也许是扬声器里播放着 Guns N' Roses 的歌曲。又或许是迪拜本身的魅力,这座新兴大都市从阿拉伯沙漠中崛起,宣告着过去已死,未来已来。不管是什么,当 Dirk Ahlborn 在三月份的中东铁路会议上发表演讲时,他基本上是对满屋子的高管竖了中指。“铁路行业已经没有任何真正的创新了——我不知道有多久了,”他说。“要么自己颠覆,要么被别人颠覆。” 会场内,观众们聚精会神地坐着,有的身着传统的迪什达莎,有的身着黑色长袍。其他与会者则穿着西装打着领带,甚至还有人穿着高跟鞋和短裙。他们共同组成了该行业的精英,他们建造火车并在全球运营铁路,而阿尔伯恩则是一家初创公司 Hyperloop Transportation Technologies (HTT) 的首席执行官,这家公司从未搭载过一名乘客,也从未铺设过一英寸的轨道。 但阿尔本并不习惯克制,他黑色西装里面穿了一件白衬衫,领口开了几颗纽扣。阿尔本身材高挑,有着稀疏的棕色头发和红润的脸颊,他开始在台上踱步,就像 TED 演讲一样,解释着他对未来交通的愿景。“超级高铁是什么?”他问道。“它就是一个胶囊,里面装满了人,放在一个管子里,架在塔架上,速度非常快。就这么简单。” 超级高铁胶囊舱将使用磁场或连续的压缩空气来漂浮在管道底部上方。泵将抽走管道中的大部分空气,从而形成极低的压力环境。空气越少,摩擦力就越小,因此胶囊舱的速度最高可达每小时 760 英里,完全由太阳能电池板供电。“如果你能在半小时内行驶 600 公里,票价为 30 美元,你的生活会怎样?”阿尔伯恩问道。“如果我们实现了这一点,我们的生活方式将真正改变。” 啊,超级高铁——与 SpaceX 和特斯拉汽车公司首席执行官埃隆·马斯克在 2013 年 8 月的一份白皮书中提出的计划相同。这一声明在互联网上引起轰动,有人惊叹,也有人觉得是在开玩笑。工程师们认为,技术挑战虽然艰巨,但有可能解决。但经济学家估计,马斯克预计的连接旧金山和洛杉矶的成本为 60 亿美元,比原计划低了 10 倍甚至更多,尤其是因为严重低估了获取路线土地的成本。炒作逐渐消退——但这个古怪的想法仍然存在。 到年底,阿尔伯恩推出了 HTT。2014 年 6 月,Hyperloop Technologies (HT) 进入该领域,该公司由硅谷风险投资家谢尔文·皮谢瓦 (Shervin Pishevar) 和前 SpaceX 火箭工程师布罗根·巴姆布罗根 (Brogan BamBrogan) 创立。今年 1 月,马斯克本人又回来了,他在推特上表示他打算建造一条超级高铁测试轨道,可能在德克萨斯州。这两家初创公司不久后宣布了自己的测试轨道计划,都希望在 2016 年破土动工。近超音速陆地旅行的竞赛开始了。 超级高铁的支持者面临着无数障碍——技术、政治和财务。但这些巨大的挑战似乎激励了他们,而不是吓倒他们。他们相信,超级高铁将是一种全新的交通方式,比以往任何交通方式都更快、更便宜、更省油。“如果你想想历史上最激动人心、最受关注的事情,那就是人类飞行,林德伯格穿越大西洋,进入轨道和登月,”XPRIZE 基金会主席兼首席执行官、HT 董事会成员彼得·戴曼迪斯 (Peter Diamandis) 说。“我们热衷于让人们比以往更快、更远地出行,超级高铁也属于这一类型,只是处于不同的维度。” 在迪拜,阿尔伯恩结束了演讲,观众报以热烈的掌声。他走下舞台,一位身穿传统白色长袍的男子走了过来。我看清他是阿提哈德铁路 DB 的经理萨卡夫·阿拉塔斯,该公司负责监管阿联酋国家铁路的运营。