超級高鐵 Hyperloop 明日測試，變革人類交通方式指日可待

ID:119948 · 發(fā)表于 2016-5-11 23:03

機(jī)器之心原創(chuàng)
作者：吳攀、亞洲、微胖

我們都曾在科幻小說里看到這樣一個(gè)未來的場景：人們經(jīng)由一條格局交錯(cuò)的管道列車，從一個(gè)地方疾馳向另一個(gè)地方，這也是兩年前埃隆·馬斯克的另一個(gè)瘋狂項(xiàng)目。最近，Hyperloop Technology（HT）宣布，本周三，公司將對超級高鐵推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行首次公開戶外測試，地點(diǎn)位于內(nèi)華達(dá)州北拉斯維加斯，目標(biāo)每小時(shí)400英里。第五種交通工具——超級高鐵距離現(xiàn)實(shí)邁出重要一步。

2013年：概念的誕生

Hyperloop（中文譯作超級高鐵），是一種高速城際交通系統(tǒng)，將乘客和貨物置入運(yùn)行在減壓管道系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)輸艙內(nèi)，運(yùn)輸時(shí)速可達(dá)每小時(shí) 1300 公里，年運(yùn)輸能力將達(dá) 1500 萬名乘客。為了減少運(yùn)輸艙與軌道和空氣的摩擦，Hyperloop 可能會使用磁懸浮技術(shù)讓運(yùn)輸艙懸浮在減壓管道中，只需很少的能量就能驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸艙高速前進(jìn)。

Musk 最先提出這個(gè)概念。

2013年8月，他在自己 SpaceX 的官網(wǎng)上公布了一份長達(dá)五十八頁的白皮書 Hyperloop Alpha，將 Hyperloop 列為人類第五種交通方式（其他四種分別為，飛機(jī)、火車、汽車、船只）。

后來，加州正在進(jìn)行的高鐵項(xiàng)目遇到不少問題，比如造價(jià)高而且建造速度慢等，事實(shí)再次觸動(dòng)馬斯克對超級高鐵的憧憬：打造一個(gè)部分抽真空的管道，密封艙將懸浮在管道中，扇葉推動(dòng)密封艙前進(jìn)，并從管道壁中的電磁體獲取額外推力。馬斯克談到，從舊金山到洛杉磯只需 35 分鐘，每隔兩分鐘，每一端的匝道都會載入或取出帶有 28 個(gè)座位的座艙。

不過，Musk 一直忙于顛覆傳統(tǒng)航天工業(yè)（SpaceX 公司的 CEO）、汽車行業(yè)（特斯拉的 CEO）和能源行業(yè)（ SolarCity 董事長），以至于沒有任何時(shí)間可以投入到 Hyperloop 上。發(fā)布完白皮書后，他將 Hyperloop 變成了一個(gè)開源項(xiàng)目，誠邀廣大思想家、科學(xué)家、發(fā)明人——不計(jì)年齡——幫助這項(xiàng)革命性的概念走向現(xiàn)實(shí)。

2015年：概念走向現(xiàn)實(shí)

超級高鐵之夢點(diǎn)燃了不少人的創(chuàng)業(yè)熱情。其中，最大的兩個(gè)玩家就是 Hyperloop Transportation Technologies （HTT）和 Hyperloop Technology（目前已更名為 Hyperloop One）

Hyperloop Alpha 公布后的3個(gè)月，德國出生的企業(yè)家 Dirk Ahlborn 建立了 Hyperloop Transportation Technologies （HTT）。HTT 采用了類似 JumpStart Fund 的眾包模式，一個(gè)不到五百人的組織，盡管雜亂卻能夠快速成長，員工最初只需要每周最少工作 10小時(shí)，其余時(shí)間自由支配以縮減日常的工作。HTT 被人們形容為超級高鐵運(yùn)動(dòng)中的「小熊隊(duì)」（寓意夢想與奇跡）。

HTT
不過，HTT 可不是玩票。

2013 年，HTT 和引擎軟件開發(fā)商 Ansys達(dá)成合作，他們經(jīng)營超級高鐵的流體動(dòng)力學(xué)仿真模型。

2014 年，HTT 和 UCLA（加州大學(xué)洛杉磯分校）的 Suprastudio 實(shí)驗(yàn)室組隊(duì)做一個(gè)建筑項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了 HTT 用戶體驗(yàn)中的「人性化因素」，包括車廂和發(fā)車售票的車站建筑。

2015年8月，HTT 宣布和國際工業(yè)巨頭艾奕康科技和奧利康達(dá)成合作，他們擁有世界上資歷最老的真空技術(shù)。

HTT 成立后八個(gè)月，Sherpa Ventures的 Shervin Pishevar（馬斯克的好友，也是Uber的早期投資人之一）創(chuàng)立了 Hyperloop Technology 。他的合作者、工程師 Brogan BanBrogan 此前曾供職于SpaceX，目前是公司的首席技術(shù)官。Rob Lloyd 在從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備公司思科的聯(lián)席總裁位置上退休后加入了 Hyperloop Tech，擔(dān)任公司 CEO。

