埃隆·馬斯克與“超級回路”高速列車
（文/王麟）
就在美國加州高鐵蓄意待發，揚帆啟程之前，美國壹位億萬富翁兼技術天才卻對加州高鐵的高投資和低速度頗不以為然，轉手就拋出了自己的高鐵設想，非常酷，省錢，速度高，占地少，安全環保，這個設想就是已經在全世界紅火了3年的“超級回路”，據說可以改變高速鐵路的發展歷史。雖然美國政府官方對此並沒表態，但是這位技術天才的號召力不可小覷，民間資本風起雲湧，各路英才遠程協作，終於將這個看似不可能的高鐵技術慢慢變成了現實。這位技術天才兼億萬富翁就是埃隆·馬斯克，在未來改變人類歷史的十項技術發明中，埃隆·馬斯克公司就占據了兩項，分別是可回收火箭技術與特斯拉自動駕駛技術。而埃隆馬斯克本人，據說就是漫威公司著名漫畫人物鋼鐵俠的原型。這位天才曾經說過，他將來有壹天要到火星上退休，並為此在不斷努力。我們暫且不管富翁遙遠的退休問題，先回過頭來看看“超級回路”到底有何神奇之處吧。
（埃隆·馬斯克）
如果沒有奧巴馬在2009年關於高鐵技術的那場演講，美國加利福尼亞州舊金山至洛杉磯新建高鐵計劃也許還要延遲。經過艱難的磨合與推進，加州高鐵新建工程近期終於啟動。然而，在技術達人埃隆·馬斯克看來，高達684億美元的造價、平均264公裏的時速、長達2.5小時的旅程，與飛機和汽車相比，性價比實在不高。因此，2013年，他提出了壹種“超級回路”（Hyperloop）新型交通方式設想，並做了技術可行性分析，通過互聯網開放式平臺，分享研究成果，希望借助眾籌的力量，將這壹頗具輝煌前景的設想實施落地。
根據馬斯克技術白皮書提供的數據，“超級回路”列車平均時速可達970公裏/小時，而最高運行速度為1200公裏/小時，環保節能無汙染，利用太陽能作為供應能源，從洛杉磯至舊金山500公裏的距離，只需要35分鐘就可到達，而造價約為60億至75億美元，是輪軌式高鐵造價的10%。人氣和影響力直追喬布斯的埃隆·馬斯克點燃了“超級回路”的火種。然而，他並不是第壹個提出這個概念的人。如果向上追溯，最早提出真空管道列車概念的時間是1812年，首次提出這個概念的人是英國機械工程師兼發明家喬治·梅德赫斯特；到了1864年左右，英國倫敦修建了壹條“水晶宮氣動鐵路”，通過蒸汽機驅動直徑6.7米的巨型風扇為列車提供動力；1870年在美國紐約開通運營“海濱氣動運輸系統”，通過埋在地下的管道，利用壓縮空氣驅動列車運行；1910年，美國火箭專家羅伯特·戈達德首次為真空管道列車命名；第壹個提出真空管道設想並申請專利的人是德國工程師赫爾曼·肯佩爾，他是基於磁懸浮列車技術原理提出的這個觀點，並於1934年申請了專利。而“真空管道運輸”商標名稱則是機械工程師達裏爾·奧斯特於20世紀90年代提出，並於1997年獲得專利。
由上可知，埃隆·馬斯克只是重新提出了類似的概念，並命名為“超級回路”。最重要的是，他並非空想家，而是實幹家，努力將這項技術真正變成現實，並呼籲更多的有識之士參與這項偉大的運輸革命，這是他的過人之處。“超級回路”是在實現局部真空的密封管道中，懸浮在空氣墊之上，通過直線電機和空氣壓縮機提供動力，驅動加壓之後的旅客艙快速移動，進而實現高速行車的目的。
“超級回路”的技術原理與“真空管道列車”類似，但是與後者最大的不同之處就在於管道的密封性要求有差異。“真空管道列車”對管道的密封要求嚴格，要達到真空級別，擯棄壹切空氣阻力，實現起來非常困難。而“超級回路”則要求將管道減壓到1毫巴（100帕斯卡）即可，這樣在技術上容易實現。
然而，旅客艙在局部真空管道中高速運行，與飛機速度不相上下，管道中殘留的空氣就成了最大的阻礙，解決辦法是在旅客艙的前面安裝進氣風扇和空氣壓縮機，將旅客艙前面的空氣吸入後，分流到後面，進而減少空氣阻力。沿著管道底部布置的直線電機，為旅客艙提供動力，旅客艙底部與管壁之間形成0.5到1.3毫米的空氣墊，使得旅客艙懸浮在空氣墊上，只需要克服空氣阻力，就可以實現高速行車。
在旅客艙高速運行過程中，由於空氣摩擦會產生很多熱量，需要設置冷卻系統進行降溫，同時，還可以通過旅客艙頭部的風扇和空氣壓縮機實現列車制動。在列車啟動加速之際，施加在乘客身上的加速度是0.5g，是飛機起飛和降落加速度的2至3倍，在壹定程度上向乘客提出了挑戰。在基礎設施方面，“超級回路”的管道既可以架設在橋梁之上，也可以下鉆地下，既能夠節省用地，也可以實現與周邊環境的協調。
