“我们抱歉通知您，您乘坐的航班，由于天气原因，现不能起飞，起飞时间待定。”乘坐飞机时，我们有时会听到这样的提示。更为糟糕的，有时可能经过几个小时甚至更长时间，情况还没有什么改观。
科学总能给人以惊喜。不久的将来，一种被称之为“超级高铁”的新型交通工具会让你远离飞机晚点的苦恼。不久前，美国超级高铁公司Hyperloop One在美国内华达沙漠里展示了超级高铁以接近音速的速度，用管道胶囊运送人和货物，引发了人们广泛关注。根据设想，它的时速比飞机快30%以上，且行驶不受天气影响。换句话说，它很有可能是飞机的“终结者”。
超级高铁为什么那么快
2013年，埃隆·马斯克首次提出“超级高铁”的概念，这一设计速度超过飞机的新型交通工具就备受世人瞩目。
埃隆·马斯克被称之为“科技狂人”“现实版钢铁侠”，他完成了私人公司发射火箭的壮举，生产出特斯拉电动汽车，打造出世界最大的网络支付平台PayPal。很多人相信，马斯克将领导这项运输革命取得成功。
在马斯克的设想中，超级高铁在近乎真空的密封管道中，悬浮在空气垫之上，通过直线电机和空气压缩机提供动力，驱动加压之后的旅客舱高速移动。马斯克预计超级高铁时速接近音速，最高可达1200多公里。
时速1200公里是什么概念？目前商业航空飞机平均时速为900多公里，上海磁悬浮列车最高时速为500公里，协和式超音速客机最高时速2300多公里。如果你乘超级高铁出行，不到1小时就可从北京抵达上海，35分钟即可从美国洛杉矶抵达旧金山。
“这样一辆在地上行进的交通工具，如何做到超越飞机的时速？”石家庄铁道大学交通运输工程实验中心常务副主任、副教授刘博航解释说，影响交通工具速度的不仅仅是地面的摩擦，还有空气的体量。与汽车、火车等常见的交通工具相比，超级高铁最大的优势就在于其运行的真空管道中空气阻力特别小，在高速运动时就会达到能耗小、速度高的效果。以上海磁悬浮列车为例，虽然不与地面形成摩擦，但是当它的时速达到400公里，空气阻力就已超90%，更不用提有地面摩擦阻力的交通工具。
刘博航认为，如何制造出类似超音速飞机飞行时那种真空环境将是超级高铁成功与否的关键。
飞机飞得越高，空气越稀薄，阻力就越小。在地面时，当交通工具面对1个大气压，目前运营速度极限是400公里；在4000-6000米高空，有0.5个大气压，经济时速在400-800公里之间；在10000米高空，只有0.2个大气压，经济时速在800-1000公里；在15000米高空，只有0.05个大气压，超音速飞机在这里畅行，经济时速可达2000公里。
根据马斯克的设想，超级高铁将在近乎真空的密封管道中运行。这种管道大幅减少悬浮舱运行的空气阻力，相当于在万米高空中飞行，就像一颗炮弹被发射到目的地。
“目前，建设超级高铁所需要的真空管道制造技术、磁悬浮技术、车辆的进站技术等在内的主要技术的理论模型和实验室实验已基本完成。”刘博航认为，超级高铁一旦成功将会为交通运输行业带来巨大改变。
然而，理想很丰满，现实却很骨感，由于技术和成本等原因，超级高铁短时间内还难成现实。
超级高铁技术难度有多大
“真空管道技术和磁悬浮技术在理论上可行，磁悬浮铁路还在我国首次进行了实际运营。”刘博航介绍说，但人类从未制造过如此体积巨大、保持时间长、安全系数高的真空管道系统。目前，现有技术尚无法就管道漏气、路基稳定性、突发事故处理等给出系统合理的解决方案。如果系统的安全稳定性无法得到有效保障，一旦发生事故，可能会损失巨大。
我们知道，轮轨式高铁列车利用铁路轨道进行导向，磁悬浮列车通过设置在线路两侧的电磁铁进行导向，即使是汽车，也通过驾驶员的方向盘进行导向。根据研究结果显示，当旅客舱以230米/秒高速运行之时，仅仅偏离中心线1毫米，就会带来可怕的撞击和振动。
如何对超级高铁进行有效导向，避免旅客舱撞击管壁造成行车事故，成为超级高铁运行的一大考验。“磁悬浮轨道技术在实际运营中对路基稳定性要求苛刻，更何况超级高铁。”刘博航认为，超级高铁系统在现有技术条件下无法保证能够有效控制事故的频率。