公司董事會的構(gòu)成可以稱得上硅谷夢之隊(duì)，其中包括名聲在外David Sacks、Jim Messina、Peter Diamandis、Joe Lonsdale，以及最近的 Emily White。后者是 Snapchat
前首席運(yùn)營官。

Hyperloop Tech 的成長非常驚人。一年半之前， Hyperloop Tech 公司還呆在洛杉磯市洛斯費(fèi)利茲區(qū)的一個(gè)車庫里。該車庫歸 Hyperloop 的聯(lián)合創(chuàng)始人 Brogan BamBrogan 所有。

不久后，HT 就籌集到了3700萬美元，用來支持公司運(yùn)作和測試軌道（內(nèi)華達(dá)洲沙漠地帶），測試超級高鐵運(yùn)輸倉的輕便原型，公司表示，希望2020年能夠提供完全可行的超級高鐵系統(tǒng)服務(wù)。

2015年秋，公司又開始了8000萬美元的融資，用于下一輪擴(kuò)張。

這是公司自行設(shè)計(jì)并擁有的幾個(gè)硬件。

用于測試全套 Hyperloop 組件的更大的真空管，也叫「大管（Big Tube）」

測試超音速的設(shè)備，名為 Blade Runner

該設(shè)備用于測試懸浮系統(tǒng)，懸浮系統(tǒng)支撐著 Hyperloop 的密封艙

2016年：競爭升溫，夢想更近

雖然沒有親自成立公司將超級高鐵概念付諸現(xiàn)實(shí)，但是，馬斯克也作了不少背書工作。2016年1月，SpaceX 贊助了超級高鐵的設(shè)計(jì)比賽。來自116所大學(xué)的318個(gè)團(tuán)隊(duì)參加了這次角逐。

麻省理工團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)作品

2016年1月15日，馬斯克公布了一條震驚世界的計(jì)劃，他將在加州開建 Hyperloop 測試軌道，設(shè)計(jì)比賽獲勝選手將有機(jī)會在測試軌道上測試自己的作品。另外，馬斯克也打算于2016年夏季，在 SpaceX 總部舉辦一個(gè)關(guān)于 Hyperloop 的科技競賽。就連美國交通部部長  Anthony Fox 也對此深感興趣，并表示交通部可以為研究提供資金上的支持。

2016年，兩大玩家競爭也日益升溫。

目前，HTT 正在加州修建5英里測試軌道。今年3月，該公司也與與斯洛伐克達(dá)成協(xié)議，可能在該國建立超級高鐵項(xiàng)目。

Hyperloop Tech 同樣不甘示弱。

到2016年1月，它們已經(jīng)獲得50英畝的土地（內(nèi)華達(dá)沙漠地帶），建造了長度約為1公里的測試軌道。公司表示，首次測試會探測公司線性發(fā)動(dòng)機(jī)的功能，是否能將測試交通工具的速度加快至每小時(shí)335英里，并希望2016年年底，時(shí)速達(dá)到每小時(shí)700英里。然后，公司計(jì)劃建造全長3公里的測試軌道。

2016年4月中旬，公司在測試軌道上進(jìn)行了首次測試。

本周三，他們將在測試軌道上測試超過每小時(shí) 400 英里的速度。

2016年年底，他們希望突破每小時(shí)700英里。

不過，讓競爭升溫的一個(gè)重要因素，當(dāng)屬懸浮技術(shù)。因?yàn)椋?Hyperloop 一個(gè)最重要難題之一是如何讓這些運(yùn)輸倉懸浮起來。

傳統(tǒng)的懸浮技術(shù)是主動(dòng)磁懸浮技術(shù)（active magnetic levitation）。這也是日本、中國以及德國高鐵采用的技術(shù)，用來實(shí)現(xiàn)零摩擦、安靜、高速的運(yùn)輸服務(wù)，在這個(gè)過程中，運(yùn)輸倉并不是沿著軌道前行，而是懸浮在軌道上。不過，這套系統(tǒng)也有缺陷，比如，需要持續(xù)不斷地為火車上的變冷的、超導(dǎo)、電磁鐵提供能量。另外，它也非常昂貴和復(fù)雜，這也是這種系統(tǒng)沒有在全球普及開來的最大因素。

就在 Hyperloop Tech 宣布將進(jìn)行首次公開的推進(jìn)系統(tǒng)測試的前一天，HTT 宣布，它們剛剛簽訂了一個(gè)協(xié)議，使用少為人知的「被動(dòng)磁懸浮（passive magnetic levitation）」系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)艙內(nèi)懸浮。這一技術(shù)由 20 世紀(jì) 90 年代，勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室已故物理學(xué)家 Richard Post 研發(fā)。如何它能成功應(yīng)用于此的話，這將是一個(gè)非常上等的解決方案。最大的優(yōu)勢就是更安全、更便宜、更簡單。

