马斯克“超级高铁”梦存在关键缺陷，“中国可能已经攻克”

【文/观察者网 刘程辉】难倒马斯克的“超级高铁”梦想，中国人一直孜孜不倦地研究着，正不断取得突破。

“马斯克的超级高铁可能令旅途极其不适，但中国科学家找到了应对之策。”香港英文媒体《南华早报》5月28日报道注意到，中国科学家最新发表的一项研究表明，他们有望攻克“超级高铁”梦想的一个关键缺陷，即管道不均匀或变形引发的剧烈振荡，大幅改善乘客的乘坐体验。

这一成果为真空管道磁悬浮技术提供了可行性支持，不过在扩大应用和适应极端工况方面仍需进一步攻关。

5月16日发表在中国《铁道科学与工程学报》的研究显示，即使在接近真空的管道中，线圈不均匀或桥梁变形等微小缺陷也会使旅程变成噩梦。但中国的工程师们表示，他们找到了将湍流强度降低近一半的方法，将“极端剧烈颠簸”降至“明显但不难受”水平。

研究中，由中国航天科工集团磁悬浮与电磁推进技术总体部技术中心主任赵明主导的研究团队，使用了超级计算机仿真和缩比原型测试。

研究团队指出，由于列车与轨道之间无物理接触，系统中的电磁力会以不可预测的方式作用于车厢，最终导致会让乘客“感受到极端不稳定”的共振。

试验发现，当磁悬浮列车以1000公里时速巡航时，轨道缺陷和电磁共振足以引发车厢剧烈低频振动。

2017年2月17日，加拿大，马斯克在的超级高铁舱比赛上发言。 视觉中国

根据1940年代制定的国际乘坐舒适度指标——斯佩林指数（Sperling Index）进行评估后发现，震荡在某些特定速度下会被放大，比如在时速400公里时震动会达到“极度不适”级别的峰值。

当时速达到600公里时会出现又一峰值，研究人员记录到的斯佩林指数为4.2，也就是说长期暴露于此类震动下会“对人体有害”。

当时速达到1000公里，震动减弱至斯佩林指数3.1，也就是“勉强可忍受”的水平。

“我们的研究考虑了轨道不平、桥梁垂直弯曲，以及由地面线圈横向不规则性引发的单频激振。”研究团队写道，“在1000公里/小时等效速度下，车体出现了2.6Hz、5.2Hz、7.8Hz和10.4Hz频率的最大振幅。”

为解决这一问题，研发团队开发出一种混合悬挂系统，将被动气囊与由人工智能控制的电磁作动器相结合。

论文指出，这些电动作动器采用了两种前沿控制策略：一种是“天钩”控制，通过实时速度反馈模拟连接车厢与“静止天空”的虚拟阻尼器，抵消低频冲击。另一种策略是PID-AI控制——通过比例、积分与微分算法调节悬挂力，并通过NSGA-II遗传AI方法进行优化，以应对轨道条件变化。

在使用六轴运动模拟器对1:10比例模型进行测试时，该系统在现实轨道条件下将垂直振动强度（以均方根加速度计）降低了45.6%。所有速度下的斯佩林指数均低于2.5，达到“明显但不难受”的水平。

研究人员指出，未来仍有一些挑战，例如将该悬挂技术扩展至全尺寸列车，并确保其能在紧急制动等极端工况下正常运行。

两个世纪以来，用真空管道造一条时速上千公里的超级铁路，一直是科学家和工程师们的梦想。

12年前，马斯克提出的“超级高铁”（Hyperloop）一度重燃了人们的希望。

然而，在电动汽车、卫星星座和火箭等领域取得巨大成功的马斯克，最终在“超级高铁”项目上吃了败仗。他面临的难题几乎是难以逾越的：200倍于飞机舱压的压差、高速舱体振动、易泄漏的混凝土结构、磁阻失控，以及轨道毫米级精度的高要求。

《南华早报》曾形容，“超级高铁”的失败已成为西方科技傲慢的一个象征。

相较之下，中国正在全力推进这一梦想，意义已超越工程挑战本身。

2022年11月25日，北京展览馆，“奋进新时代”主题成就展。低真空管道磁悬浮高速飞车模型。 视觉中国

2021年9月，由山西省和航天科工集团合作共建的超高速低真空管道磁浮交通系统全尺寸试验线项目获批立项，这是我国首条高速飞车全尺寸试验线。试验线利用超导磁悬浮技术、低真空管道技术和超导同步直线电机技术，最终实现最大速度1000公里/小时“近地飞行”。

试验线一期全长2公里。2023年1月，首次超导航行试验在山西省大同市阳高县的高速飞车试验基地取得成功。

在2024年7月的一次试验中，中国的科学家和工程师们创造了历史——在一个低真空管道内，一辆高速飞车完美地悬浮在22厘米的高度，在一条2公里长的轨道上实现了航迹偏差近零的1000公里/小时级别的测试。

2024年8月，试验线一期在阳高县成功完成低真空环境下系统集成演示验证试验， 并通过山西省科技厅现场测试检查。标志着该项目具备项目验收的条件。

《南华早报》称，马斯克的“超级高铁”因其复杂性而失败，中国人则很好地利用了模块化理念，比如预制的管段可以大规模生产，将成本削减了60%；分布式真空泵降低了能源消耗，而人工智能算法可以预测维护需求。

尽管中方项目未来仍需要克服一些难题。比方说，仅修建一条商业化的京沪线就需要数千亿元人民币的高昂成本；更长的管道中的热膨胀问题以及乘客应急方案仍未经过测试。

即便如此，中方传达的信息十分明确——对于马斯克抛弃的梦想，中国正在书写另一种结局，而这一次很可能会成功实现。

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