巨龙:超级——忽悠
2016-05-14 06:48:18



马斯克又出大新闻了。这位美国电影“钢铁侠”的原型人物,这次玩的是“速度与激情”,玩的是美国版的“超级高铁”,据说要秒杀一切地面交通工具。国内的媒体,本着一贯热捧美国臭脚的精神,称之为“超级高铁”。     

什么东西,加上“超级”两个字,立刻就显得高大上。中国铁路人几代人不懈奋斗的成果,倾注巨大国力打造的中国高铁,立刻被这两字比下去。

这东西到底有多厉害?我们先看看报道出来的测试数据,“Hyperloop One的超级高铁推进系统首次户外测试成功3米长的实验“滑车”,在铺设好的轨道上运行2最终速度达到400MPS(约合640公里/小时),撞击到91米外的沙堆减速停车

1969年,美国阿波罗11号宇宙飞船在月球成功着陆,宇航员阿姆斯特朗留下一句名言:“这是个人的一小步,却是人类的一大步。”遥想那个时代的美国,雄姿英发,探索世界一往无前。

现在,马斯克是不是可以这么吹:“这是超级环的两秒,却是人类交通的一个里程碑!”。马斯克没敢吹这个牛,但是媒体帮他吹,和这句话可差不离。吹得我这学理工的人,都觉得这帮人都适合写科幻故事。

尤其是中国的很多媒体人,逮到这个消息,简直一阵狂欢。什么中国高铁,人家早就怎么怎么样了……

且慢!楼主正好理科出身,凑巧学的还是自动控制,还近距离接触过磁悬浮的东东。特斯拉的“超级高铁”概念,没有超出楼主的常识范围。楼主来科普一下。

技术原理上来说,“超级环”的技术路线和方向是对的。

对于地面交通来说。速度越往上走,空气阻力消耗占比就越大。当速度达到300以上时,每提升一点速度,付出的能量都是指数级的增加。

查阅相关资料,中国高铁如果以350公里时速运行,和300公里时速相比,成本大约增加40%。速度提升不到六分之一,运行成本大约增加接近一半。所以中国高铁的合理运行区间,就在300-350公里。嚷嚷着高铁要开到400的,都是跟着瞎起哄。实验运行的速度,并不代表可以商业化运行。

解决地面交通速度的瓶颈,就需要减少空气阻力。制造稀薄空气,将空气阻力降得很低,这就是基本的技术原理。

稀薄的空气在哪里?象飞机那样,爬升到万米高空,要么钻进一个抽成真空的管子里。要在地面走,只能用后面一种方案。

工程原理很容易说清楚,那就是在管道里制造稀薄的空气,然后将人塞在一个“胶囊列车”里,胶囊列车通过“磁悬浮动力”(或者其他方式)获得推动力,因为管道里空气阻力很小,因此可以加速到很高的速度。 

打个形象的比喻来说,海水阻力很大,因此潜艇在水里前进,速度的极限就是几十海里一个小时,如果在海里铺设一条隧道,车子从海底隧道穿过去,速度就快很多。英法之间的海峡,就有这么一条海底隧道,欧洲之星高铁就在下面穿行(甚至还有难民妄图穿过这条隧道,从法国投奔英国)。

维持一个管道封闭,其实技术上也是可行的。中国的西气东输管道,设计工作压力10M帕。实际运行的压力大概是8M帕。这是什么概念?就是天然气管道内部的压力,相当于大气压的8倍左右。汽车轮胎压力大概是2.4-2.8M帕。也就是天然气管道的压力,大概是汽车轮胎胎压3倍还高。

如果天然气管道漏气的话,天然气泄漏的速度,比轮胎破了以后漏气的速度还快得多。人类的天然气管道工程,已经运行了很多年,可见管道封闭技术已经很成熟。保持管内管外的压力差,只要管子不漏气,就可以办到。

简单地说,现在的天然气管道,抽成稀薄空气,外面的空气,一样也进不去,半真空状态可以维持。也就是说,马斯克的真空管道,理论上也就是一个放大版的天然气管道。

当然,马斯克还有一些黑科技概念,据说是用车头风扇制造车辆行驶的半真空状态,这样就无需全管道真空。这技术有点太酷炫(有点像空气泡潜艇概念),似乎还没有太成功的实例,拭目以待。

总而言之,管道高铁,在技术原理上,既可以说得通,工程上也能够实现。

但是,马斯克的“超级高铁”仍然是一个毫不接地气的项目。原理上可以说得通,工程技术实现的难度却非常高,可靠性安全性需要很长时间才成熟,建造成本极高,而且就算建成,运行的商业价值也远不如想象的那么大。
    真空管道,其实实现并不容易。

首先,“超级高铁”对管道的工程要求太高,不仅要求管道口径大,而且封闭性能好,并且要求非常非常非常直。任何地理条件下,都很难转弯。概念中的超级高铁,运行速度打个6折到600公里,相当于中国高铁速度的2倍。这么快的速度,运行轨迹要求接近长距离的直线。管道工程施工的精密度,比中国高铁要求还苛刻。——以美国现在的基础设施的状况,这无疑是一个非常困难的工程。