他握了握阿尔伯恩的手。“一切都始于梦想,”阿拉塔斯说。“在我看来,超级高铁不仅仅是一个梦想。它已经到来了。” 二.演讲结束后,阿尔本大步穿过会场,看起来就像托尼·史塔克一样。整个会场看起来就像一个巨大的宜家展厅,专门用于销售火车。牛油果色的通道迷宫将与会者引向灯火通明的轨道枕木和火车车轮展示区。阿尔本是德国人,在定居南加州之前也曾在意大利生活过,他能用多种语言流利地与供应商交谈。他的态度很冷淡,有时评论很尖刻。“这次展会有什么新东西吗?”他问一位兜售软件的人。“过去 10 年有什么新东西吗?” 事实上,阿尔伯恩并不是一个财大气粗的科技巨头——至少现在不是了。当然,这位 38 岁的企业家从 18 岁起就成为了一名企业家。他作为一家球团炉公司的首席执行官等工作,赚了数百万美元。但随后,由于房地产投资在金融危机中暴跌,他失去了财富。虽然他在迪拜可能看起来像斯塔克,但在国内,他却在 Airbnb 上租房。 阿尔本经营 HTT 的资金也非常有限。该公司是在他的另一家企业 JumpStartFund 上成立的,这是一个在线众包平台,人们可以在此提议公司,然后建立志愿者社区,将这些公司变为现实。在马斯克宣布超级高铁想法后不久,阿尔本就发布了这一想法,并得到了热烈的反响。超过 300 名志愿者签署了正式加入这家初创公司的合同,每周至少工作 10 小时,以换取公司上市后的股票期权。他们包括工程师、企业高管、人力资源和营销专业人士,他们构成了 HTT 的全部员工。他们还在诺斯罗普·格鲁曼、空客和思科等公司工作,并就读于加州大学洛杉矶分校、斯坦福大学和哈佛大学等大学。由于距离盈利还有数年时间,他们团结在一起的不是物质主义,而是对超级高铁潜力近乎宗教般的信仰。团队成员将自己视为第一条铁路的建造者,第一架飞机的飞行员。 “我们不一定要求你具备正确的资历,”阿尔本说道,“但我们需要你有热情。” 超级高铁可能是一种全新的交通方式——比之前的任何交通方式都更快、更便宜、更省油。Ahlborn 在展会现场寻找新的客户。“我们是一家人民公司,”他向一位潜在客户解释道。“我们依靠众包。”这个信息引起了共鸣。一位软件工程师同意免费进行客流模拟。一位建筑材料供应商建议使用混凝土替代品。最近为伦敦地铁新地铁项目设计车厢的 Paul Priestman 表示,他的公司可以提供视觉概念方面的帮助。安全服务提供商 TÜV Rheinland 的移动和铁路副总裁 Stephen Bradbury-Knight 提出考虑安全标准。 第二天,阿尔本与 HTT 团队成员、前意大利流行歌星、科技企业家加布里埃莱·“比博普”·格雷斯塔一起前往迪拜。我们三人乘坐迪拜新地铁,穿过一座座几何形状扭曲的摩天大楼。世界最高建筑哈利法塔的冰锥尖耸立在天际线上。我们在朱美拉棕榈岛(人工岛群,形状像树)下车,走进一家豪华酒店芳香四溢的大堂。在那里,我们遇到了一位爱开玩笑的意大利人,名叫朱塞佩·乌格,他告诉我,他的工作是向外国企业高管介绍阿联酋王室,向他们推销创意。 阿尔伯恩已经做好准备。他说,迪拜将是超级高铁的理想地点。加州的土地价格昂贵——因为它靠近美国和欧洲的每个大城市——而且要克服监管和政治障碍需要数年甚至数十年的时间。相比之下,迪拜拥有大量空地,只需一个人的命令就可以在那里建造一个大型项目:迪拜埃米尔谢赫·穆罕默德。此外,阿尔伯恩提醒乌格,迪拜将在 2020 年举办世博会。自 1851 年第一届世界博览会以来,世博会向数百万人介绍了电话、打字机、自动扶梯和有声电影等技术奇迹。