Top
首页 > 财经 > 产业经济 > 正文

时速4千公里飞铁的往事:院士曾推动

产业经济 澎湃新闻 作者:贺梨萍 2017-09-12 09:13:07
[摘要]正如“高速飞行列车”在中国并不新鲜一样,这样的质疑在过去的近二十年里也没有间断过。首批拥趸者中不止一位对澎湃新闻说,“航天科工如果能做成,我也很高兴。”

  两周前,中国航天科工集团(下称“航天科工”)向公众投下一颗重磅,人类第五种交通工具“高速飞行列车”项目已开展研究论证,时速最高可达4000公里。

  所谓的“高速飞行列车”,原理即是利用真空管道和超导磁悬浮技术,实现超音速的“近地飞行”。 凭借超过3倍音速的速度,让公众直呼其为“飞铁”。然而,网友刷屏、举国振奋之际,质疑声随之到来:技术是否可行?安全性如何?会是下一个“巴铁”吗?

  至少到目前为止,尚未有权威人士人公开发声称直接质疑“可行性”。不过,正如“高速飞行列车”在中国并不新鲜一样,这样的质疑在过去的近二十年里也没有间断过。不止一位首批拥趸(编者注:“拥趸”是广东话粤语词,意指拥护者、支持者。)者对澎湃新闻(www.thepaper.cn)说,“航天科工如果能做成,我也很高兴。”

  谈起时下被重新热议的“飞铁”,首批拥趸者热情不减。然而,热情虽在,现实却很凄凉。在最初激起过些许浪花之后的这十年时间里,这些人仍保持联系,却始终无法在真空管道交通之名下大显身手。或局限于理论,或困于实验室,或不愿再提。

  眼下会是新的机遇吗?其中一些人并不认为自己还能被新的浪潮需要。

  概念引入者张耀平

  张耀平接触到真空管道交通是在2000年。彼时的张耀平在中国外运研究中心工作,研究物流。张耀平本人于1997年10月毕业于北方交通大学(现北京交通大学)铁道工程专业。

  “我和Daryl Oster(戴睿o奥斯特)在2000年开始交流,当时就是通过邮件网上沟通,隔几天有时甚至每天都会交流问题。”张耀平向澎湃新闻(www.thepaper.cn)回忆起近二十年前的往事。

  戴睿o奥斯特是美国弗罗里达州的一名机械工程师,其将真空管道磁悬浮运输概念落实为一整套的设计图纸,并在1999年获得真空管道运输(Evacuated Tube Transport,ETT)系统发明专利。戴睿o奥斯特也被认为是真空管道磁悬浮列车领域的“布道者”。

  张耀平在和戴睿o奥斯特畅想未来的同时,也在苦苦寻觅这一概念在国内的落脚地。辗转联系国内多家高校及机构之后,对张耀平引入的真空管道交通表现出最大兴趣的,是彼时西南交通大学超导技术研究所的王家素教授。

  2000年12月31日,王家素团队研制成功世界上第一辆载人高温超导磁悬浮实验车。这辆当时被誉为“世纪号”的实验车可载5人,永磁导轨长15.5米,最大悬浮重量达700公斤。张耀平提到,“这辆车出来以后,也遭受到一些质疑,有一些技术上的问题需要思考和解决。”

  王家素团队当时的完善思路之一正是准备给列车造个“壳子”。这种情况下,张耀平和戴睿o奥斯特的出现时机正好。2002年底,戴睿o奥斯特首次来到中国。2003春季开学时,张耀平就进入了王家素所在的超导技术研究所。戴睿o奥斯特也一同前往西南交大,直到2003年4月离开。

  自此,真空管道交通的概念正式引入西南交大。然而,这一概念并没有在张耀平的手上真正推动。随后的几年时间里,因种种原因,张耀平从原超导技术研究所转到了交通运输学院,获得副教授职称,但最终于2008年离开西南交大,转投陕西省西京学院。

  张耀平回忆,“当时我可能是太着急、走得太快。转到交通运输学院以后马上组建了真空管道运输研究所,每天都在忙这个事,还组织学生参加大赛。研究所成立之后有一部分人支持,但也引来很多质疑的声音。”

  打开西南交大真空管道研究所的页面,内容显示的时间均为2007年4月。其中有一条公告即是2007年4月4日发布的《西南交通大学“首届真空管道运输创新设计大赛”通知》,组织在校本科生及研究所参赛,当时甚至提到每两年将举办一次。

