文 觀察者網(wǎng) 劉程輝

難倒馬斯克的“超級高鐵”夢想，中國人一直孜孜不倦地研究著，正不斷取得突破。

“馬斯克的超級高鐵可能令旅途極其不適，但中國科學(xué)家找到了應(yīng)對之策。”香港英文媒體《南華早報》5月28日報道注意到，中國科學(xué)家最新發(fā)表的一項研究表明，他們有望攻克“超級高鐵”夢想的一個關(guān)鍵缺陷，即管道不均勻或變形引發(fā)的劇烈振蕩，大幅改善乘客的乘坐體驗。

這一成果為真空管道磁懸浮技術(shù)提供了可行性支持，不過在擴大應(yīng)用和適應(yīng)極端工況方面仍需進一步攻關(guān)。

5月16日發(fā)表在中國《鐵道科學(xué)與工程學(xué)報》的研究顯示，即使在接近真空的管道中，線圈不均勻或橋梁變形等微小缺陷也會使旅程變成噩夢。但中國的工程師們表示，他們找到了將湍流強度降低近一半的方法，將“極端劇烈顛簸”降至“明顯但不難受”水平。

研究中，由中國航天科工集團磁懸浮與電磁推進技術(shù)總體部技術(shù)中心主任趙明主導(dǎo)的研究團隊，使用了超級計算機仿真和縮比原型測試。

研究團隊指出，由于列車與軌道之間無物理接觸，系統(tǒng)中的電磁力會以不可預(yù)測的方式作用于車廂，最終導(dǎo)致會讓乘客“感受到極端不穩(wěn)定”的共振。

試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磁懸浮列車以1000公里時速巡航時，軌道缺陷和電磁共振足以引發(fā)車廂劇烈低頻振動。

2017年2月17日，加拿大，馬斯克在的超級高鐵艙比賽上發(fā)言

根據(jù)1940年代制定的國際乘坐舒適度指標(biāo)——斯佩林指數(shù)（Sperling Index）進行評估后發(fā)現(xiàn)，震蕩在某些特定速度下會被放大，比如在時速400公里時震動會達到“極度不適”級別的峰值。

當(dāng)時速達到600公里時會出現(xiàn)又一峰值，研究人員記錄到的斯佩林指數(shù)為4.2，也就是說長期暴露于此類震動下會“對人體有害”。

當(dāng)時速達到1000公里，震動減弱至斯佩林指數(shù)3.1，也就是“勉強可忍受”的水平。

“我們的研究考慮了軌道不平、橋梁垂直彎曲，以及由地面線圈橫向不規(guī)則性引發(fā)的單頻激振。”研究團隊寫道，“在1000公里/小時等效速度下，車體出現(xiàn)了2.6Hz、5.2Hz、7.8Hz和10.4Hz頻率的最大振幅。”

為解決這一問題，研發(fā)團隊開發(fā)出一種混合懸掛系統(tǒng)，將被動氣囊與由人工智能控制的電磁作動器相結(jié)合。

論文指出，這些電動作動器采用了兩種前沿控制策略：一種是“天鉤”控制，通過實時速度反饋模擬連接車廂與“靜止天空”的虛擬阻尼器，抵消低頻沖擊。另一種策略是PID-AI控制——通過比例、積分與微分算法調(diào)節(jié)懸掛力，并通過NSGA-II遺傳AI方法進行優(yōu)化，以應(yīng)對軌道條件變化。

在使用六軸運動模擬器對1:10比例模型進行測試時，該系統(tǒng)在現(xiàn)實軌道條件下將垂直振動強度（以均方根加速度計）降低了45.6%。所有速度下的斯佩林指數(shù)均低于2.5，達到“明顯但不難受”的水平。

研究人員指出，未來仍有一些挑戰(zhàn)，例如將該懸掛技術(shù)擴展至全尺寸列車，并確保其能在緊急制動等極端工況下正常運行。

兩個世紀(jì)以來，用真空管道造一條時速上千公里的超級鐵路，一直是科學(xué)家和工程師們的夢想。

12年前，馬斯克提出的“超級高鐵”（Hyperloop）一度重燃了人們的希望。

然而，在電動汽車、衛(wèi)星星座和火箭等領(lǐng)域取得巨大成功的馬斯克，最終在“超級高鐵”項目上吃了敗仗。他面臨的難題幾乎是難以逾越的：200倍于飛機艙壓的壓差、高速艙體振動、易泄漏的混凝土結(jié)構(gòu)、磁阻失控，以及軌道毫米級精度的高要求。

