朋友們，你坐過最久的一趟火車，是多長(zhǎng)時(shí)間？

（只坐飛機(jī)沒坐過火車的請(qǐng)讓路……）

我最遠(yuǎn)的一次，大概是從沈陽到西安的火車，一口氣坐了26個(gè)小時(shí)，硬座票，真的是硬著頭皮坐完的……

那個(gè)時(shí)候，我就在想，如果火車能快一點(diǎn)，該有多好。直到高鐵出來……我也坐不起。雖然省時(shí)間，但是太貴了……

目前，高鐵最快時(shí)速可以超過300公里。雖然超的不多，但這個(gè)速度已經(jīng)非常驚人了。但是，如果有人告訴你，有一種所謂的超級(jí)高鐵，速度可以超過火箭，你信嗎……

超級(jí)高鐵是啥

聽起來，只要是比現(xiàn)在的高鐵牛的列車，就可以叫做超級(jí)高鐵。不過，目前來說，比較被重視的一種模式，大約就是真空管道模式的超級(jí)高鐵了。

真空管道運(yùn)輸，最早是在上個(gè)世紀(jì)90年代由機(jī)械工程師達(dá)里爾·奧斯特提出的。顧名思義，就是在一個(gè)真空或者高度真空的環(huán)境下進(jìn)行的交通運(yùn)輸。很明顯，這是一種排除空氣阻力的交通模式。

說起空氣阻力，很多人是不太在意的。畢竟在高中學(xué)物理的時(shí)候，這種因素都是被忽略的。問題在于，高中時(shí)忽略空氣阻力，是考慮到我們的智商還不夠，不是空氣阻力不夠……

當(dāng)你真的了解了空氣阻力之后，就會(huì)明白它給人類帶來多大的麻煩。而空氣給人類帶來的麻煩，不僅僅在于阻力。這些綜合的因素，大大限制了交通的速度。

空氣阻力有多強(qiáng)大

空氣阻力的計(jì)算公式，是這樣的：

其中，C為空氣阻力系數(shù)，ρ為空氣密度，S為物體迎風(fēng)面積，V就是物體與空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度了。可以看出，前三項(xiàng)的數(shù)據(jù)相對(duì)穩(wěn)定，所以空氣阻力的大小，就和速度有著重要的關(guān)系。而且，它是與速度的平方成正比的，因此，當(dāng)交通工具速度上升的時(shí)候，空氣阻力是呈平方指數(shù)上升的。

別說交通工具了，即使是對(duì)于人類的男子一百米競(jìng)賽，空氣也有著很大的影響。要知道，博爾特的世界紀(jì)錄，按照時(shí)速算也不過是每小時(shí)34.5公里。

對(duì)于交通工具來說，這個(gè)影響就更大了。

在F1賽車界有這么一句話：“誰控制好空氣，誰就能贏得比賽”。F1的最高時(shí)速大概也就是四百多公里，已經(jīng)如此受空氣阻力的限制，更不用說目標(biāo)時(shí)速設(shè)定在幾千甚至上萬公里的超級(jí)高鐵了。

因此，空氣阻力對(duì)于高鐵速度的限制，不僅僅是明顯，簡(jiǎn)直就是可怕。解決了空氣阻力，列車就可以大幅提升速度。甚至西南交通大學(xué)張耀平教授指出，只要不超過第一宇宙速度（那樣就要起飛了），也就是28440公里的時(shí)速，就都是有可能的。

超級(jí)高鐵的其他優(yōu)勢(shì)

不止是對(duì)于速度的限制，更可怕的是空氣阻力帶來的一系列影響。首先需要擔(dān)憂的，就是能耗問題。

以普通的車為例，當(dāng)它的時(shí)速達(dá)到80公里的時(shí)候，它的油耗就有將近一半要搭載客服空氣阻力上了。為什么這么夸張？如果你還記得高中物理的一個(gè)公式的話你就明白了——P=F·V。也就是說，功率等于牽引力乘以速度，牽引力有一部分是對(duì)抗空氣阻力的，也就是和速度平方成正比，然后在乘以速度，也就是說，這個(gè)功率要和速度立方成正比……

對(duì)于高鐵來說，如果速度達(dá)到400km/h，那么其消耗的能源中，有80%都是在克服空氣阻力。

所以，如果能夠在真空管道里運(yùn)行一輛車，那么它的速度將會(huì)大大增加，而且節(jié)省大量的能源。有人做過計(jì)算，如果真空管道運(yùn)輸可以實(shí)現(xiàn)，將可以節(jié)省超過98%的能耗！

而且，由于能源的大幅下降，大家擔(dān)心的票價(jià)可能會(huì)出乎意外地不會(huì)提高，反而會(huì)非常便宜。

除了能源之外，噪音也是非?？植赖?。專家指出，氣動(dòng)噪音隨速度七次或八次方而急增，一旦高鐵速度過快，光是噪音就能把人逼瘋。這還只是氣動(dòng)噪音，而不是高鐵本身的噪音。之所以我們的高鐵在城區(qū)會(huì)減速，除了考慮安全因素之外，也是防止噪音污染。

超級(jí)高鐵是否在研發(fā)

問題在于，可行嗎？

實(shí)際上，自從這個(gè)想法被提出之后，很多人都考慮實(shí)施這一計(jì)劃。最著名的，就是科學(xué)狂人——埃隆·馬斯克。從電動(dòng)車到火箭，馬斯克什么都研究，連高鐵也不放過。