  张耀平笑称,“我们那时候组织举办的大赛,就跟现在埃隆o马斯克(Elon Musk)组织的大赛差不多。”2015年,硅谷“钢铁侠”公布了“超级高铁”模型竞赛。当地时间8月31日,马斯克在自己的个人Instagram账号上曾宣布新一轮竞赛结果,最高时速达到355公里。

  从张耀平向澎湃新闻提供的资料来看,其在真空管道交通运输领域的成就基本为论文及著作。

  2004年9月,张耀平在该领域的第一本著作《新产业时代从这里起步:关于真空管道运输的初期对话》由清华大学出版社出版。此外,张耀平以第一作者发表学术论文40多篇,其中SCI检索2篇,EI检索11篇;国家授权专利12项。

  2006年,张耀平在三次申请之后终于获得国家自然科学基金,经费26万元,这也是张耀平唯一一次获得国家自然科学基金。

  在西京学院的官网介绍中,张耀平现任西京学院真空管道交通研究所所长、经济管理系教授,从事真空管道高速磁浮交通研究与现代物流教学科研工作。张耀平称,“我这边现在还算是研究真空管道交通的一支吧。”

  眼下,张耀平还想再出版一本《真空管道交通概论》,却苦于出版经费无从筹措。张耀平无奈表示,“出版合同签订快一年了,但因为没经费支付出版费用,也就没法交稿出版。预计今年能申请到基金,可总共五六个基金全部落空了,只能往后有经费了再出版。”

  问及原因,张耀平只表示,“没什么原因,只能想是因为水平还不够吧。”

  值得一提的是,张耀平主动谈及,此前有业内人士暗指其“热衷于把这些纸上谈兵的东西申报专利、组建公司、成立研究所、出版书籍,而不去认真探讨为什么不能实现”,背后也有苦衷,“如果有经费,我何尝不想做实验?没有基金、没有实验室、没有各方面的力量,我怎么做?”

  两院院士提出设想

  中国真空管道交通的一次标志性事件是2004年中国两院院士(中国科学院、中国工程院)沈志云的公开支持。沈志云当时为西南交大牵引动力国家重点实验室教授。

  据一名知情人士对澎湃新闻(www.thepaper.cn)透露,沈志云对真空管道的思考始于2004年暑假期间。“9月份一开学,西南交大就召集了部分老师开了一个非常重要的会议,在这次会议上沈院士提出了对未来交通发展的一些思考。”

  彼时,上海磁悬浮列车已投入使用,高铁在2004年也已开始引进技术。还有什么交通方式可供选择?堪称中国交通智库的西南交大又将如何引领前沿?

  沈志云在上述会议上提出的便是真空管道交通。同年12月18日,沈志云发起了一场“真空管道高速交通”院士研讨会,有7位院士到场支持参会。这场研讨会的成果最终以论文的形式发表在2005年4月的《西南交通大学学报》,这篇论文也让学术界认可是沈志云提出“真空管道高速交通”的设想。

  沈志云在论文中提出,在地表稠密大气层中运行的高速交通工具,最高经济速度不超过时速400公里。然而,实现更高速度确有客观需要,也是交通科技工作者孜孜以求的梦想。实现更高经济速度的一个可能的途径是采用真空管道。

  沈志云当时对中国真空管道高速交通的战略定位为600-1000公里/时的超高速地面交通,是目前地面高速交通的延伸和补充。并在论文中提出分为四个阶段推行,即从2005年开始,5年达到小比例模型推出,10年全尺寸模型,15年达到实验线路,25年即2020至2030年实现运营线。

  然而,沈志云设想也仅仅止步于设想,后续也没有实质性推动。

  值得一提的是,张耀平这位真空管道领域的概念引入者,在西南交大期间,并没有得到沈志云的支持。

  据张耀平对澎湃新闻(www.thepaper.cn)回忆,在2004年12月那场院士研讨会之前,他才第一次和沈志云有了真正的“接触”。而在此之前,尽管张耀平几次希望能得到沈志云的认可和支持,但均被其通过电话等放方式拒绝。“那时候就想,如果要真正推动真空管道交通,沈院士能出面支持当然是最大的力量。”

  有过商业化野心的刘本林

  刘本林和真空管道交通产生交集是在2005年。

  彼时,刘本林在一个发明论坛上接触到真空管道交通的概念,当时有人提到,“我要造一个时速20000公里的高铁,你敢乘吗?”就这样,刘本林开始研究起真空管道交通。

  刘本林是1977年恢复高考后的首批考生,于1981年毕业于中国科学技术大学物理系。外界此前更多地称刘本林是“民间科研爱好者”,但这显然让刘本林的大学同学不认可,认为其无论如何是“科班出身”。

  大学毕业以后的刘本林去了中国科学院固体物理研究所。“工作了3年之后,觉得很不适应就出来了,去了当时的江苏省常州市电子工业局。”刘本林至今认为,“最优秀的科学家并不一定在科研机构。”

  “我当时一查,发现这个东西其实很早就已经在说,但一直只闻楼梯响不见人下来。我就分析这里面到底有什么问题?”