其次,达到飞机巡航速度的胶囊车辆,即使在半真空环境中运行,车身结构、材料选择、动力来源,都是前所未有的巨大难题。而且开发过程中,技术验证的成本很高—— 搭建一个接近真实的测试环境,都是很高的代价。

退一万步来说,就算最终这个项目成功,并且投入商业运行。可靠性和安全性没有几十年时间的验证,一次事故,就足以让这个项目永置高阁。—— 1973年,美国三里岛的核辐射,虽然没有死人,但是接下来几十年美国核电完全陷入停滞。

人类铁路的发展史,从最早的蒸汽机车到现在的高铁,整整花费了200多年的时间。从活塞蒸汽机车,到内燃机车,到现在的电气化的高铁。每一次技术进步,虽然原理上都不是什么难题,但是每前进一代技术,都需要几十年以上的时间。

举个例子,洛阳轴承研究所正在研制的高铁轴承。需要在台架上模拟运行一百多万公里,才能够拿到实际车辆上安装。而这个模拟运行,每天运行十八小时,也要200多天,如果验证失败,得推倒从头再来。—— 这只是高铁的一个重要配件。

如果这个项目投入运营,它也仅仅适合两个城市之间的点到点运行,中间很难设站,速度太快的话,一停一启动,都会非常耽误工夫,而且非常影响后车前行。现在的中国高铁要停站,往往要提前20-30公里减速。以此推算,超级高铁减速距离至少需要50公里。要设立站点的话,也得100公里以上了。

更不要说这其中的天价成本。每一点的技术验证,都需要投入巨大的物力财力,工程建设实施起来也是天价(同样避免不了拆迁的巨大难题,因为要求高度直线,绕道都很困难,除非完全地下运行),维护一个长距离的真空管道,技术难度和成本也是非常高的。

由于管道压力和外面不一样,因此整个管道的保养维护也变得非常困难。——高铁可以人工来维护保养,这管道维护,人都很难进去,想起来都蛋疼。万一遇到什么天灾啥的(还有西方人喜闻乐见的恐怖袭击),要紧急维修,够困难吧?万一出现问题,人卡在厚厚的管子里,想逃生都不可能。

很多技术原理可行的东西,因为成本和工程难度,最终财务无法支撑惨淡收场。这其中有一个著名的案例,就是铱星计划,这是美国摩托罗拉公司设计的全球移动通信系统,用77颗通讯卫星(后来改为66颗),提供全球电话服务。

摩托罗拉公司费尽千辛万苦,终于在1998年11月1日正式将铱星系统投入使用时,命运却和这家公司开了一个巨大的玩笑,传统手机已经完全占领市场。因此卫星电话客户非常少,铱星公司亏损巨大,借款利息都还不起,摩托罗拉公司不得不将铱星公司申请破产保护,最终还是回天无力,只好宣布终止铱星服务。

你觉得马斯克的超级高铁,比铱星计划更靠谱吗?

那么,为什么马斯克还要做这事,并且如此高调地做,中国的媒体人还起哄配合宣传,这其中有什么考量?

马斯克是硅谷玩家,深知“讲故事”对融资圈钱的重要性。

看看谷歌卫星WIFI无人驾驶……美国的资本市场,其实就是“讲故事”,只要善于忽悠,有足够的概念噱头,赚钱不赚钱不要紧,资本市场可以把“幻想变成现钱”。一轮轮忽悠下来,一轮轮变现。马斯克的很多项目,钱使劲赔使劲烧,天天讲故事,一轮轮圈钱玩儿似的

另外,宣传技术概念,也是美国价值观宣传的需要。因为中国梦在一点点变成现实——中国高铁已经变成了跨省大巴。美国人可以拿得出手炫耀的东西,越来越少。这对于宣扬美国的价值观,非常不利。美国梦的基础,其实就是发财和享乐。当大家都慢慢意识到,美国其实很多方面是一个普通的国家,人心散了,还拿什么去忽悠别人??

巨龙:超级——忽悠
美国忽悠界代表人物

当年美国冷战期间,积累了大量的核心技术。比如互联网,开始的时候就是军方的项目。当美国把这项技术彻底民用化以后,就带来了全球的互联网革命,让美国在互联网时代赚得盆满钵满。

但是,现在的美国再也掏不出这种遥遥领先的技术,在这种情况下,支撑美国梦美国价值观的,只能用未来的概念了。用北方话说,老美底子没了,全身上下,就一个拳头一张嘴巴厉害。

所以,舆论界必须要塑造出一个高科技遥遥领先的美国,当然,这故事不仅要忽悠美国人,还得忽悠全世界,特别要忽悠中国人。于是,我们看到了中国媒体人一片叫好的声音。

其实,各种交通系统的技术,中国都开展了大量的研究,甚至很多实验还做在美国之前。所以,对于相关的技术进展,中国也并不会不闻不问——万一人家搞成了,咱山寨过来也不会有啥难度。

都是千年的老狐狸,忽悠谁呢?老美你继续讲故事好了,中国还要在2020年前,搞好3万公里高铁。啥时候搞好管道高铁,超过中国的时候,再来打声招呼,到时候我们也看看,值得不值得去山寨。

 抽空,我来给大伙儿再介绍介绍美国那些不着调不接地气的科技项目.......