2013年，馬斯克提出了Hyperloop計(jì)劃，讓超級(jí)高鐵從專家研究領(lǐng)域轉(zhuǎn)移到了公眾獵奇領(lǐng)域。他提議利用太陽能電池板為高速回路列車提供全時(shí)段的電力支持，打造時(shí)速高達(dá)800英里（約1287公里）的列車大幅提高列車的運(yùn)輸效率和能力。不過，由于特斯拉和火箭已經(jīng)占據(jù)了他大量的時(shí)間和精力，他實(shí)在無暇再搞這項(xiàng)科技，所以把這個(gè)創(chuàng)意提供出來，希望有能力的公司進(jìn)行研發(fā)。

接下來，就有很多公司響應(yīng)。其中成效最好的，就是Hyperloop One了。

2016年，Hyperloop One在美國(guó)拉斯維加斯的沙漠中進(jìn)行了一次測(cè)試，在他們建造的軌道上，一輛測(cè)試用的小車在2秒之內(nèi)加速到了643 公里每小時(shí)。嗖，一閃而過，牛吧？最終，風(fēng)馳電掣的小車，在91米外利用減速沙灘實(shí)現(xiàn)了停車。

猜中了開頭，卻沒猜中結(jié)尾……

這車剎的，真是讓我意外……

即便如此，Hyperloop One的這次測(cè)試仍然賺足了眼球，并且在2017年獲得了維珍集團(tuán)的融資，看起來欣欣向榮。不過，最近幾年，我們很少聽到關(guān)于Hyperloop One消息了，不知道他們幾時(shí)還會(huì)有新的動(dòng)作。

除了美國(guó)之外，世界其他國(guó)家也對(duì)此表示了興趣。2016年5月中旬，俄羅斯交通部部長(zhǎng)馬克西姆·索科洛夫

在國(guó)內(nèi)，也有很多人在從事相關(guān)的研究。西南交通大學(xué)、北京交通大學(xué)、中國(guó)***公司都有專門的工程項(xiàng)目。

超級(jí)高鐵的可行性

不過，雖然這么多人興致勃勃地投入了好奇心和精力，但所謂的超級(jí)高鐵，實(shí)現(xiàn)起來非常難。

正如西南交通大學(xué)超導(dǎo)與新能源研究開發(fā)中心首席教授趙勇所指出的，首先要考慮的，就是如何構(gòu)建如此龐大的真空空間。咱們以復(fù)興號(hào)為例，高度為4.05米，寬度為3.36米。算上軌道和周圍的空間，最小要占的截面積也要有15平方米吧。如果建造一條長(zhǎng)度達(dá)到1000公里的鐵路，這個(gè)體積就是1500萬立方米的真空空間。

試問，咋抽出這么多的空氣？

而且，這個(gè)數(shù)據(jù)我們已經(jīng)盡量小地計(jì)算了，如果時(shí)速都4000公里了，卻只建一個(gè)1000公里的軌道，未免也太寒磣了。

再者，既然是列車，中途自然要有乘客的上下車，在這個(gè)過程中勢(shì)必要開門的。那么，如何防止這個(gè)過程中空氣涌入管道？

趙勇提出的難點(diǎn)有三個(gè)，但僅僅這一條，就足以告訴我們：至少目前來說，超級(jí)高鐵是不可能的，必須要等更先進(jìn)的科技才可以。

既然說到這了，咱們?cè)僬f說他認(rèn)為的另外兩個(gè)難點(diǎn)。超級(jí)高鐵需要采用直線牽引技術(shù)，但這一技術(shù)的功效尚不能滿足其動(dòng)力需要，有待改進(jìn)。其次，目磁懸浮技術(shù)對(duì)于超級(jí)高鐵而言，也不夠穩(wěn)定。

難怪中國(guó)科學(xué)院、工程院兩院院士沈志云指出：真空管道運(yùn)輸確實(shí)有一定的科研價(jià)值和發(fā)展前景，但要實(shí)現(xiàn)并不容易。他還表示：目前全世界范圍內(nèi)對(duì)于管道運(yùn)輸?shù)难芯慷歼€停留在設(shè)想方案階段，尚無實(shí)質(zhì)性的技術(shù)實(shí)驗(yàn)。

也就是說，如果能夠解決上面說的難題，超級(jí)高鐵在理論上確實(shí)可以達(dá)到數(shù)千公里的時(shí)速；但是，目前來說，沒有任何人能夠解決這些問題。那些說幾年內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)超級(jí)高鐵的，基本就是在吹牛。

不過，只要有研發(fā)價(jià)值，那就好辦。雖然目前無法實(shí)現(xiàn)，但是總有一天我們會(huì)具備相應(yīng)的技術(shù)。事實(shí)上，沈志云院士雖然提醒我們真空管道運(yùn)輸目前的困難，但他也一直在做相關(guān)的思考。

正如沈志云院士所說，隨著石油日趨緊張，耗油量巨大的飛機(jī)在未來可能會(huì)越來越昂貴。如果沒有新能源開發(fā)，人類可能在一段時(shí)間內(nèi)不得不回歸陸地交通。因此，真空管道運(yùn)輸將是未來的趨勢(shì)，有著重要的意義。

因此，即便現(xiàn)在還無法實(shí)現(xiàn)，但相關(guān)的研究不論對(duì)于超級(jí)高鐵或者其他未知的領(lǐng)域，都可以作好重要的鋪墊。每一項(xiàng)現(xiàn)在看起來沒有實(shí)際應(yīng)用意義的研究，或許都將是改變未來的科技！