  随后,就有了以刘本林为第一作者的《速车系统概论》,这本书也被认为是世界上第一本系统论述真空管道磁浮技术的专著。该书发表于2009年,另一作者为赵勇。

  赵勇是西南交通大学首席教授、长江学者特聘教授、超导与新能源研究开发中心主任,和刘本林为中国科学技术大学同学。赵勇团队目前也是中国研究真空管道磁悬浮列车方面的重要力量之一。

  除上述著作外,中国真空管道交通领域属于刘本林的印记还有一项发明专利。2011年,刘本林为第一发明人的《真空管道用于长途客运的方法》获得授权,该项专利的发明人一栏里共有7人,包括赵勇、刘本林的女儿刘溪清。专利发明人中还有一位叫葛同勋,刘本林特别提到,“正是他在发明论坛上提出时速20000公里的高铁,他其实才是我们的最初引路人。”

  刘本林在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)采访时反复提到,中国目前关于真空管道交通方面的基础研究要比国外扎实,“只不过我们没有名气”。另外,刘本林认为,作为研究人员,真空管道的缺陷也不能忽视,“做真空管道的人好像都在回避这个缺点,这点是是不对的。”

  刘本林将《速车系统概论》简单概括为“54321系统”。其中“4”指的就是“4大缺点”,包括昂贵的边界、人不能生活在真空中、进出真空环境开销巨大、对流冷却功能缺失。“在这四点基础上扬长避短,才能开创出有性价比的真空管道交通新局面。”刘本林还认为,在他的这套系统中,有“2大概念的突破”,即设计了承载-密封分置真空边界和有速乘客交换系统。

  值得一提的是,无论是刘本林还是前述的张耀平,对目前网络上“超级高铁”等五花八门的叫法颇为反感。

  张耀平认为,“最准确的叫法就是真空管道交通(Vacuum Tube Transportation,VTT)”。刘本林也格外强调,“把真空管道交通说成是超级高铁,太简单了一点,它比公路到铁路的区别还要大,这是一种全新的交通方式,并不是简单的高铁升级换代。”

  刘本林提到,“这个是以速度为特征的,我们当时就定下来叫‘速车系统’,当然我们定得也不一定合理。”

  类似于张耀平,刘本林也只局限于理论的梳理和提出。“这个项目我也申请过几次国家自然科学基金,但都没有拿到。”值得一提的是,刘本林早在1987年就凭借其他项目获得过一次国家自然科学基金,经费总计25000元。刘本林说到,“在那个时候来说,这笔经费也算是中等水平了,那时工资才一个月不到100块,当时的报告还是手写的。”

  申请基金无果,刘本林一度将自己那套系统的实施寄希望于商业化。“我们甚至跟大连万达集团联系过,讨论走商业化路线。”据刘本林透露,其最早接触万达是在2011年前后,“有一个团队接待了我们,我们介绍了一下项目,但对方后来也没有下文。”2016年,刘本林再次试图接触万达,“很可惜他们的趋势是要走‘轻资产’路线,仍然没有下文。”

  目前,61岁的刘本林是常州市福驰电动车辆科技有限公司(下称“福驰电动科技”)的法人及执行董事兼总经理。工商信息显示,福驰电动科技注册时间为2010年4月,注册资本100万元,股东之一还包括张耀平。

  澎湃新闻(www.thepaper.cn)发现,福驰电动科技专利信息一栏里,专利共计35项,包括“一种具有增强鼠标功能的复合按钮键盘”、“ 一种具有集电、蓄电与燃油复合动力系统的公路车辆”、“ 一种弯折形围墙与护栏”、“ 一种航线在水面上装备可离合起降系统的飞机”等。澎湃新闻采访到一名刘本林此前的同事,该同事评价道,“刘本林兴趣非常广泛,之前对真空管道交通研究了一段时间,后来又陆续研究了很多其他的东西。”

  另外,福驰电动科技还投资了另一家公司,即常州市健窕日用品科技有限公司(下称“健窕日用品”),法人为刘本林女儿刘溪清。

  刘本林最后提到,“现在的大环境下,研发一些小项目可能更现实一些,大的项目凭我们的力量根本推动不起来。”刘本林还透露,其团队最新研发的一款新构皂“即将于9月16日前后在常州一家超市上架”。