《南華早報》曾形容，“超級高鐵”的失敗已成為西方科技傲慢的一個象征。

相較之下，中國正在全力推進這一夢想，意義已超越工程挑戰(zhàn)本身。

2022年11月25日，北京展覽館，“奮進新時代”主題成就展。低真空管道磁懸浮高速飛車模型

2021年9月，由山西省和航天科工集團合作共建的超高速低真空管道磁浮交通系統(tǒng)全尺寸試驗線項目獲批立項，這是我國首條高速飛車全尺寸試驗線。試驗線利用超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)、低真空管道技術(shù)和超導(dǎo)同步直線電機技術(shù)，最終實現(xiàn)最大速度1000公里/小時“近地飛行”。

試驗線一期全長2公里。2023年1月，首次超導(dǎo)航行試驗在山西省大同市陽高縣的高速飛車試驗基地取得成功。

在2024年7月的一次試驗中，中國的科學(xué)家和工程師們創(chuàng)造了歷史——在一個低真空管道內(nèi)，一輛高速飛車完美地懸浮在22厘米的高度，在一條2公里長的軌道上實現(xiàn)了航跡偏差近零的1000公里/小時級別的測試。

2024年8月，試驗線一期在陽高縣成功完成低真空環(huán)境下系統(tǒng)集成演示驗證試驗， 并通過山西省科技廳現(xiàn)場測試檢查。標(biāo)志著該項目具備項目驗收的條件。

《南華早報》稱，馬斯克的“超級高鐵”因其復(fù)雜性而失敗，中國人則很好地利用了模塊化理念，比如預(yù)制的管段可以大規(guī)模生產(chǎn)，將成本削減了60%；分布式真空泵降低了能源消耗，而人工智能算法可以預(yù)測維護需求。

盡管中方項目未來仍需要克服一些難題。比方說，僅修建一條商業(yè)化的京滬線就需要數(shù)千億元人民幣的高昂成本；更長的管道中的熱膨脹問題以及乘客應(yīng)急方案仍未經(jīng)過測試。

即便如此，中方傳達的信息十分明確——對于馬斯克拋棄的夢想，中國正在書寫另一種結(jié)局，而這一次很可能會成功實現(xiàn)。

來源|觀察者網(wǎng)

延伸閱讀

據(jù)美國消費者新聞與商業(yè)頻道（CNBC）報道，美國新能源車企特斯拉的老板、億萬富翁馬斯克，近日在接受該媒體采訪時表示，在人工智能領(lǐng)域，中國有兩件事做得很好，其中一件更是令他相當(dāng)“欽佩”。

在被問到如何看待中國車企比亞迪時，馬斯克則給出了一個讓CNBC的記者有些意外的回應(yīng)。

從CNBC的報道來看，馬斯克在當(dāng)?shù)貢r間本周二接受了這家美國媒體的視頻采訪。

在其中一段視頻中，馬斯克對CNBC的主播表示，中國擁有強大的發(fā)電能力，不僅建設(shè)了大批的發(fā)電站，而且還會建設(shè)更多。他打比方說，中國的發(fā)電量就好比飛出地球軌道的火箭一樣迅猛，但美國在這方面則幾乎沒有變化。

結(jié)合CNBC的分析來看，馬斯克之所以對中國的發(fā)電能力如此關(guān)注，不僅是因為他的企業(yè)特斯拉賣新能源車，還因為他正在進軍人工智能領(lǐng)域。在他看來，人工智能的發(fā)展前景離不開強大發(fā)電能力的支持。

馬斯克接受采訪

“我認(rèn)為到了今年年底，中國的發(fā)電量將達到美國的大約2.5倍”，馬斯克說道，“而且中國還在朝著達到美國3-4倍的目標(biāo)前進著”。

隨后，CNBC的主播詢問馬斯克中國是否已經(jīng)在一些重要的領(lǐng)域超過了美國。馬斯克則表示，雖然美國在創(chuàng)新能力上仍有優(yōu)勢，但他很“欽佩”中國的一點是，中國聰明且有天賦的人才非常之多，而且相當(dāng)勤奮。

“我認(rèn)為很多中國之外的人并不了解中國的強大。中國確實是不同尋常的”，馬斯克說。

馬斯克稱中國新能源車市場的競爭性是“最強”的

此外，在CNBC給出的另一段來自同一訪談場合的視頻中，該媒體的主播就中國的新能源車市場，以及中國車企比亞迪這個美國特斯拉公司的競爭對手，詢問了馬斯克的看法。

馬斯克首先表示，中國新能源車市場的競爭性是“最強”的。但他隨后給出的說法卻讓CNBC的主播有些意外，因為馬斯克說他并不會考慮競爭對手的情況，他更在乎的是把自己的產(chǎn)品做到盡可能完美。他的理由是，只要致力于把自己的產(chǎn)品做好，就能讓產(chǎn)品變得更有吸引力。