只要運(yùn)輸倉在移動(dòng)，被動(dòng)磁懸浮系統(tǒng)就會起作用。這種技術(shù)需要在運(yùn)輸倉上安置一排永久性磁體。隨著運(yùn)輸倉在軌道的傳導(dǎo)陣列上運(yùn)行，它們就會產(chǎn)生電，進(jìn)而產(chǎn)生磁場。磁場可以推進(jìn)運(yùn)輸倉升離軌道。這是一個(gè)可以自我穩(wěn)定的系統(tǒng)：如果運(yùn)輸倉升的太高了，力量會減弱，這樣，運(yùn)輸倉就可以回復(fù)到舒適位置。由于懸浮是通過運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，因此，能量的好損只會讓運(yùn)輸倉速度變慢，當(dāng)速度為零時(shí)，就會落回軌道。運(yùn)輸倉是需要輪子的，特別是在進(jìn)出站時(shí)，需要輪子來掌控低速運(yùn)動(dòng)。

這個(gè)技術(shù)似乎是解決懸浮問題的理想方案，很難想象其他玩家不采用這種技術(shù)（或其不同版本）。

Hyperloop Tech 的 BamBrogan 也表示，六個(gè)月來，他們也在一直在以不同的形狀系數(shù)（form factors) 運(yùn)行被動(dòng)磁懸浮技術(shù)，但未透露更多細(xì)節(jié)。

另外，值得一提的是，除了懸浮技術(shù)問題之外，Hyperloop Tech 的工程師也在調(diào)整 Musk 的原計(jì)劃。

根據(jù)馬斯克的原初設(shè)想，通過管道上的太陽能電池為每 40 或 50 英里配置一個(gè)的加速點(diǎn)提供能源。在這些加速點(diǎn)處，密封艙會獲得額外的電磁加速。而在加速點(diǎn)之間，密封艙可以慣性滑行而不會太多減速，因?yàn)楣艿乐械膽腋『偷蜌鈮簻p少了摩擦（一個(gè)精心設(shè)計(jì)的制動(dòng)系統(tǒng)還可以在減速時(shí)回收能量）。但是，依靠太陽能為加速磁體提供爆發(fā)式地功率并不能在任何地方和所有天氣條件下都適用。公司正在設(shè)計(jì)能使用任何電力能源的 Hyperloop。

成功還是瘋狂？

即使 HT 和 HTT 在 Hyperloop 上展開了轟轟烈烈的競爭，但依然存在著一種擔(dān)心，我們有多種理由相信，未來可能不存在 Hyperloop 這種東西。

其中成本將會是最大的難題。南加州大學(xué)交通運(yùn)輸教授 Genevieve Giuliano 曾提到，「HT 鋪設(shè)光前的花費(fèi)并不大，但鋪設(shè) Hyperloop 管道則將很昂貴。」另外，哈佛大學(xué)城市規(guī)劃和公共政策教授 Jose Gomez-Ibanez  也表示，「我不理解他們自認(rèn)為可以在什么地方節(jié)約成本？他們在和航空公司競爭，可航空公司不需要安裝數(shù)百英里的軌道。」

雖然 HT 表達(dá)了他們不只是想要運(yùn)輸人，更想要建立一個(gè)全運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的意愿，Hyperloop 究竟有多大的經(jīng)濟(jì)意義依然難說。

哈佛商學(xué)院城市化和房地產(chǎn)方面的講師 John Macomber 說，大型交通項(xiàng)目必須平衡三方面的資金：建設(shè)、運(yùn)營和價(jià)值創(chuàng)造。前兩個(gè)不難估算，第三個(gè)卻異常困難。計(jì)算可用的 Hyperloop 的經(jīng)濟(jì)回報(bào)是非常困難的，尤其是前期還必須籌集大量必需的建設(shè)資金。這就是大型交通基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目通常由政府，而非私營企業(yè)實(shí)施或支持的原因，盡管事實(shí)上私營企業(yè)也能從中獲得巨大的好處。

即使如此，HT 依然持樂觀態(tài)度。因?yàn)樗麄冋J(rèn)為自己可以公共集資的方式解決問題。他們相信 HT 可以從得益于 Hyperloop 的企業(yè)那里得到幫助，比如亞馬遜這樣的希望快速物流的公司。

Hyperloop Tech 的愿景比馬斯克的預(yù)想還要寬廣。公司 CEO  Rob Lloyd 說，可以將超級高鐵看作是一個(gè)可以運(yùn)輸各種事物的管道、交換點(diǎn)和匝道的網(wǎng)絡(luò)，就像互聯(lián)網(wǎng)。「交通是新的寬帶。」「有史以來第一次，原子和比特被融合到了一起。」「只要我愿意，我可以拿出我的手機(jī)移動(dòng)在北京的一輛車。Hyperloop 也一樣，但是在城市之間。」

Hyperloop 最終夢想成真，還是一場游戲，我們無法下一定論。這正如 HT 設(shè)計(jì)分析部門副總裁 Josh Giegel 接受 MIT 科技評論采訪時(shí)所說的那樣：直到它存在的時(shí)候，Hyperloop 才算成真。

本文由機(jī)器之心原創(chuàng)

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