  困于实验室的西南交大

  自真空管道交通概念引进至今,西南交大是唯一作出模型平台的正规科研单位。

  目前,西南大学真空管道磁悬浮列车项目的带头人则是前述提到的赵勇。赵勇此前在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)采访时曾对航天科工日前公布的时速4000公里“高速飞行列车”点评,“这项技术需要引起社会的关注。此时公布不是说这个技术已经成熟了,而是需要产业部门介入,国家政府要有投入,把前期技术先开发出来。”

  赵勇是中国高温超导领域的第一个博士,辗转意大利、澳大利和日本13年后,他回到西南交通大学,是国家首批外籍杰出青年基金获得者。彼时的赵勇认为,“西南交大是最适合搞超导磁浮研究的地方”。

  赵勇透露,“航天科工目前的整个方案、基本思路就是按照我们的书(编注:《速车系统概论》)提出来,具体关于磁浮方面的设计是我们来帮助完成。”只不过,具备多年实验经验的赵勇对时速4000公里持相对谨慎的态度,“我一直在强调1000公里时速这个第一步的关键性和重要性,当你1000公里时速还没实现的时候,大谈4000公里时速意义就不大。”

  赵勇认为,要实现“高速飞行列车”没有捷径,必须从实验室走向中试,再进入工程阶段。“我们现在连实验室的数据还没拿出来,离这个远景还很远。”

  2011年,赵勇团队研制出全球首个真空管道高温超导磁浮列车试验系统,该系统轨道直径3米,管道最低压强2000帕,磁浮车采用线性电机驱动。目前,这第一代实验模型已被拆除。2016年1月,赵勇团队完成第二代真空管道高温超导磁浮列车系统的建设,系统首次采用“壁挂”式运行,即将直径6.5m的环形轨道铺设在环形金属壁面上,使磁浮车沿壁面高速行驶。

  2016年5月,系统完成第一阶段调试,时速达到108公里;2016年10月,系统完成第二阶段调试,时速达到150公里。赵勇对澎湃新闻表示,“目前,我们实验室在高温超导磁浮方面能做到时速160公里,这应该是实验室最高速度了。”

  实验室系统的难点在于,“场地有限,只能做成环形,环形的小半径离心力很大,做起来非常困难。”这也就意味着,赵勇团队若想再进一步,必须将实验搬到户外。

  “户外实验首先需要场地,起码要1公里或者2公里的管道做前期试验,中试起码要几十公里,日本600公里时速的磁浮线有三十多公里的线,按照这个比例的话,50到100公里的中试线是需要的”。

  而户外建立真空管道磁悬浮模型造价之高并不是一个实验室所能承受。“投入肯定是以亿为单位的,可以类比一下,地铁的造价是每公里6亿元-10亿元,参照这个数字也不是我们实验室可以做的。”赵勇表示。

  值得一提的是,西南交大研究真空管道磁悬浮领域不止赵勇团队,前述提到的王家素一支目前仍在进行相关实验。西南交大目前在超导领域有两块牌子,一块是赵勇所在的超导与新能源研究开发中心,另一块则是已退休的王家素所在的超导技术研究所。

  超导技术研究所前身是1988年王家素和王素玉在成都西南交大成立的第一个研究实验室“低温与超导技术实验室”,1997年成立“西南交通大学超导技术研究所”,现隶属于牵引动力国家重点实验室。

  超导技术研究所目前的骨干力量之一是邓自刚,现为西南交大牵引动力国家重点实验室新型轨道交通技术研究所副所长、"高温超导磁悬浮技术"校级和四川省高校科研创新团队带头人。

  官网显示,2012年4月至2013年2月,在牵引动力国家实验室自主课题和校级创新团队经费资助下,邓自刚主持研制成功中国首条载人高温超导磁悬浮环形试验线,全长45米,曲线半径6米,悬浮高度10-20mm,最大载重1吨,最高速度时速50公里。实现了当前国际上同等载重能力,截面最小、永磁用量最少的超导悬浮系统,及面向实际应用的含转向架、制动、无线通讯、车载实时监测等功能的高温超导磁浮整车系统。

  另外,据澎湃新闻(www.thepaper.cn)了解,在高校领域,青岛科技大学机电工程学院李庆领教授团队近年来也在进行真空管道方面的研究。李庆领现任青岛科技大学副校长,多年来一直从事过程装备传热及节能技术、高压及超高压技术及设备、新能源开发及利用技术以及环保过程技术等方面的研究。

编辑:秦一乔

相关热词搜索: 高速飞行列车

上一篇:一汽为振兴红旗改领导工作制:每周工作7天 每天11小时

本地 新闻 娱乐 财经 数码 教育