馬斯克“超級高鐵”夢存在關鍵缺陷，“中國可能已經攻克”

【文/觀察者網 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着，正不斷取得突破。

“馬斯克的超級高鐵可能令旅途極其不適，但中國科學家找到了應對之策。”香港英文媒體《南華早報》5月28日報道注意到，中國科學家最新發表的一項研究表明，他們有望攻克“超級高鐵”夢想的一個關鍵缺陷，即管道不均勻或變形引發的劇烈振盪，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提供了可行性支持，不過在擴大應用和適應極端工況方面仍需進一步攻關。

5月16日發表在中國《鐵道科學與工程學報》的研究顯示，即使在接近真空的管道中，線圈不均勻或橋樑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總體部技術中心主任趙明主導的研究團隊，使用了超級計算機仿真和縮比原型測試。

研究團隊指出，由於列車與軌道之間無物理接觸，系統中的電磁力會以不可預測的方式作用於車廂，最終導致會讓乘客“感受到極端不穩定”的共振。

試驗發現，當磁懸浮列車以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言。 視覺中國

根據1940年代制定的國際乘坐舒適度指標——斯佩林指數（Sperling Index）進行評估後發現，震盪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”級別的峯值。

當時速達到600公里時會出現又一峯值，研究人員記錄到的斯佩林指數為4.2，也就是説長期暴露於此類震動下會“對人體有害”。

當時速達到1000公里，震動減弱至斯佩林指數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、橋樑垂直彎曲，以及由地面線圈橫向不規則性引發的單頻激振。”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，研發團隊開發出一種混合懸掛系統，將被動氣囊與由人工智能控制的電磁作動器相結合。

論文指出，這些電動作動器採用了兩種前沿控制策略：一種是“天鈎”控制，通過即時速度反饋模擬連接車廂與“靜止天空”的虛擬阻尼器，抵消低頻衝擊。另一種策略是PID-AI控制——通過比例、積分與微分算法調節懸掛力，並通過NSGA-II遺傳AI方法進行優化，以應對軌道條件變化。

在使用六軸運動模擬器對1:10比例模型進行測試時，該系統在現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均低於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，例如將該懸掛技術擴展至全尺寸列車，並確保其能在緊急制動等極端工況下正常運行。

兩個世紀以來，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、衞星星座和火箭等領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、易泄漏的混凝土結構、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徵。

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。 視覺中國

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。試驗線利用超導磁懸浮技術、低真空管道技術和超導同步直線電機技術，最終實現最大速度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，中國的科學家和工程師們創造了歷史——在一個低真空管道內，一輛高速飛車完美地懸浮在22釐米的高度，在一條2公里長的軌道上實現了航跡偏差近零的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境下系統集成演示驗證試驗， 並通過山西省科技廳現場測試檢查。標誌着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”因其複雜性而失敗，中國人則很好地利用了模塊化理念，比如預製的管段可以大規模生產，將成本削減了60%；分佈式真空泵降低了能源消耗，而人工智能算法可以預測維護需求。

儘管中方項目未來仍需要克服一些難題。比方説，僅修建一條商業化的京滬線就需要數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急方案仍未經過測試。

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

本文系觀察者網獨家稿件，未經授權，不得轉載。