場(chǎng)，卻有相當(dāng)?shù)牟淮_定性。一種新技術(shù)的應(yīng)用是技術(shù)推動(dòng)和市場(chǎng)需求相結(jié)合的結(jié)果，它的應(yīng)用過(guò)程既受到技術(shù)成熟度的限止，也要在技術(shù)發(fā)展過(guò)程中經(jīng)受市場(chǎng)的檢驗(yàn)。

2010年8月沈志云院士在接近媒體采訪時(shí)說(shuō)：“真空管道運(yùn)輸技術(shù)的原理雖很簡(jiǎn)單，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)卻很困難。1922年德國(guó)工程師赫爾曼·肯培爾在提出磁浮列車(chē)概念時(shí)，同時(shí)也提出了真空管道的設(shè)想，至今快90年了。磁浮列車(chē)雖做了大量研究，卻一直未能真正進(jìn)入運(yùn)輸市場(chǎng)。真空腔體密封管道技術(shù)更慘，至今在世界范圍內(nèi)連像樣的試驗(yàn)研究都沒(méi)有，有的只是一些設(shè)想方案。不少人熱衷于把這些紙上談兵的東西申報(bào)專(zhuān)利，組建公司，成立研究所，出版書(shū)籍，而不去認(rèn)真探討為什么不能實(shí)現(xiàn)?！蹦敲?，什么原因阻礙了真空管道技術(shù)的發(fā)展呢？沈院士說(shuō)：“我認(rèn)為最主要的原因，同磁浮列車(chē)一樣，是技術(shù)不成熟，成本過(guò)高，與其他運(yùn)輸方式不兼上容，與運(yùn)輸市場(chǎng)格格不入?！?/p>

沈志云院士談到真空管道技術(shù)的前景時(shí)說(shuō)：“當(dāng)前的問(wèn)題是要停止空談，踏踏實(shí)實(shí)為真空管道技術(shù)的應(yīng)用找到一個(gè)可行的切入點(diǎn)。”沈志云院士認(rèn)為，為“和諧號(hào)”高速列車(chē)的進(jìn)一步提速提供支撐是真空管道技術(shù)發(fā)展的最好機(jī)遇。“從該列車(chē)技術(shù)本身來(lái)說(shuō)，進(jìn)一步提速到時(shí)速500公里甚至6腔體密封00公里是有可能的。然而，時(shí)速超過(guò)400公里在稠密大氣層中能耗和噪聲嚴(yán)重超標(biāo)，無(wú)法投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。如果在條件較好的整體道床上加罩，構(gòu)建密閉管道，通過(guò)抽氣站抽成0.2-0.1個(gè)大氣壓的煙臺(tái)低真空，就能實(shí)現(xiàn)和諧號(hào)高速列車(chē)的超高速運(yùn)行?！痹?span style="color: green;">沈志云院士看來(lái)，這一方案的最大優(yōu)點(diǎn)是與我國(guó)高速鐵路網(wǎng)兼容。同一列高速列車(chē)，在有真空管道的區(qū)段，超高速運(yùn)行，到了沒(méi)有這一裝置的區(qū)段，仍按普通高速度行駛?！爱?dāng)然，這樣做要克服大量技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的難題，要在基礎(chǔ)理論研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)方面做艱苦細(xì)致的工作，沒(méi)有30到50年，是難以實(shí)現(xiàn)的?！?/p>

既然這種超高速的真空運(yùn)輸有可能成為未來(lái)的交通工具，那么，它是否會(huì)對(duì)其他交通工具造成沖擊？沈志云院腔體密封士明確指出，不是沖擊，而是相互補(bǔ)充，在競(jìng)爭(zhēng)中求得更好的協(xié)調(diào)發(fā)展。例如對(duì)高速列車(chē)，真空管道將幫助可以達(dá)到500甚至600公里時(shí)速的世界第四代高速列車(chē)投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。在未來(lái)石油短缺的前提下，真空管道運(yùn)輸將能提供一種大眾化的地面超高速交通工具，以彌補(bǔ)飛機(jī)之不足。“但也是在30年、50年之后的事。那種說(shuō)10年之后真空管道運(yùn)輸就會(huì)替代高速列車(chē)和飛機(jī)的“預(yù)言”，只是用來(lái)在網(wǎng)上炒作，引發(fā)一時(shí)的轟動(dòng)而已。

