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Hyperloop发展历史

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Hyperloop超级高铁可能会是交通领域下一个重大飞跃:比飞机更快,但更便宜

然而目前它还只存在于理论中,其商业可行性也受到不少怀疑。本文将对Hyperloop做一个全面的介绍。

Hyperloop超级高铁是什么?

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Hyperloop是一种管道运输系统,它可以将乘客或货物装在胶囊形车厢内运输,最高时速超过1223公里每小时(现在一般民航时速仅为900公里每小时)。

Hyperloop达到如此高的速度主要有两个关键:

一是采用磁悬浮技术,消除车轮与轨道的阻力;二是车辆在低压管道内行进,大大减少空气摩擦

2013年,特斯拉和SpaceX的首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)发表了一份白皮书,首次提出超级高铁的概念,阐述了Hyperloop Alpha系统。他随后公开了自己的研究结果,以吸引更多公司加入开发。

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原Hyperloop概念文件:

http://www.spacex.com/sites/spacex/files/hyperloop_alpha-20130812.pdf

参与公司中最大的为Virgin Hyperloop One和Hyperloop Transportation Technologies(HTT),而马斯克的The Boring Company也正在努力降低建造Hyperloop隧道的成本。

虽然这些公司都受到了2013年马斯克论文的启发,但它们在系统设计上已经有所不同。

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Hyperloop One车辆模型

例如,现在管道安置方案有两种:

一种是悬挂在地面之上,一种是选择置于地下的隧道中

后者主要是马斯克的The Boring Company在做,旨在降低每英里10亿美元的隧道建设成本,以及规避美国极其复杂的征地程序和产权保护。

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现在美国马里兰州交通部门已经批准The Boring Company开始建造一条从巴尔的摩到华盛顿的超级隧道,该公司还计划在加利福尼亚州的卡尔弗城建立类似的隧道。

说到The Boring Company,这个有着诡异名字的公司(Boring有着无聊和钻孔的双重含义),最初是因为马斯克被堵在路上了,于是他发推文说:“堵车快把我逼疯了!我要造一台隧道挖掘机,开始挖隧道”。

不到1小时,这个项目正式命名为“The Boring Company”,而在2小时后他再次发推:“我们真的要开始挖隧道了。”

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不过这家公司和它的名字一样有点“不务正业”,最近马斯克这家公司开始卖喷火枪。是的,你没看错,就是下图中的这种喷火枪。

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一把500美元,貌似生意还不错,卖出了1.5万把,一共入账750万美元,不得不说老外的兴趣爱好真是奇特啊。

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既然生意这么好,马斯克表示为了以防海关没收这款产品,要为“火焰喷射枪”改名,改成Not a “火焰喷射枪”(见上图)……

回到Hyperloop,现在已经有媒体将“超级高铁之父”赠与马斯克,但美国《国家地理》表示这似乎并不准确。

若追根溯源,类似“超级高铁”的构想早在两百年前,甚至蒸汽火车之前就已出现,还曾投入真正运营,只是由于经费和技术等原因最终黯然收场。

超级高铁”的核心设计是列车在封闭的真空管道中运行,以减少阻力的方式提高速度。

然而如果把时间倒拨回两百年前,英国机械工程师乔治·麦都思早在1812年就已提出过类似的设计。

最接近成功的一次是在1864年英国举办的世博会上,当时兴建了许多富有挑战性的尖端市政工程,其中就包括全长550米的“水晶宫气动铁路”

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这条铁路的设计师是拉梅尔,他在世博会主会场“水晶宫”附近设立一条直径达9英尺、内设铁轨的“准密封管”,以蒸汽机为动力的巨大风扇向管道内吹入或吸出空气,驱动车厢往返移动。

这辆新奇的“超级列车”在1864年的世博会期间大出风头,英国政府还乘兴推出连接滑铁卢车站至首相府的“超级铁路”方案。

只可惜这届世博会闭幕后,非但滑铁卢-白厅线没了下文,就连水晶宫线也因运营费用高、游客日渐稀少而匆匆停运拆毁,以至于长期以来人们只能通过猜测来推想这条铁路的大概位置,直到1992年在水晶宫旧址发现管道残迹才算有了个大概眉目。

当然,现在我们的技术早已超越了这些19世纪的粗糙工作,而信息技术的发展更是当年无法比拟的,所以不能因为当年的失败而否定今天的Hyperloop。

为什么Hyperloop很重要?

