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導(dǎo)語(yǔ)：

近日中國(guó)工程和鐵路研究人員稱，在上海和杭州之間，或?qū)⒔ㄔ焓澜缡讞l超級(jí)高鐵。這條150公里長(zhǎng)的真空隧道將允許磁懸浮列車以高達(dá)1000公里/小時(shí)的速度行駛，建成后僅需15分鐘車程就可到達(dá)。滬杭高速磁懸浮項(xiàng)目最早于2006年3月就被國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，為何一再擱置，其他國(guó)家至今仍無(wú)高速磁懸浮商運(yùn)線，從工程和科技角度分析有哪些難度？超級(jí)高鐵何時(shí)才能夢(mèng)想成真？

滬杭超級(jí)磁懸浮項(xiàng)目示意圖

一、中國(guó)有高鐵了，為什么還需要發(fā)展磁懸浮超級(jí)高鐵？

2013年馬斯克提出“超高速管道磁懸浮系統(tǒng)”的想法，即超級(jí)高鐵，這種高速運(yùn)輸系統(tǒng)采用真空密封管道運(yùn)輸乘客和貨物。是將高速磁懸浮技術(shù)和中真空技術(shù)等技術(shù)相集成而產(chǎn)生的現(xiàn)代交通工具，列車將以最高1220公里/小時(shí)行駛。到現(xiàn)在10年過去了，最近進(jìn)展也僅是去年旗下的隧道挖掘公司宣布，將啟動(dòng)“超級(jí)高鐵”（Hyperloop）項(xiàng)目的全面測(cè)試，看起來(lái)更像是汽車廣告。

對(duì)“超級(jí)高鐵”相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者和專家一直存在爭(zhēng)議。從上世紀(jì)末，京滬高鐵技術(shù)路線引發(fā)“磁輪之爭(zhēng)”，到2006年3月就被國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的滬杭磁懸浮項(xiàng)目，原計(jì)劃于2006年年內(nèi)開工，2008年底建成，2009年試運(yùn)行，但該項(xiàng)目長(zhǎng)期存在爭(zhēng)議，開工時(shí)間被無(wú)限期擱置。

部分學(xué)者認(rèn)為磁浮技術(shù)的造價(jià)要比輪軌高，沒有必要發(fā)展超級(jí)高鐵，也曾經(jīng)有學(xué)者認(rèn)為超級(jí)高鐵是一個(gè)天方夜譚的概念，甚至是一個(gè)技術(shù)上不可信的圈錢騙局。

2019年中國(guó)《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》中提出：合理統(tǒng)籌安排時(shí)速600 km級(jí)高速磁懸浮系統(tǒng)、時(shí)速400 km級(jí)高速輪軌(含可變軌距)客運(yùn)列車系統(tǒng)、低真空管(隧)道高速列車等技術(shù)儲(chǔ)備研發(fā)。可以洞見的是，時(shí)速600 km以上必須采用磁懸浮技術(shù)，實(shí)現(xiàn)由輪軌向磁懸浮過渡，這將是中國(guó)乃至世界軌道交通領(lǐng)域第2個(gè)顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，也是人類軌道交通歷史步入后高鐵時(shí)代的必由之路。

央視1高速磁懸浮列車相關(guān)報(bào)道

21世紀(jì)，中國(guó)磁懸浮軌道交通取得快速突破：高速磁懸浮率先實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)；中低速磁懸浮工程化應(yīng)用領(lǐng)跑全球；原創(chuàng)高溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)研發(fā)持續(xù)深入。超高速低真空管道磁懸浮軌道交通已被列為面向2035年的國(guó)家重大顛覆性工程技術(shù)。

央視4相關(guān)新聞報(bào)道

交通工具的跨越式變革都會(huì)引發(fā)一系列蝴蝶效應(yīng)。超級(jí)高鐵作為一種顛覆性的交通制式，也將會(huì)給未來(lái)的生活帶來(lái)翻天覆地的變化，成為引領(lǐng)世界交通技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志。超級(jí)高鐵一旦投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)，將對(duì)優(yōu)化我國(guó)資源配置、改善地區(qū)經(jīng)濟(jì)不平衡狀況、形成“超級(jí)城市群”“一小時(shí)經(jīng)濟(jì)圈”產(chǎn)生重要的積極意義，進(jìn)而成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的“超級(jí)助推器”。

