15分鐘上海到杭州，中國超級高鐵進行時

出品|網易新聞

導語：

近日中國工程和鐵路研究人員稱，在上海和杭州之間，或將建造世界首條超級高鐵。這條150公里長的真空隧道將允許磁懸浮列車以高達1000公里/小時的速度行駛，建成后僅需15分鐘車程就可到達。滬杭高速磁懸浮項目最早于2006年3月就被國務院批準，為何一再擱置，其他國家至今仍無高速磁懸浮商運線，從工程和科技角度分析有哪些難度？超級高鐵何時才能夢想成真？

滬杭超級磁懸浮項目示意圖

一、中國有高鐵了，為什么還需要發展磁懸浮超級高鐵？

2013年馬斯克提出“超高速管道磁懸浮系統”的想法，即超級高鐵，這種高速運輸系統采用真空密封管道運輸乘客和貨物。是將高速磁懸浮技術和中真空技術等技術相集成而產生的現代交通工具，列車將以最高1220公里/小時行駛。到現在10年過去了，最近進展也僅是去年旗下的隧道挖掘公司宣布，將啟動“超級高鐵”（Hyperloop）項目的全面測試，看起來更像是汽車廣告。

對“超級高鐵”相關領域的學者和專家一直存在爭議。從上世紀末，京滬高鐵技術路線引發“磁輪之爭”，到2006年3月就被國務院批準的滬杭磁懸浮項目，原計劃于2006年年內開工，2008年底建成，2009年試運行，但該項目長期存在爭議，開工時間被無限期擱置。

部分學者認為磁浮技術的造價要比輪軌高，沒有必要發展超級高鐵，也曾經有學者認為超級高鐵是一個天方夜譚的概念，甚至是一個技術上不可信的圈錢騙局。

2019年中國《交通強國建設綱要》中提出：合理統籌安排時速600 km級高速磁懸浮系統、時速400 km級高速輪軌(含可變軌距)客運列車系統、低真空管(隧)道高速列車等技術儲備研發。可以洞見的是，時速600 km以上必須采用磁懸浮技術，實現由輪軌向磁懸浮過渡，這將是中國乃至世界軌道交通領域第2個顛覆性技術創新，也是人類軌道交通歷史步入后高鐵時代的必由之路。

央視CCTV1高速磁懸浮列車相關報道

21世紀，中國磁懸浮軌道交通取得快速突破：高速磁懸浮率先實現商業化運營；中低速磁懸浮工程化應用領跑全球；原創高溫超導磁懸浮技術研發持續深入。超高速低真空管道磁懸浮軌道交通已被列為面向2035年的國家重大顛覆性工程技術。

央視CCTV4相關新聞報道

交通工具的跨越式變革都會引發一系列蝴蝶效應。超級高鐵作為一種顛覆性的交通制式，也將會給未來的生活帶來翻天覆地的變化，成為引領世界交通技術發展的重要標志。超級高鐵一旦投入商業運營，將對優化我國資源配置、改善地區經濟不平衡狀況、形成“超級城市群”“一小時經濟圈”產生重要的積極意義，進而成為我國經濟高速發展的“超級助推器”。

二、超級高鐵的技術難點在哪？

超級高鐵的概念雛形是真空管道運輸技術，最初是由機械工程師達里爾·奧斯特在上世紀90年代提出，磁懸浮技術和真空管道技術是超級高鐵的兩大核心技術。

磁懸浮技術使得列車與軌道和供電電纜之間無機械接觸，避免了超高速運行過程中造成的機械摩擦損耗；真空管道技術使得列車與空氣之間的運動摩擦力減小，使得超高速運行過程中所產生的空氣阻力減小。這兩項技術不僅是保證超級高鐵運行到超高速的前提，更是超級高鐵降低運營成本的關鍵。從整個系統來看，要攻克的難點還有很多。

超級高鐵目前的技術難點主要集中在三個方面：

1）現有磁懸浮技術的載重比普遍較低

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較少，故載客人均成本高，更無法應用于載貨，最大的難點還在于如何以低成本實現、維持一個大體積的低真空空間。；

2）如何實現站臺處真空與正常大氣壓的有效隔絕

超級高鐵運行在真空環境中，而乘客是從正常的大氣壓環境通過站臺進入超級高鐵的乘客艙中，站臺處的氣密性設計是一項重要且艱難的工作；

3）真空中如何維持熱平衡

眾所周知，由于真空狀態下沒有空氣，故是不能通過對流來實現散熱的，而超級高鐵在運行過程中不可避免的會有熱量產生，若不能快捷、高效的將真空環境中的熱量轉換或導離，真空環境下將熱失衡，影響整個系統的正常工作。

盡管高速磁懸浮軌道交通應用前景廣闊，但在技術方面仍然存在很多需要解決的問題：磁懸浮軌道梁結構設計研究以及相應規范和標準還不完善，還應加大對磁懸浮軌道梁現場試驗及其控制限值的研究力度；造價高，利潤回收周期長，不能與現有鐵路網連通兼容；高速運行時存在停電制動問題；常導電磁懸浮列車由于懸浮高度低，對線路平整度要求高，高速磁浮列車是超級高鐵落地應用的關鍵。

