《南华早报》刊发了一篇文章,介绍中国正在研发一种超级高铁。
这种超级高铁的时速能够达到每小时1000公里,而且在列车上还可以正常使用5G手机。
那么,究竟什么样的高铁能够开到如此之快呢?
《南华早报》这篇文章的信息来源,主要是一篇公开发表的科技论文,这篇论文介绍了东南大学移动通信国家重点实验室宋铁成教授所领导的研究小组,解决了在这样的一种超级高铁上获得5G信号的可能的技术途径,相关论文发表在学术期刊《铁道通信信号》上。
但事实上,各路媒体真正感兴趣的并不是5G信号本身,而是那个每小时1000公里的超级高铁数字。
1000公里的时速已经足够震撼——要知道,普通民航客机的巡航速度也不过每小时800到900公里左右。而按照相关研究的规划,1000公里每小时其实只是第一阶段的目标,属于整个技术路线里最初、最基础的一环。
真正让人瞠目结舌的,还在后面。
文章中还讲到,中国正在研制的高速飞车已经取得了新的进展,未来超级高铁可能分三步走:第一步是每小时1000公里,第二步是每小时2000公里,第三步是每小时4000公里。在这篇文章的下方,大部分网友的回复都认为这听起来有点离谱。
运行时速超过1000公里的高速铁路,还要在低真空管道中运行,其运营成本会多高?这样的运营成本又能否支撑正常的商业运行?
而且这种速度的超级高铁,显然不能像传统铁路那样一会儿停一个驿站、一会儿停一个站点,只能是从甲地直达乙地。而且甲乙两地的距离太近了还不行,最好是洲际运行。
换句话来说,就是替代飞机。
但是一讲到洲际运行,大家就会想到,这样的低真空管道究竟怎么铺设?是跨越大洋铺呢,还是在大洋海底铺呢?想一想都觉得太难了。
所以大部分网友的回答都是:这听起来有点离谱。从直觉上判断,网友们的疑问并非无的放矢。
飞机之所以要飞到万米高空,正是为了减小空气阻力;而想让一列列车在地面附近的管道里跑到接近甚至超过音速的水平,就必须把管道抽成低真空,同时依靠磁悬浮消除轮轨摩擦。
这套系统一旦跨洲际铺开,工程量与维护成本几乎难以想象。
所以,如果单说这个超级高铁本身,确实让人觉得有些不切实际。
但这篇文章当中还有另外一个信息,却很有意思。
这个信息讲到,来自中国航天科工集团磁悬浮与电磁推进技术总体部的工程师们,也参与了这项研究。该集团在山西省大同市建设了世界上最大的真空管磁悬浮列车研究基地,并已开始在全尺寸圆形车上进行高速推进测试。
搞高铁本来是铁道系统的事情,那么航天科工为什么要掺和这件事?航天科工是做什么的呢?其主业是搞航天发射的。
从这个角度去想,用这套东西来搞航天发射,是不是就很厉害了?
换句话说,超级高铁这个"外壳"背后,可能藏着的是一整套面向航天的电磁推进技术积累。再进一步看,如果真能达到三步走的第三步,即每小时4000公里,那意味着什么呢?
意味着每秒超过1公里。如果用这套装置来发射卫星、发射火箭,是一个什么样的效果呢?它可以在很大程度上替代火箭的第一级发动机。
因为火箭一级发动机分离时的速度,也不过就是每秒一两公里的样子,这就是一件了不得的事情了。
因为运载火箭那么大的个头,其绝大部分重量都集中在第一级上。第一级不仅要装最多的燃料,还要背负着最大的结构重量,是整枚火箭里最贵、最笨重、也最难重复利用的那一部分。
如果用这样的一种发射方式,可以把第一级省掉,那么发射成本就会大幅度降低。要做一个仔细的计算并不容易,但如果真去算的话,很可能会比马斯克的可重复使用火箭成本还要低。
这样一来,事情就很厉害了。由此也可以联想到,航天科工的工程师们为什么要参加这个项目。
从这个角度回头看那三步走的规划,思路就清晰多了:1000公里每小时对应着载人商用运输的想象空间,2000公里每小时接近甚至突破音速极限,是纯技术意义上的跨越,而到了4000公里每小时这一步,重点其实已经不再是"高铁"两个字,而是电磁弹射平台本身所能达到的性能上限。
载人只是一种应用场景,发射航天器才是这套技术真正的想象力所在。
也正因如此,那些看起来"有点离谱"的数字,就不能简单地用民用运输的常识去否定。
跨洋铺管道当然难,但在陆地上、在特定的发射基地上建一段几十公里长的电磁加速轨道,用来把飞行器加速到每秒一两公里再释放出去,从工程可行性上要现实得多。
同样的一套磁悬浮加低真空管道技术,用在载人交通上是"未来高铁",用在航天发射上就是"电磁弹射入轨"。
当然,这些设想都还属于天马行空。真要走到那一步,中间还有无数材料、能源、控制、安全上的难题要解决,任何一个环节出问题,都可能让整套系统卡在实验室阶段。
但对于航天事业而言,现在最大的问题就是如何以尽可能低的成本实现进入太空。
只有做到了这一点,人类才能真正迎来太空大航海时代。虽然只是天马行空地设想一番,但如果真有那么一天,确实是令人激动的。
北京到上海只需要20分钟,究竟是不是天方夜谭?就目前来看,把它当作城际交通的近期目标,答案恐怕是否定的,成本和工程难度摆在那里。
可如果把视角切换到航天发射,把这套系统看成未来的"电磁第一级",那么每秒超过1公里的速度、上千公里级别的加速轨道,反倒具备了现实推进的意义。
所以真正值得关注的,并不是"多少分钟从北京到上海"这种噱头式的话题,而是航天科工这样的单位为什么会深度参与其中,为什么会在大同建起世界上最大的真空管磁悬浮试验基地。
当电磁推进的技术积累足够厚实,"超级高铁"只是其中一种露在水面上的产品形态,而水面之下,可能是一整套改变人类进入太空方式的底层技术。