超級高鐵 Hyperloop 明日測試，變革人類交通方式指日可待

ID:119948 · 發表于 2016-5-11 23:03

機器之心原創
作者：吳攀、亞洲、微胖

我們都曾在科幻小說里看到這樣一個未來的場景：人們經由一條格局交錯的管道列車，從一個地方疾馳向另一個地方，這也是兩年前埃隆·馬斯克的另一個瘋狂項目。最近，Hyperloop Technology（HT）宣布，本周三，公司將對超級高鐵推進系統進行首次公開戶外測試，地點位于內華達州北拉斯維加斯，目標每小時400英里。第五種交通工具——超級高鐵距離現實邁出重要一步。

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，將乘客和貨物置入運行在減壓管道系統內的運輸艙內，運輸時速可達每小時 1300 公里，年運輸能力將達 1500 萬名乘客。為了減少運輸艙與軌道和空氣的摩擦，Hyperloop 可能會使用磁懸浮技術讓運輸艙懸浮在減壓管道中，只需很少的能量就能驅動運輸艙高速前進。

Musk 最先提出這個概念。

2013年8月，他在自己 SpaceX 的官網上公布了一份長達五十八頁的白皮書 Hyperloop Alpha，將 Hyperloop 列為人類第五種交通方式（其他四種分別為，飛機、火車、汽車、船只）。

后來，加州正在進行的高鐵項目遇到不少問題，比如造價高而且建造速度慢等，事實再次觸動馬斯克對超級高鐵的憧憬：打造一個部分抽真空的管道，密封艙將懸浮在管道中，扇葉推動密封艙前進，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 個座位的座艙。

不過，Musk 一直忙于顛覆傳統航天工業（SpaceX 公司的 CEO）、汽車行業（特斯拉的 CEO）和能源行業（ SolarCity 董事長），以至于沒有任何時間可以投入到 Hyperloop 上。發布完白皮書后，他將 Hyperloop 變成了一個開源項目，誠邀廣大思想家、科學家、發明人——不計年齡——幫助這項革命性的概念走向現實。

2015年：概念走向現實

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

Hyperloop Alpha 公布后的3個月，德國出生的企業家 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，其余時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動中的「小熊隊」（寓意夢想與奇跡）。

HTT
不過，HTT 可不是玩票。

2013 年，HTT 和引擎軟件開發商 Ansys達成合作，他們經營超級高鐵的流體動力學仿真模型。

2014 年，HTT 和 UCLA（加州大學洛杉磯分校）的 Suprastudio 實驗室組隊做一個建筑項目，設計了 HTT 用戶體驗中的「人性化因素」，包括車廂和發車售票的車站建筑。

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

HTT 成立后八個月，Sherpa Ventures的 Shervin Pishevar（馬斯克的好友，也是Uber的早期投資人之一）創立了 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官。Rob Lloyd 在從網絡設備公司思科的聯席總裁位置上退休后加入了 Hyperloop Tech，擔任公司 CEO。

公司董事會的構成可以稱得上硅谷夢之隊，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利茲區的一個車庫里。該車庫歸 Hyperloop 的聯合創始人 Brogan BamBrogan 所有。

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

2015年秋，公司又開始了8000萬美元的融資，用于下一輪擴張。

這是公司自行設計并擁有的幾個硬件。

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

測試超音速的設備，名為 Blade Runner

該設備用于測試懸浮系統，懸浮系統支撐著 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實，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計比賽。來自116所大學的318個團隊參加了這次角逐。

麻省理工團隊的設計作品

2016年1月15日，馬斯克公布了一條震驚世界的計劃，他將在加州開建 Hyperloop 測試軌道，設計比賽獲勝選手將有機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 總部舉辦一個關于 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成協議，可能在該國建立超級高鐵項目。

Hyperloop Tech 同樣不甘示弱。

到2016年1月，它們已經獲得50英畝的土地（內華達沙漠地帶），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動機的功能，是否能將測試交通工具的速度加快至每小時335英里，并希望2016年年底，時速達到每小時700英里。然后，公司計劃建造全長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 400 英里的速度。