三、我國“高速飛車”研制取得多個進展，底層技術已成熟。

高速磁浮列車被稱為繼高鐵之后以電磁力為驅動的第五代交通工具，具有巨大發展前景和產業規模，是超級的重要支撐。

高速磁浮列車是一個龐大、復雜的系統，磁懸浮列車主要包括三大系統：懸浮系統、驅動系統和導向系統，其懸浮運動的基本原理是利用磁鐵產生的強大磁吸力或磁斥力使列車懸浮，并通過直線電機產生的牽引力驅動列車前進。

西南交通大學高溫超導高速磁浮工程化樣車外觀及試驗線

我國于20世紀80年代初開始進行磁懸浮交通系統研究，目前對于不同制式的高速磁浮技術均有成果，其中，中車四方專注于常導電磁高速磁浮交通，已有時速達600km的高速磁懸浮在青島市正式運行；2021西南交通大學設計時速620 km的高溫超導釘扎制式高速磁浮工程化樣車及試驗線正式啟用；2023年1月14日航天科工聯合多家單位共同研發超高速低真空管道磁浮交通系統（高速飛車項目），完成了國內首次全尺寸超導航行試驗，取得成功。

航天科工三院“高速飛車”系統首次全尺寸超導航行試驗成功

中國自研的高溫超導磁懸浮依靠獨特的釘扎作用懸浮或懸掛，可沿著永磁軌道運行，實現自懸浮、自穩定和自導向。運營速度可達600~1000 km·h-1甚至更高。從綜合技術和可靠性方面來看，600km·h-1以上完全可以采用中國的高溫超導磁懸浮技術，這一技術具有后發技術優勢和劃時代的意義。

四、“超級高鐵”的落地不僅是技術決定的，還取決于市場需求

短時間內磁懸浮無法撼動其他軌道交通方式的位置，目前來看只是作為一些線路的補充（上海長沙均為機場線，北京為景區線，長株潭規劃像是旅游線），主要原因是其高票價不具有競爭力。

在4月17日發表于《鐵路標準設計》的一篇文章中表示，當前最具備建設條件的6條示范線進行指標量化比選評價，東部沿海兩個富裕的城市脫穎而出。

中國還有幾條候選線路競爭超級高鐵項目，包括北京-石家莊、廣州-深圳和成都-重慶線路等。評估團隊說，每一條都有獨特的優勢。

項目評估團隊表示，研究超級高鐵時考慮了幾個關鍵因素，包括人口密度、經濟活動和現有交通基礎設施等，他們對每條線路的經濟潛力進行了評估。上海至杭州的超級高鐵線路對中國來說是最可行和最有利的。

該線路涉及的兩個城市人口密度高，經濟活動活躍，且地勢相對平坦，具有較高的技術可行性，因此被認為具有較強的經濟潛力。這樣一個項目還將促進上海和杭州之間的區域一體化，由此產生積極的社會影響。

結語：

盡管超級高鐵技術目前仍存在不少技術難題，但阻擋不了人們對“更快速、更舒適、更安全、更經濟、更環保”出行方式的追求。

未來超級高鐵以超過1000千米/小時的速度前進，原來以小時計算的行程全部變成以分鐘衡量——乘坐超級高鐵從北京到武漢將由5個多小時縮短至大約30分鐘，北京到上海、西安也是如此，超級高鐵顛覆性的交通變革帶動一小時經濟圈形成，“超級城市群”將不是夢想。

參考文獻：

朱美玲,顏景平.磁懸浮在工程中的應用和發展[J].電子工業專用設備, 1993, (03): 35-38.

嚴陸光,徐善綱,孫廣生, et al.高速磁懸浮列車的戰略進展與我國的發展戰略(下)[J].電工電能新技術, 2003, (01): 1-8.

申月,胡思繼.高速磁浮列車技術及其在我國客運交通中的戰略地位[J].技術經濟, 2001, (12): 35-37.

李益民.直線電機與磁浮驅動[M].成都:西南交通大學出版社, 2018: 4-21.

趙昌宗.磁懸浮“飛機”[J].東方電機, 2002, 30(04): 387-391.

鄧自剛,李海濤.高溫超導磁懸浮車研究進展[J].中國材料進展, 2017, 36(05): 329-334+351.

陳貴榮,常文森.磁懸浮列車發展綜述[J].國外鐵道車輛, 1993, (01): 1-4.

張志洲,張惠霞.韓國磁懸浮列車發展[J].國外鐵道車輛, 2006, (04): 8-12.

陳茜.超級高鐵引領未來新時速[J].現代工業經濟和信息化, 2013, (17): 80-81.

谷江敏.秒殺磁懸浮的交通工具—超級高鐵[J].中國經濟報告, 2016, (06): 114-116.

崔麗媛.國外研究:“超級高鐵”真的要來了?[J].交通建設與管理, 2017, (04): 44-47.

中國版“超級高鐵”試驗時速有望達到1500km[J].現代隧道技術, 2018, 55(04): 96.

首個超級高鐵乘客艙在西班牙展出設計時速達1200 km[J].隧道建設(中英文)

「了不起的中國制造」專欄，力邀行業權威、資深玩家，呈現他們眼中的中國創新之路。