二、超級(jí)高鐵的技術(shù)難點(diǎn)在哪？

超級(jí)高鐵的概念雛形是真空管道運(yùn)輸技術(shù)，最初是由機(jī)械工程師達(dá)里爾·奧斯特在上世紀(jì)90年代提出，磁懸浮技術(shù)和真空管道技術(shù)是超級(jí)高鐵的兩大核心技術(shù)。

磁懸浮技術(shù)使得列車與軌道和供電電纜之間無(wú)機(jī)械接觸，避免了超高速運(yùn)行過程中造成的機(jī)械摩擦損耗；真空管道技術(shù)使得列車與空氣之間的運(yùn)動(dòng)摩擦力減小，使得超高速運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的空氣阻力減小。這兩項(xiàng)技術(shù)不僅是保證超級(jí)高鐵運(yùn)行到超高速的前提，更是超級(jí)高鐵降低運(yùn)營(yíng)成本的關(guān)鍵。從整個(gè)系統(tǒng)來(lái)看，要攻克的難點(diǎn)還有很多。

超級(jí)高鐵目前的技術(shù)難點(diǎn)主要集中在三個(gè)方面：

1）現(xiàn)有磁懸浮技術(shù)的載重比普遍較低

載重比低也就意味著相同體積的載客空間可承載的乘客人數(shù)較少，故載客人均成本高，更無(wú)法應(yīng)用于載貨，最大的難點(diǎn)還在于如何以低成本實(shí)現(xiàn)、維持一個(gè)大體積的低真空空間。；

2）如何實(shí)現(xiàn)站臺(tái)處真空與正常大氣壓的有效隔絕

超級(jí)高鐵運(yùn)行在真空環(huán)境中，而乘客是從正常的大氣壓環(huán)境通過站臺(tái)進(jìn)入超級(jí)高鐵的乘客艙中，站臺(tái)處的氣密性設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要且艱難的工作；

3）真空中如何維持熱平衡

眾所周知，由于真空狀態(tài)下沒有空氣，故是不能通過對(duì)流來(lái)實(shí)現(xiàn)散熱的，而超級(jí)高鐵在運(yùn)行過程中不可避免的會(huì)有熱量產(chǎn)生，若不能快捷、高效的將真空環(huán)境中的熱量轉(zhuǎn)換或?qū)щx，真空環(huán)境下將熱失衡，影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。

盡管高速磁懸浮軌道交通應(yīng)用前景廣闊，但在技術(shù)方面仍然存在很多需要解決的問題：磁懸浮軌道梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究以及相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)還不完善，還應(yīng)加大對(duì)磁懸浮軌道梁現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及其控制限值的研究力度；造價(jià)高，利潤(rùn)回收周期長(zhǎng)，不能與現(xiàn)有鐵路網(wǎng)連通兼容；高速運(yùn)行時(shí)存在停電制動(dòng)問題；常導(dǎo)電磁懸浮列車由于懸浮高度低，對(duì)線路平整度要求高，高速磁浮列車是超級(jí)高鐵落地應(yīng)用的關(guān)鍵。

三、我國(guó)“高速飛車”研制取得多個(gè)進(jìn)展，底層技術(shù)已成熟。

高速磁浮列車被稱為繼高鐵之后以電磁力為驅(qū)動(dòng)的第五代交通工具，具有巨大發(fā)展前景和產(chǎn)業(yè)規(guī)模，是超級(jí)的重要支撐。

高速磁浮列車是一個(gè)龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)，磁懸浮列車主要包括系統(tǒng)：懸浮系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)，其懸浮運(yùn)動(dòng)的基本原理是利用磁鐵產(chǎn)生的強(qiáng)大磁吸力或磁斥力使列車懸浮，并通過直線電機(jī)產(chǎn)生的牽引力驅(qū)動(dòng)列車前進(jìn)。