“到目前为止，超级高铁的制动方式依旧处于概念和初步模拟阶段。”有专家认为，能否实现高速中快速制动，是保证乘客生命财产安全的关键所在。以轮轨式高速动车组为例，它采用复合制动系统，有多达9种制动方式可以分级或者混合使用。而列车从制动到停车的距离，与列车的速度成正比，一般而言，时速120公里及以下的列车，制动停车距离约为800米，而时速300至350公里的高铁列车，制动停车距离长达5至6公里。轮轨式动车组实施全方位的紧急制动，也需要数公里才能停下，时速1200多公里的超级高铁仅凭着稀薄空气提供的制动力，就想实现安全停车，显然过于乐观了。
刘博航认为，超级高铁建设将是多个精密系统的高度复杂耦合。这些系统至少包括真空加减压系统、路基系统、轨道系统、信号系统、供电系统、车辆系统、调度系统，将可能产生电磁干扰、磁场变异等一系列新问题，这些问题还需要在实际运行中发现并加以合理解决。此外，管道中处于准真空状态，但是车辆中又必须保证适宜人体的舒适环境，如何达到内外环境统一的标准，也是一个难题。
除了一些技术难题需要克服外，超级高铁的成本也是横亘在梦想和现实之间的一道坎。
轨道交通领域的技术权威、西南交通大学牵引动力国家重点实验室教授、两院院士沈志云曾评论说：“真空管道运输技术的原理虽然简单，但实现运行起来却很困难。最主要的原因，同磁悬浮列车一样，是技术不成熟，成本过高，与其他运输方式不兼容，与运输市场格格不入。”
早在20世纪70年代即由原西德和日本分别研发成功磁悬浮列车，而直到2004年，首条商业运营的高速磁悬浮列车线路才在上海建成。有专家认为，超级高铁最大的挑战不在于技术，而在于证明它的商业可行性，否则就会像协和超音速客机一样走向失败。协和超音速客机因运营成本过高，于2003年退役。
中国有望率先突破
到2015年底，我国高铁运营里程达1.9万公里，居世界第一，占世界高铁总里程的60%以上。以高铁为骨架的快速客运网已基本覆盖50万以上人口城市。7月15日，我国自行设计研制、全面拥有自主知识产权的两辆中国标准动车组，以420公里的时速完成交会实验，成为世界上首次利用拟运营动车组进行时速400公里以上的实验。
“在长距离高速度运输中，美国和欧洲都是将飞机作为主要的交通工具。而我国在综合考虑人口密度，经济发展水平等因素的基础上，将高铁建设作为一项重要的国家战略。”在刘博航看来，中国有着发展高铁技术的沃土，在磁悬浮列车、动车的开发研究上走在世界前列，未来在超级高铁的技术应用上有望率先取得突破。
早在2011年，全球第一个同时结合真空管道、磁悬浮及线性驱动的完整真空管道试验平台在我国西南交大超导与新能源研究开发中心诞生。但碍于实验环线半径仅6米，当时测试车辆的最高速度只达到了50公里/小时。
2015年底，第二代高速环线设备建成，西南交大的研发团队将轨道铺在管壁上，形成“壁挂式”磁悬浮列车，能有效解决实验室中轨道半径太小所带来的离心力问题，常压下的实验车平均时速已经提升至82.5公里。该团队成功将管道真空的极限压强降到1335帕，这相当于抽掉了管道中99%的空气。
目前，西南交大实验的真空管道悬浮车最大瞬态时速达到108公里，无论高温超导磁浮还是在真空管道磁浮领域的研究中，这都是实际运行的最快速度。同时，这也超过了国产常导中低速磁浮的运营时速。在该设备的第二阶段调试中，有望突破时速200公里，将直接从实验角度验证高温超导磁浮应用于超高速载人交通工具的可能性。
有专家认为，从某种程度上来说我国的进展要快于美国，美国的类似项目仍处在各部分独立测试阶段，比如Hyperloop One公司展示的只是推进系统，而西南交大的项目则已进入整体系统实验阶段，在项目开发上走得更快。
“超级高铁集成了交通领域最先进的技术，是高速交通未来的发展方向。”刘博航预测，超级高铁会在一些关键技术上率先取得突破，先建成“准超级高铁”，并在技术成熟和成本下降的过程中，逐步走向现实。（记者 陈诚）