超聲速面臨飛機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)：

至于對(duì)時(shí)速4000公里的，目前許多學(xué)者卻持格外謹(jǐn)慎的態(tài)度。趙勇也表示，“我一直在強(qiáng)調(diào)1000公里時(shí)速這個(gè)第一步的關(guān)鍵性和重要性，當(dāng)你1000公里時(shí)速還沒(méi)實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，大談4000公里時(shí)速的意腔體密封義就不大?！?/p>

事實(shí)上，在更高的速度上，真空管道列車(chē)還面臨超聲速客機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)。自“協(xié)和”號(hào)停飛后，人們一直期盼著新一代民用超聲速飛機(jī)的出現(xiàn)。盡管各國(guó)民航對(duì)超聲速客機(jī)的運(yùn)營(yíng)有嚴(yán)格的限制，但美國(guó)的一些制造商已經(jīng)推出多個(gè)超聲速公務(wù)機(jī)設(shè)計(jì)方案，驗(yàn)證機(jī)的首飛也進(jìn)入倒計(jì)時(shí)。位于美國(guó)科羅拉多州的博姆Boom）技術(shù)公司，最近公布了50座級(jí)超聲速公務(wù)機(jī)方案，其巡航Ma數(shù)為2.2，略高于“協(xié)和”號(hào)，它用了在陸地上空以亞聲速飛行的方案，以滿(mǎn)足有關(guān)噪聲規(guī)章要求。

由于超聲速飛行技術(shù)可以軍民兩用，而超聲速客機(jī)已經(jīng)證實(shí)確有很大的市場(chǎng)需求，因此美國(guó)、歐盟、俄羅斯、日本等國(guó)都在組織本國(guó)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)開(kāi)展相關(guān)技術(shù)研究工作。30多年來(lái)，腔體密封美國(guó)宇航局（NASA）利用現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)，結(jié)合風(fēng)洞試驗(yàn)，終于最后解決了阻礙超聲速客機(jī)發(fā)展的聲爆問(wèn)題。NASA宣布在今年8月開(kāi)始設(shè)計(jì)制造新一代超聲速客機(jī)的原型機(jī)，該機(jī)型產(chǎn)生的噪音僅僅相當(dāng)于坐在車(chē)?yán)锫?tīng)到的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)建設(shè)的嗡嗡聲。按照當(dāng)前的設(shè)計(jì)，紐約到洛杉磯目前6小時(shí)的飛行時(shí)間將會(huì)縮短一半。NASA計(jì)劃在未來(lái)五年內(nèi)投入3.9億美元來(lái)制造原型機(jī)，并在人口稠密地區(qū)進(jìn)行測(cè)試。第一年的經(jīng)費(fèi)已列入美國(guó)總統(tǒng)特朗普2018年的預(yù)算草案中。

不言而喻，超聲速客機(jī)的技術(shù)成熟度遠(yuǎn)高于超聲速真空管道列車(chē)。因此，展望未來(lái)，除非真空管道列車(chē)技術(shù)，會(huì)產(chǎn)生顛覆性的技術(shù)創(chuàng)新，使其成本遠(yuǎn)低于超聲速客機(jī)，否則真空管道列車(chē)就難于動(dòng)搖超聲速客腔體密封機(jī)在長(zhǎng)距離旅行市場(chǎng)的地位。

結(jié)束語(yǔ)：

高速真空管道列車(chē)為人類(lèi)未來(lái)的交通工具增加了一種新的選擇，為了促進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)早日成熟，建議有關(guān)部門(mén)在充分論泟的基礎(chǔ)上，早日確定我國(guó)高速真空管道列車(chē)的發(fā)展藍(lán)圖。為此，建議這種論證不僅要進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)的分析，而且要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)可行性的論證。不僅要就高速真空管道列車(chē)本身的發(fā)展途徑進(jìn)行論證，而且要對(duì)真空管道列車(chē)在我國(guó)未來(lái)交通大系統(tǒng)中的地位和作用，進(jìn)行深入的比較分析研究。