因为它有可能彻底改变运输。

Hyperloop现在测试的最高速度达到每小时760英里(1223公里),相比之下,京沪高铁是350公里每小时,上海那一小段磁悬浮是430公里每小时,日本的“子弹头”是320公里每小时。

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理想情况下,Hyperloop可以大大减少在大城市间旅行的时间:从旧金山到洛杉矶30分钟(飞机一般要1.5小时),从伦敦到爱丁堡50分钟,从赫尔辛基到塔林8分钟,从墨尔本到悉尼55分钟。

相比于航空旅行数百到数千美元的成本,Hyperloop的旅程花费会少得多

最初马斯克提出的Hyperloop概念文件中建议洛杉矶到旧金山的票价为20美元,而最近Hyperloop transport公司的首席执行官则认为50美元可能更合理一些。

Hyperloop One公司已经筹集了超过2.1亿美元,最近的C轮融资为5000万美元。它聘请了超过260名工程师,还任命著名的维珍(Virgin)品牌创始人理查德·布兰森爵士为CEO。

Hyperloop One进行的一项研究发现,在赫尔辛基和斯德哥尔摩之间建设和运营一条500公里的Hyperloop网络的成本将与高速铁路系统相当,时间则缩短了数倍。

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Hyperloop全球设想路线图

这并不是说Hyperloop没有批评者

最常见的质疑是工程建造可能比预测的要贵的多,而且这么长的低压管道能不能建成以及如何维护都是一个问题

另一个批评是,搭乘Hyperloop将会非常不舒服,乘客在加速时受到的重力水平几乎是商务航班起飞时的两倍,很容易引起恶心不适感

还有一个潜在的问题是,车辆以如此高的速度行驶,任何管道内气压的轻微扰动都可能导致剧烈的颠簸,再次引起不适。

令人欣慰的是,某些问题正在工程师的努力之下被一一克服。

通过对早期系统设计的优化,Hyperloop One公司现在宣称他们乘客所受的重力感已经可以和飞机起飞时相当,缓冲器的改进让乘客感觉就像乘电梯一样。

Hyperloop的潜在应用

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Hyperloop运输系统有望在全球范围内迎来便宜、便捷的长途旅行时代,并为航空运输提供低碳排放替代方案。

对于短距离交通,如果成功的话,那么偏远地区可能会成为上班族生活的场所,一定程度上缓解中国早已拥挤不堪的城市住房需求,并带动落后地区的发展。

美国、欧洲、中东和澳大利亚都在考虑Hyperloop的建造。

最初的Hyperloop概念提出时主要用于从洛杉矶到旧金山湾区的路线,但迄今为止最详细的路线建议是Hyperloop One公司提出的瑞典首都斯德哥尔摩与芬兰首都赫尔辛基之间500公里的连接网络

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Hyperloop One公司已经发布了9条潜在的欧洲路线,连接了44个城市的7500万人,跨越5000公里。在世界范围内,Hyperloop One拥有10条潜在路线的候选名单,并已与美国科罗拉多州交通部门达成合作伙伴关系,对建立连接夏延,丹佛以及普韦布洛的360英里路线进行可行性研究。

HTT也正在与捷克和斯洛伐克当局合作,探讨是否可以在两国首都之间建立一条轨道。

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Hyperloop德国路线

但是,这些路线只有在商业Hyperloop系统被证明可行时才能完成。到目前为止,还没有一家公司建造出完整的Hyperloop线路系统。

Hyperloop的参与者都有哪些?

除了Hyperloop One和HTT之外,另一个著名的系统设计者是TransPod,它的目标是建立一个运行速度超过1000公里/小时的计算机自动控制Hyperloop系统。

除此之外,还存在一个真空管道运输技术(ET3)全球联盟,它自90年代后期以来一直致力于实现类似于Hyperloop系统的新运输模式。

与其他真空管道公司的近超音速旅行计划不同,ET3寻求建立的是一个以375英里/小时的速度行驶的小型舱的网络。该集团希望建设只有高铁成本十分之一和高速公路成本的四分之一的管网。

尽管马斯克说他没有时间开发Hyperloop系统,但他还是在SpaceX内创建了一个Hyperloop部门。SpaceX还推出了Hyperloop Pod竞赛,寻求用于Hyperloop测试系统原型吊舱的最优设计。

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什么时候会实现?

现在已经建成的Hyperloop系统都是小型测试设施,其中包括由SpaceX为其他公司测试Hyperloop Pod的设施。

Hyperloop One公司表示,它已经验证了各种子系统,并将于今年五月开始测试整个系统。去年它在内华达沙漠中启动了开发环路测试系统。在诸多测试中,它已经成功地通过500米长的管子将磁悬浮胶囊加速到240英里每小时。

在成功验证了这项技术之后,Hyperloop One计划到2021年将有三个Hyperloop系统投入使用,让我们拭目以待吧

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