阿尔伯恩提出,迪拜可能是超级高铁全球首秀的地方。 把你的计划发给我,乌格说,“如果好的话,我们可以介绍你来。” 三在洛杉矶一个工业街区的尽头,穿过 PlayPen 脱衣舞俱乐部和一名在一堆大麻罐中趴着打瞌睡的流浪汉,我走进了 BamBrogan 和 Pishevar 的 Hyperloop Technologies 总部。我眨眨眼,看着里面不协调的场景——6,500 平方英尺的开放式仓库,天窗照亮,四周是裸露的砖墙。员工们敲着电脑,在白板上涂鸦。 HTT 没有办公室,没有领薪员工,也基本上没有现金资源,而 HT 拥有 30 多名全职员工和 1000 万美元的种子资金,这笔资金在短短几个月内就筹集到了。该公司的目标是在今年年底前达到 8000 万美元。(皮什瓦通过投资 Uber 和 Airbnb 等公司,有望成为亿万富翁,他承诺如果需要,他将拿出一半的资金。)该公司还招募了一个人脉广泛的董事会。除了戴曼迪斯,董事会成员还包括策划奥巴马总统 2012 年竞选的政治人物吉姆·梅西纳,以及 PayPal 创始首席运营官、企业家大卫·萨克斯。 那是四月,我刚从迪拜回来不久。巴姆布罗根大步走来,他今年 43 岁,身材瘦削,浓密的胡子和闪亮的眼睛让他看起来像某个蒸汽朋克马戏团的主持人。当我问起挂在他脖子上的挂绳上的万能钥匙时,他神秘地说:“这是万能钥匙,但不是万能钥匙。”除了调皮的外表,巴姆布罗根是一名严肃的工程师:在 SpaceX,他领导了 Dragon 宇宙飞船和 Falcon 1 火箭上级发动机的早期设计。 巴姆布罗根告诉我,超级高铁实际上是一个多世纪以来一直吸引着工程师们的一个想法的最新版本:将火车放入管道中,并去除大部分或全部空气。火箭先驱罗伯特·戈达德于 1904 年提出了真空管道运输系统的基本方案。1969 年,美国交通部长在《大众科学》杂志上撰文称,政府正在研究几种“管道车辆系统”概念。HT 和 HTT 现在都在追求同一个概念。 两家公司计划将超级高铁管道内的压力降低到 100 帕斯卡左右——不是完全真空,而是地球表面自然大气压的千分之一。由于需要排出的空气很少,舱体只需要很少的能量就能达到接近超音速的速度。管道顶部的太阳能电池板可为每辆舱体充电,相当于为五块特斯拉 Model S 电池充电,应该能为整个系统提供足够的电力。 工程师 Sandeep Sovani 独立于 HT 和 HTT 工作,最近为软件公司 Ansys 运行了超级高铁气流模拟。Sovani 说,整体概念是有效的,前景广阔。“我认为管道运输技术之于本世纪,就如同铁路之于 19 世纪。” 这种令人平静的氛围是经过精心设计的。毕竟,初次乘坐的乘客肯定会对子弹穿过世界上最长枪的枪管感到紧张。然而,实施这个相对简单的想法将会非常困难。为了在管道中移动胶囊,HT 正在研究使用线性感应电动机,这种电动机将利用超级高铁胶囊和管道地板之间的排斥磁力来产生推进力。地铁系统和过山车已经使用了这种电动机,因此 BamBrogan 最初认为他可以购买现成的主要部件。但由于这些系统的最高时速约为 70 英里每小时,而不是 700 英里每小时,现有技术可能无法实现。“我们宁愿发明尽可能少的东西,”BamBrogan 说,“但看起来我们可能会朝着定制系统的方向发展。” 全速行驶时,超级高铁舱不会使用轮子,因此 HTT 可能会产生磁场来让它们悬浮起来。这是一项成熟的技术:上海磁悬浮列车等磁悬浮项目就是明证;其列车时速可达 268 英里。问题在于成本。