2016年年底，他們希望突破每小時700英里。

不過，讓競爭升溫的一個重要因素，當屬懸浮技術。因為， Hyperloop 一個最重要難題之一是如何讓這些運輸倉懸浮起來。

傳統的懸浮技術是主動磁懸浮技術（active magnetic levitation）。這也是日本、中國以及德國高鐵采用的技術，用來實現零摩擦、安靜、高速的運輸服務，在這個過程中，運輸倉并不是沿著軌道前行，而是懸浮在軌道上。不過，這套系統也有缺陷，比如，需要持續不斷地為火車上的變冷的、超導、電磁鐵提供能量。另外，它也非常昂貴和復雜，這也是這種系統沒有在全球普及開來的最大因素。

就在 Hyperloop Tech 宣布將進行首次公開的推進系統測試的前一天，HTT 宣布，它們剛剛簽訂了一個協議，使用少為人知的「被動磁懸浮（passive magnetic levitation）」系統實現艙內懸浮。這一技術由 20 世紀 90 年代，勞倫斯利弗莫爾國家實驗室已故物理學家 Richard Post 研發。如何它能成功應用于此的話，這將是一個非常上等的解決方案。最大的優勢就是更安全、更便宜、更簡單。

只要運輸倉在移動，被動磁懸浮系統就會起作用。這種技術需要在運輸倉上安置一排永久性磁體。隨著運輸倉在軌道的傳導陣列上運行，它們就會產生電，進而產生磁場。磁場可以推進運輸倉升離軌道。這是一個可以自我穩定的系統：如果運輸倉升的太高了，力量會減弱，這樣，運輸倉就可以回復到舒適位置。由于懸浮是通過運動實現的，因此，能量的好損只會讓運輸倉速度變慢，當速度為零時，就會落回軌道。運輸倉是需要輪子的，特別是在進出站時，需要輪子來掌控低速運動。

這個技術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（或其不同版本）。

Hyperloop Tech 的 BamBrogan 也表示，六個月來，他們也在一直在以不同的形狀系數（form factors) 運行被動磁懸浮技術，但未透露更多細節。

另外，值得一提的是，除了懸浮技術問題之外，Hyperloop Tech 的工程師也在調整 Musk 的原計劃。

根據馬斯克的原初設想，通過管道上的太陽能電池為每 40 或 50 英里配置一個的加速點提供能源。在這些加速點處，密封艙會獲得額外的電磁加速。而在加速點之間，密封艙可以慣性滑行而不會太多減速，因為管道中的懸浮和低氣壓減少了摩擦（一個精心設計的制動系統還可以在減速時回收能量）。但是，依靠太陽能為加速磁體提供爆發式地功率并不能在任何地方和所有天氣條件下都適用。公司正在設計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。南加州大學交通運輸教授 Genevieve Giuliano 曾提到，「HT 鋪設光前的花費并不大，但鋪設 Hyperloop 管道則將很昂貴。」另外，哈佛大學城市規劃和公共政策教授 Jose Gomez-Ibanez  也表示，「我不理解他們自認為可以在什么地方節約成本？他們在和航空公司競爭，可航空公司不需要安裝數百英里的軌道。」

雖然 HT 表達了他們不只是想要運輸人，更想要建立一個全運輸網絡的意愿，Hyperloop 究竟有多大的經濟意義依然難說。

哈佛商學院城市化和房地產方面的講師 John Macomber 說，大型交通項目必須平衡三方面的資金：建設、運營和價值創造。前兩個不難估算，第三個卻異常困難。計算可用的 Hyperloop 的經濟回報是非常困難的，尤其是前期還必須籌集大量必需的建設資金。這就是大型交通基礎設施項目通常由政府，而非私營企業實施或支持的原因，盡管事實上私營企業也能從中獲得巨大的好處。

即使如此，HT 依然持樂觀態度。因為他們認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想還要寬廣。公司 CEO  Rob Lloyd 說，可以將超級高鐵看作是一個可以運輸各種事物的管道、交換點和匝道的網絡，就像互聯網。「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移動在北京的一輛車。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 設計分析部門副總裁 Josh Giegel 接受 MIT 科技評論采訪時所說的那樣：直到它存在的時候，Hyperloop 才算成真。

本文由機器之心原創

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