西南交通大學(xué)高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化樣車外觀及試驗(yàn)線

我國(guó)于20世紀(jì)80年代初開始進(jìn)行磁懸浮交通系統(tǒng)研究，目前對(duì)于不同制式的高速磁浮技術(shù)均有成果，其中，中車四方專注于常導(dǎo)電磁高速磁浮交通，已有時(shí)速達(dá)600km的高速磁懸浮在青島市正式運(yùn)行；2021西南交通大學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)速620 km的高溫超導(dǎo)釘扎制式高速磁浮工程化樣車及試驗(yàn)線正式啟用；2023年1月14日航天科工聯(lián)合多家單位共同研發(fā)超高速低真空管道磁浮交通系統(tǒng)（高速飛車項(xiàng)目），完成了國(guó)內(nèi)首次全尺寸超導(dǎo)航行試驗(yàn)，取得成功。

航天科工三院“高速飛車”系統(tǒng)首次全尺寸超導(dǎo)航行試驗(yàn)成功

中國(guó)自研的高溫超導(dǎo)磁懸浮依靠獨(dú)特的釘扎作用懸浮或懸掛，可沿著永磁軌道運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)自懸浮、自穩(wěn)定和自導(dǎo)向。運(yùn)營(yíng)速度可達(dá)600~1000 km·h-1甚至更高。從綜合技術(shù)和可靠性方面來(lái)看，600km·h-1以上完全可以采用中國(guó)的高溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)，這一技術(shù)具有后發(fā)技術(shù)優(yōu)勢(shì)和劃時(shí)代的意義。

四、“超級(jí)高鐵”的落地不僅是技術(shù)決定的，還取決于市場(chǎng)需求

短時(shí)間內(nèi)磁懸浮無(wú)法撼動(dòng)其他軌道交通方式的位置，目前來(lái)看只是作為一些線路的補(bǔ)充（上海長(zhǎng)沙均為機(jī)場(chǎng)線，北京為景區(qū)線，長(zhǎng)株潭規(guī)劃像是旅游線），主要原因是其高票價(jià)不具有競(jìng)爭(zhēng)力。

在4月17日發(fā)表于《鐵路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)》的一篇文章中表示，當(dāng)前最具備建設(shè)條件的6條示范線進(jìn)行指標(biāo)量化比選評(píng)價(jià)，東部沿海兩個(gè)富裕的城市脫穎而出。

中國(guó)還有幾條候選線路競(jìng)爭(zhēng)超級(jí)高鐵項(xiàng)目，包括北京-石家莊、廣州-深圳和成都-重慶線路等。評(píng)估團(tuán)隊(duì)說(shuō)，每一條都有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

項(xiàng)目評(píng)估團(tuán)隊(duì)表示，研究超級(jí)高鐵時(shí)考慮了幾個(gè)關(guān)鍵因素，包括人口密度、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和現(xiàn)有交通基礎(chǔ)設(shè)施等，他們對(duì)每條線路的經(jīng)濟(jì)潛力進(jìn)行了評(píng)估。上海至杭州的超級(jí)高鐵線路對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)是最可行和最有利的。

該線路涉及的兩個(gè)城市人口密度高，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)活躍，且地勢(shì)相對(duì)平坦，具有較高的技術(shù)可行性，因此被認(rèn)為具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)潛力。這樣一個(gè)項(xiàng)目還將促進(jìn)上海和杭州之間的區(qū)域一體化，由此產(chǎn)生積極的社會(huì)影響。

結(jié)語(yǔ)：

盡管超級(jí)高鐵技術(shù)目前仍存在不少技術(shù)難題，但阻擋不了人們對(duì)“更快速、更舒適、更安全、更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)?！背鲂蟹绞降淖非?。

未來(lái)超級(jí)高鐵以超過1000千米/小時(shí)的速度前進(jìn)，原來(lái)以小時(shí)計(jì)算的行程全部變成以分鐘衡量——乘坐超級(jí)高鐵從北京到武漢將由5個(gè)多小時(shí)縮短至大約30分鐘，北京到上海、西安也是如此，超級(jí)高鐵顛覆性的交通變革帶動(dòng)一小時(shí)經(jīng)濟(jì)圈形成，“超級(jí)城市群”將不是夢(mèng)想。

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首個(gè)超級(jí)高鐵乘客艙在西班牙展出設(shè)計(jì)時(shí)速達(dá)1200 km[J].隧道建設(shè)(中英文)

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