概述
2013年8月,擁有SpaceX私人航天公司和特斯拉電動機車公司的埃隆·馬斯克(ElonMusk)公布了超級環路列車(Hyperloop)的概念設計,只需要30分鐘就能完成舊金山到洛杉磯的旅程,該平台被喻為“第五種交通工具”。據悉,超級環路列車系統將使用太陽能,每小時可達到1223公里,接近每秒340米,顯然該速度超過地球上行駛的任何一列商業火車,對未來城際交通而言是個革命性的突破。相距1500公里之內的城市都可以修建這樣的超級軌道,可運輸人員或者貨物,如果僅僅運送人員,那么造價就會便宜一些,大約為60億美元。2015年12月7日,美國超級迴路技術公司(HTI)宣布,已購買拉斯維加斯附近50英畝土地用於測試軌道建設,預計2016年可開始進行超級迴路列車驅動系統的測試,2020年研製完成可投入商業運行。
設計原理
超級列車(Hyperloop)原理就是將列車艙體置於接近真空的管道之中,並通過磁動力和太陽能驅動。因為管道中接近真空,空氣阻力基本可忽略不計,列車速度有望達到每小時1200多公里。
例如,乘坐Hyperloop列車,從洛杉磯到舊金山610公里的旅程,旅客只需半小時就能抵達,比乘飛機節省了一半時間
“超級列車”的運輸方式類似老式建築內部用於傳輸檔案的氣壓管道,但這回被運送的是人。車廂在起點被彈射出去,因磁力一路前行,途中不會像飛機那樣遭遇氣流顛簸。
優點
高速安全
根據預想,由於處在無空氣、無摩擦的運輸環境,膠囊列車的速度可以達到每小時6500公里。從美國紐約到洛杉磯只要45分鐘,如果跨越太平洋,至北京也僅需2小時即可達到。馬斯克說:乘坐“超級高鐵”感覺好像坐飛機,“旅行順暢,仿佛駛在空中”。馬斯克先前稱“超級高鐵”是介於“協和式飛機、軌道炮和空氣球檯”之間的跨界交通系統。
超迴路系統的安全性令人們十分關注。為了消除這種疑惑,馬斯克強調,整個管道系統的建造必須符合抗震建築要求,同時,不受風力、冰雪、大霧和降雨等自然氣候影響。
與飛機和火車相比,“超級高鐵”受地震影響較小,也不易發生事故,因為它不會從天空掉落,也不會脫軌。
由於推進系統是整個管道的一部分,從設計上每個部分都有速度限制,並且乘客艙都是完全包含在管道中,出現類似列車的出軌現象是不太可能的。此外,每個乘客艙都處於加壓狀態,安裝有氧氣罩和緊急剎車系統。
與航空行程相比,真空管道運輸不受天氣因素影響,不會發生航班延誤、取消等情況,艾倫·馬斯克說,“超級高鐵無需預訂座位,可以直接乘車出發。“此外,據介紹,在真空管道沿線處每隔一定距離還設有安全艙,當車輛發生故障停止,或是密封艙體失壓時,乘客可從安全艙逃離,躲避危險。
對於短距離運輸,超迴路比飛機更具優勢,因為該系統不需要將時間浪費在上升和降落過程上。
低價節能
除了高速、安全的優越性外,真空管道運輸系統不僅更低價環保,而且更便捷舒適。
ET3公司稱,“超級列車”高效的能量利用使其運輸成本大幅度下降。首先,利用直線電機將運載艙體加速至一定速度後,艙體能夠依靠慣性在真空管道中運行,並不需要任何額外的能量,在乘客即將到站需要減速時,艙體的現有動能又可通過直線電機進行能量回收和再利用,運輸成本僅為高速鐵路的十分之一。
其次,由於減少了接觸摩擦和空氣摩擦,真空管道運輸比任何傳統交通工具耗費的能源都少,“超級列車”每度電的運輸能力是高鐵的50倍。同時,設計者還在思考新的節能方式。特斯拉公司CEO艾倫·馬斯克則介紹,超級列車“超級高鐵”將採取太陽能供電方式,能夠自行補充能量。在系統中裝上太陽能電板後,獲取的能量將超過消耗所需,此外,該系統還有存儲能量的設施,在不使用電池板的情況下也能行駛一周時間。
兩個地的真空管道與高速鐵路一樣搭建在地上,凡是有道路的地方,就可以有兩根管道,供兩個方向行駛。按照預想,真空管道或許還能“附著”在已經建成的高速架橋上,從而節省路線資源與基礎設施的搭建成本。
馬斯克稱,超迴路採用高架結構,從理論上避免了占地問題。多數管道都是沿著加利福尼亞州5號州際高速公路建造,不會占用太多土地。
馬斯克稱,這種超迴路運輸系統將帶來交通運輸的革命性變化,是繼飛機、火車、汽車、輪船之外的“第五種交通工具”。從設計來看,這種系統僅適合於相隔1600公里兩個城市之間的交通運輸,超過這一距離,儘可能還是選擇航空運輸。
研究進程
HTI公司
2013年馬斯克提出Hyperloop構想後,一些私人企業便開始從事該項目的研發,2015年12月7日宣布在拉斯維加斯買地進行軌道建設的HTI是其中處於領跑位置的一家企業,不過目前這家公司目前並未獲得馬斯克投資。總部位於洛杉磯的HTI公司表示,這個月就可以開始1公里測試軌道建設,預計2016年第一季度可進行超級列車(Hyperloop)的動力系統測試工作,2017年初開始完整的運行測試。
該公司目前仍在尋找一個可以建設3公里測試軌道的地點,他們計畫在2020年推出可投入商業運行的運輸系統。
HTI將成為世界首個對Hyperloop可行性進行正式測試的團隊,該公司執行長羅布·利奧伊德稱,這是公司在Hyperloop概念變為商業現實過程中,邁出具有里程碑意義的一步。
HTI表示,他們已經獲得3700萬美元投資並預計能通過債券融資方式得到8000萬美元。
HTT公司
HTI的對手,超級迴路運輸技術公司(HTT)2015年10月宣布,幾周內將在加利福尼亞州開始建設8公里長的測試軌道。這條軌道在測試階段的運輸能力可達1000萬人次,但其工期也較長,僅硬體建設一項估計就要2年半。
前景
業內人士表示,即使有公司完成Hyperloop的研製,在美國很難將其付諸實踐。而國外一些國家對這項技術卻很有興趣,他們缺乏基礎設施,人口密集,有引入的政治意願,也沒有太多的法規約束。