“超級回路”的設想很豐滿，但是現實很骨感，從想象到技術實現，需要付出艱辛的努力，有壹大堆技術難題需要攻克。隨便舉幾例，首先是旅客艙高速運行控制方向的難題。我們都知道，輪軌式高鐵列車利用鐵路軌道進行導向，磁懸浮列車通過設置在線路兩側的電磁鐵進行導向，即使是汽車，也通過駕駛員的方向盤進行導向。那麽沒有司機的旅客艙，是通過何種方式進行導向的呢？在高速運行經過彎道之際，如何避免旅客艙撞擊管壁造成行車事故？根據研究結果顯示，當旅客艙以230米/秒高速運行之時，僅僅偏離中心線1毫米，就會帶來可怕的撞擊和振動。我們不難想象，乘客在這種環境中旅行中的感受，肯定和面臨飛機失事是同壹種心理。
其次，如何保證旅客艙安全制動？到目前為止，“超級回路”列車的制動方式依舊處於概念和初步模擬階段，能否實現高速行車的快速制動，是保證乘客生命財產安全的關鍵所在。就拿輪軌式高速動車組而言，采用的都是復合制動系統，意味著有多達9種制動方式可以分級或者混合使用。而列車從制動到停車的距離，與列車的速度成正比，壹般而言，時速120公裏/小時及以下的列車，制動停車距離約為800米，而時速300至350公裏/小時的高鐵列車，制動停車距離長達5至6公裏。與此類比，時速1200公裏/小時的“超級回路”列車的制動距離該是多少，我們不難估算出來。輪軌式高鐵動車組實施全方位的緊急制動，也需要數公裏才能停下，“超級回路”列車僅僅憑著稀薄空氣提供的制動力，要想安全停車，就過於樂觀了。
第三就是乘客的旅行心理問題。我們很多人都有或多或少的幽閉恐懼癥，在壹個密封的空間，既不能隨便移動，也不能飲食，甚至不能上衛生間，談不上舒服，想看外面的風景了，更是不可能。壹旦突發疾病，臨時處置都很困難。在這種幽閉的環境裏，最適合冒險刺激，而不適合長途旅行。因此，解決乘客的旅行心理，給他們提供舒適的乘車環境，也是必須要考慮的問題。
技術天才埃隆·馬斯克壹呼百應，全球有很多技術英才摩拳擦掌，為實現這項運輸革命而殫精竭慮。截止到目前為止，全球壹***成立了三個“Hyperloop”技術公司在為夢想打拼。其壹是“超級回路運輸技術公司”（HTT），他們雄心勃勃，除了想要承建舊金山至洛杉磯的“超級回路”之外，還將目光瞄向了國外，並與斯洛伐克政府簽訂了壹項承建合同，線路銜接伯拉第斯拉瓦、維也納和布達佩斯，並在2016年3月份開始進行實質性研究。為了加快研發進展，在2015年5月，HTT公司宣布在加州岸谷小鎮修建長8公裏的試驗線路，並於當年11月份破土動工，在未來的32個月內，完成1.5億美元的投資，而公司的負責人則保守預測，“超級回路”若想投入實用，要在十年之後了。
然而，另壹家公司比HTT公司走得更快，這就是“超級回路壹號”公司（Hyperloopone），前身是“超級回路技術”公司，為了避免與HTT公司名字混淆，改成了現在的名字。該公司準備承建洛杉磯到拉斯維加斯的“超級回路”線路，並在美國內華達州修建了長約5公裏的試驗線路，在2016年5月12日首次在室外測試列車的推進系統並取得了成功，從零公裏加速到96公裏只用了1秒鐘。按照該公司的計劃，“超級回路壹號”公司將於2016年的年底對完整的推進系統進行全面測試，這項測試意義也很重大，意味著“超級回路”告別了紙上談兵，開啟了漫長的攻堅之旅。按照“超級回路壹號”公司的計劃，最早在2019年可以開展貨物運輸，到2021年開始實施載人試驗。
除了這兩家主要的公司互相競爭之外，埃隆·馬斯克主創的spaceX公司也參與到了“超級回路”的技術研發之中，提出準備修建1.5公裏的試驗軌道，並在2016年2月18號向社會公開了《SpaceX公司“超級回路”試驗軌道說明書》，列舉了需要通過集思廣益才能解決的系列技術難題，向實用性邁開了至關重要的壹步。
值得壹提的還有加拿大TransPod公司，專門攻關“超級路”中的核心設備——旅客艙。2016年3月份，TransPod公司對外宣布，要研發全尺寸的“超級回路”旅客艙，並在當年12月份的柏林博覽會上亮相。該公司研發計劃雄心勃勃，他們將旅客艙的目標速度設定為1000公裏/小時，采用計算機自動控制，通過太陽能提供能源，預計到2020年，商用的旅客艙就可以下線投入使用。
“超級回路”到底能不能為傳統運輸領域帶來技術革命，讓我們拭目以待。
（本文選自作者新書《高鐵的前世今生》，2016年11月，中國鐵道出版社出版發行）