磁悬浮列车的建造成本比传统列车高——据消息人士称,每英里轨道的磁悬浮列车成本为 6320 万美元——至于 HTT 是否有一个激进的想法来削减这笔费用,阿尔伯恩尚未透露。 两家公司还在研究另一种策略:空气轴承。从胶囊下方喷出的气流将使胶囊在管道中滑行,就像冰球在空气曲棍球桌上飞驰一样。计算机设计师目前使用空气轴承来悬浮硬盘内的旋转盘片,制造商则使用它们来悬浮工厂中的重物,以便于操作。空气轴承在汽车中也有理论上的意义——它们摩擦力小,不会像车轮那样磨损。早在 20 世纪 60 年代,美国空军就成功地在火箭滑橇上测试了空气轴承。巴姆布罗根说,HT 可以从这些实验中吸取教训,但滑橇在单轨轨道上行驶,因此是一种完全不同的交通工具。超级高铁的轴承,就像它的发动机一样,几乎需要从头开始发明。 由于超级高铁管道不会完全减压,残留的空气又带来了另一项工程挑战。如果太空舱能紧密贴合管道,它就必须推动前方越来越高压的空气,这种现象被称为活塞运动。(想象一下柱塞通过注射器推动液体。)马斯克建议的一个解决方案是将管道直径设为太空舱宽度的两倍左右,这样部分空气就可以从管道周围通过。他还建议在车辆前部安装一个巨大的压缩机。压缩机会吸入空气,并将其压缩到大约 1/20 的体积,然后通过空气轴承将其喷出,并将其泵入太空舱后面的隧道中。 HT 以马斯克提出的 2:1 管子与胶囊的比例作为设计的起点。该公司还在研究如何整合空气压缩机。HT 工程师 Josh Giegel 向我展示了一小块扭曲的金属,他最近用 3D 打印了这块金属,可能的形状是超级高铁压缩机叶片。他很快就会在办公室后面的风洞中测试它。 但当美国宇航局格伦研究中心的航空工程师对超级高铁概念进行独立分析时,他们得出结论,为了防止活塞效应,管道可能需要是舱室宽度的四倍,即使使用压缩机也是如此。当我打电话给格伦研究中心的美国宇航局团队成员贾斯汀·格雷时,他解释说,这一发现并没有否定超级高铁概念。但如果一条数百英里长的管道需要两倍于预计的宽度,那么建设成本就会膨胀。 在我访问期间,巴姆布罗根在企业家的鲁莽和工程师的谨慎之间摇摆不定。“我认为没有人认为超级高铁是个坏主意,”他说。“但有些人确实认为超级高铁不会存在或不可能存在。”这就是为什么该公司正在努力尽快建造一个测试环路。巴姆布罗根说,一次成功的演示将是“我们的‘小鹰’时刻,当它飞起来的时候。” 四硅滩位于 HT 总部对面,是谷歌、雅虎、Snapchat 和数百家其他科技初创公司的所在地。不过,早在这些公司出现之前,该地区就曾是另一位企业家的故乡:飞行员霍华德·休斯。他曾经在巨大的木板机库里制造飞机,现在那里有一台全尺寸的超级高铁模拟器。它宽八英尺,周围环绕着白色灯光,看起来像一个巨大的 Cheerio,上面有一个通往来世的入口。我走进舱室,坐在参与设计的建筑师玛塔·诺瓦克旁边。“好的,”她说,“你准备好乘坐了吗?” 机库里的灯光变暗了。气氛音乐开始播放,钢琴琶音在上面优雅地舞动。“我们还在车站里;门刚刚关上,”诺瓦克说。然后,她告诉我,太空舱开始加速。超级高铁的批评者抱怨说,乘坐这种列车会让人恶心——“由乘客的尖叫声驱动的新型超高速运输系统”, 《洋葱报》打趣道。但据诺瓦克说,由于加速缓慢——需要几分钟才能达到全速——而且转弯幅度很大,乘客实际上感觉不到也听不到什么。这种体验就像在 30,000 英尺的高空飞行,只是更安静。模拟器里的灯光很低,呈紫色。“我们可以回头看看我们的其他乘客,”诺瓦克说,我回头看了一眼身后延伸出的十几排座位。 超级高铁管道是实心的,无法看到任何风景,因此建造者没有在车窗上安装平板显示器,而是在舱壁上安装了平板显示器。