3 超級高鐵應時而生
隨著磁懸浮技術不斷取得突破性成果，真空管道列車的倡導者們也意識到，這可能是其能否成功的關鍵因素之一。1991年11月，傑拉德·K.奧尼爾提交了一項專利申請，提出“磁飛行”的設想：位於管道內的列車是在單軌上行駛，而非傳統的兩條鐵軌。在軌道上裝有永磁體，裝配可變磁體的列車在電磁力的作用下懸浮於軌道上。他推算，如果將空氣從管道內抽出，那麼列車的時速就能達到4000公里。
時間進入21世紀，獲得真空的技術已經成熟，高速磁懸浮列車也先後在中國上海、日本山梨等地投入使用。看起來，超級高鐵萬事俱備了。2013年，有感於北加州高速鐵路工程緩慢，特斯拉及SpaceX公司創始人埃隆·馬斯克公佈了長達57頁的白皮書，提出在洛杉磯與舊金山之間修建560公里超級高鐵（hyperloop）的想法。在這套系統中，運輸艙在真空管道內以1220公里的時速運行，使艙體懸浮的能量來自太陽能或其他可再生能源。有趣的是，馬斯克設想的是類似於戈達德提出的氣動懸浮方式。可以看出，超級高鐵幾乎完全脫胎於以前科學家的理論構想。
此後，又有多家公司和科研機構相繼進入超級高鐵的研發陣營當中，其中就包括中國航天科工、西南交通大學牽引動力國家重點實驗室、北京交通大學、西京學院等國內機構。不過，它們均採用磁懸浮的方式。在大家最關心的最高時速上，有的機構也給出了6500公里的數據。至於能否達到，現在尚屬未知。
誠然，超級高鐵看似非常貼近人類當前的科技水平，但實際上仍有許多關鍵問題有待研究解決。
- 超高速運行條件下的車軌作用：高速列車車軌的作用機理是車輛系統動力學的核心，但目前高溫超導磁懸浮車的實驗研究，主要集中在準靜態或低速範圍，實驗數據難以支撐更高速度（超過600公里/小時）下磁懸浮車懸浮與導向穩定性的研究。
- 空氣動力學問題：真空管道內稀薄空氣產生的氣動阻力，是列車運行的主要阻力。對於此種低壓高速氣流，現有的仿真很難準確模擬。
- 管道可靠密封與高效抽真空問題：一方面，保持直徑數米、長度上百公里的管道內長時間的真空度，對管道的結構和密封性要求極高。另一方面，快速抽除如此大空間內的空氣，並且精準維持其中的真空度，對真空設備也提出更高挑戰。
- 散熱問題：在低氣壓環境下，地面上起重要作用的對流傳熱方式幾乎不起作用，傳導和輻射將成為主要散熱方式。研究低氣壓下列車表面的升溫特性以及電氣設備的散熱機理，保證系統內的熱平衡，是不容忽視的課題。
- 封閉管道內的通信與救援問題：首先，真空環境下的無線電信號傳播尚待研究。其次，管道內為真空狀態，且密封效果好，不易被外界破壞，如果出現突發事故，如何快速救援，也是一個值得思考和亟待解決的問題。
正是因為以上及更多未被提及的問題，超級高鐵還停留在模型試驗階段，遠未達到載人測試的地步。好在理論上完全可行，再加上全世界攻關的科學家較之以前也更多，所以成為現實還是有希望的。
未完待續。接下來將繼續分享 4飛向太空。敬請期待！
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