一开始,显示器上显示的是繁星点点的天空,然后舱内变亮,景色变成了农田、湖泊和一闪而过的森林。当我们到达目的地时,我感觉自己仿佛穿越到了高端水疗中心。诺瓦克说,这种平静的氛围是经过精心设计的。毕竟,第一次乘坐超级高铁的人会担心子弹会穿过世界上最长的枪管。“如果人们尝试过一次超级高铁,并且喜欢它,他们就会再次乘坐它,”诺瓦克说。“但如果他们不喜欢……” 太空舱模型(一个由聚苯乙烯泡沫塑料和胶合板制成的容器,配有视频投影仪)是由加州大学洛杉矶分校建筑与城市设计系的研究生建造的。在建筑师 Craig Hodgetts 和 David Ross 的指导下,学生们还创建了空间站和太空舱的计算机模型。加州大学洛杉矶分校团队与 HTT 合作开展了一项名为 Suprastudio 的项目,该项目将学生与行业合作伙伴配对,让他们获得现实世界的专业知识。 我走出模拟器时感觉棒极了。但对交通博客作者阿隆·利维 (Alon Levy) 等怀疑论者来说,我的经历可能具有象征意义:超级高铁只是海市蜃楼——不可行而且成本高昂。他们还说,马斯克最初提出这一概念可能别有用心。他毫不掩饰自己对加州斥资 680 亿美元建造传统高速铁路线的计划的蔑视。利维和其他人怀疑,马斯克的目的可能是通过吹捧更性感的超级高铁来削弱支持率——看吧,伙计们,超音速悬浮列车只需 60 亿美元! 无论马斯克的动机是什么,这个想法现在都比他本人更伟大。这就是为什么一位加州大学洛杉矶分校的学生告诉我,她和她的朋友们每天要花 14 个小时辛苦制作原型,这就是为什么 BamBrogan 和 Pishevar 投入了这么多钱,以及为什么 HTT 的志愿者不仅仅是一家公司,更接近于一场运动。他们都感染了沃尔特·迪士尼的未来主义,试图设计一个更大、更光明的未来,而不仅仅是另一个智能手机应用程序。在太空舱里,我问诺瓦克是否愿意真正乘坐它。“当然,”她说。“我们现在可以步行到车站,30 分钟后在旧金山吃晚饭。太疯狂了!” 飞行结束后,我穿过工作区后面的一扇门,走进了相邻的机库。机库面积更大——315,000 平方英尺,一片寂静和阴影。这里是一座大胆工程的殿堂,休斯在这里建造了云杉鹅,其 320 英尺的翼展从未被超越。 这架飞机只飞行了一次,飞行了一英里,之后就被封存了。这是一个昂贵的、被广泛嘲笑的浪费项目,它为超级高铁的创造者们提供了一个警示。但比足球场还宽、几乎完全由木材建造的云杉鹅也是一种激励。你可能无法成功建造出一件疯狂的东西,一件如此宏伟和复杂以至于大多数人都说它做不到的东西。但很难抵制尝试的冲动。 如何解决活塞问题超级高铁管道内残留的空气会堆积在舱体前方,导致其减速。NASA 工程师分析了一种可能的解决方案,分为两部分。 1. 随它去吧马斯克建议将管道的尺寸做成太空舱的近两倍。这样当太空舱以 0.99 马赫的速度通过时,部分(但不是全部)空气就可以在太空舱周围流动。 2. 泵送压缩机可以吸入空气,并将其从胶囊下方和后方抽出。但空气必须先通过扩散器减速至 0.6 马赫。更高的速度需要更大的扩散器和更大的胶囊。 结论:管道的宽度可能需要是超级高铁舱的四倍,速度上限应为 620 英里/小时,或大约 0.80 马赫。这将增加建设成本,并使从洛杉矶到旧金山的行程增加五分钟。 本文最初发表于《大众科学》杂志 2015 年 7 月号,标题为“Hyped Up”。 |
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