未來交通“星”寵

劉霞

超級高鐵：

從廣州到北京只需90分鐘

目前，從北京到紐約最快的直達航班需要12小時，也許不久后，我們乘坐超級高鐵（Hyperloop），可將時間縮短為2小時。

早在1904年，美國學者羅伯特·戴維便提出了“真空管道運輸”的設想。20世紀80年代，美國機械工程師達里爾·奧斯特開始思考“真空管道運輸”的可行性。1999年，奧斯特為“真空管道運輸”這一概念申請了專利。2010年，奧斯特成立了致力于開發真空運輸項目的公司ET3。他們設想，真空管道運輸是一個類似膠囊一樣的運輸容器，它通過真空管道進行點對點傳送。因管道處于真空狀態，膠囊容器的時速可達6500千米。

2013年8月，“鋼鐵俠”埃隆·馬斯克在自己SpaceX的官網上公布了題為《超級高鐵（Hyperloop）》的白皮書，對“真空運輸”的概念進行了豐富，提出了“超級高鐵”的理念。

該構想的關鍵是如何實現運行管道的真空？在馬斯克的設計中，其技術原理是在地面或地下建一個密閉管道，用真空泵將管道抽成真空或部分真空。在此環境中，運行車輛的行車阻力會驟減，能有效地降低能耗，氣動噪聲也會驟降。超級高鐵的另一亮點是懸浮技術。該技術要解決的正是接觸摩擦的阻力，利用磁懸浮或氣懸浮技術使車廂在真空管道中無接觸、無摩擦地運行，從而實現點對點的傳送運輸。

馬斯克估計，該系統的造價為100億美元，時速將達到800英里（約合1288千米），比當前商用飛機的時速還快480千米。如此一來，從廣州到北京，未來也許只需要90分鐘。它除了快速、安全、環保，還因處于全封閉的真空系統中，對復雜的天氣免疫，甚至可用太陽能做驅動力。

此概念一提出就引發了業界的喧囂與騷動，也引來不少爭議。美國麻省理工學院航空航天學教授漢斯曼提出，雖然“超級高鐵”本身不違背物理學基本原理，但此計劃的可行性還不夠：馬斯克的預算太過于樂觀，而且鋁制膠囊列車本身還有很多技術困難需突破。

中國工程院院士、著名高鐵專家王夢恕在接受《新京報》記者采訪時也曾表示，真空管道運輸的可行性值得懷疑。他指出，目前磁懸浮列車在實際運行中還存在許多無法克服的障礙，更不用說建立在懸浮技術基礎上的真空管道運輸了。

不過，科學界向來不乏“明知山有虎，偏向虎山行”的勇敢者。自2010年起，美國相繼成立了ET3、SpaceX、超級高鐵運輸技術（HTT）等多家研發“超級高鐵”的公司。馬斯克因精力問題，一直未曾繼續執行“超級高鐵”的計劃，但好在后繼有人。據美國連線雜志報道，HTT公司2016年將在美國加州建造全球首條測試管道，落實馬斯克的構想。而ET3的網站上也明確指出，其目標是在2030年實現真空管道運輸項目的商業應用。

知識鏈接 “超級高鐵”工作原理

超級高鐵在真空管道中運行，車廂像一個膠囊。每一個膠囊被放置于管道中，像炮彈一樣被發射至目的地。膠囊處于幾乎沒有摩擦力的環境中，無間斷地行駛。

空中的士SkyTran

即將成為現實

當堵在擁擠的公路上一動不動時，你是不是恨不得從天上飛馳而過？未來可能在以色列出現的“空中的士”，或可滿足你的需求。據報道，美國加州SkyTran公司正和以色列航空工業公司（IAI）聯合開發一款“空中的士”，它可以在離地面10米高的軌道上行駛。

所謂SkyTran，其實就是在城市上空建一個空中汽車軌道，然后利用磁懸浮技術，打造一個小型化、個人化的交通運輸系統。同傳統輕軌或地鐵不同的是，SkyTran將不固定運行時刻表或站點，乘客可以通過手機提前預訂車廂，定制私人行程，不需每個站點都停車，舒適度大大提高的同時，交通時間也將大大縮短。

據英國《每日郵報》2014年6月27日報道，SkyTran公司研究這個空中軌道系統已有4年時間，首次路試工作在以色列位于特拉維夫的IAI園區內展開：試驗軌道長達300米，一開始先試一輛車，這輛車可容納4人，最快速度達每小時約100千米，之后，會在軌道上添加越來越多的“空中的士”。

SkyTran公司CEO杰瑞·桑德斯（Jerry Sanders）表示，這種交通模式與鐵路和地鐵相比更廉價，且建造更為方便。SkyTran軌道每千米的成本只需800萬美元，而每輛“空中的士”的造價為2.5萬～3萬美元。

另外，這套系統使用磁懸浮技術驅動汽車，電磁鐵產生的升力推動汽車前進，為此極其節能，這將令那些電力供應不足的國家受益良多。

如果進展順利，SkyTran希望將該系統擴展到以色列的另外3座城市，2018年擴展到美國城市。目前，巴爾的摩、芝加哥的英格爾伍德區及加州等美國城市都表示對它感興趣，巴黎的戴高樂機場等主要機場也在考慮它。谷歌公司董事長埃里克·施密特的風險基金也在SkyTran上投資了數百萬美元。

高超音速飛機：

從紐約到上海只需24分鐘

隨著高鐵和飛機的普及，“千里江陵一日還”已成為現實，但人類若想“千里在俄頃，三江坐超忽”，高超音速（物體的速度超過5倍音速，移速約為6000千米/時）飛機或能助人類美夢成真。

據英國《每日郵報》2015年5月報道，美國國家航空航天局（NASA）想改變普通民眾無法享受超音速旅行的現狀，宣布投資230萬美元用于超音速飛機的研制。部分經費將專門用于研究如何減輕音爆（超音速飛機飛行時產生的振動波），報道稱，新一代商用超音速飛機技術將在2025年首次投入生產。

目前，NASA研發的超音速燃燒沖壓噴氣式發動機點火后，可讓飛行器加速到5馬赫，甚至更高。美國空軍希望此技術最終能運用于民用載人飛機。美國空軍首席科學家麥卡·恩茲利表示，目前坐商業航班從紐約飛到洛杉磯要5小時，而乘坐高超音速飛行器只需30分鐘。

?“Skreemr”超音速概念機

據英國《鏡報》2015年4月7日報道，英國噴氣發動機公司（ReactionEngines）正在試驗高超音速飛機。他們的最終研發目標是一種無人駕駛、可重復使用的高超音速空天飛機引擎，即所謂的SABRE。該公司表示，這個新引擎將結合噴氣和火箭技術，使它既能實現革命性超音速飛行，又能保證未來商用的經濟性。

另據美國《福布斯》網站1月底報道，加拿大工程師查爾斯·邦姆巴迪亞攜手約瑟夫·海瑟爾廷推出了最新款的高超音速概念機“對跖點”（Antipode），其最高時速可達24倍音速（約29376千米/時），是協和式飛機（Concorde）的12倍，照此速度，若從紐約到倫敦只需11分鐘，到上海只需24分鐘。

據英國《每日電訊報》1月26日報道，“對跖點”的時速是邦姆巴迪亞早先杰作—“Skreemr”超音速概念機的兩倍多。2015年10月，“Skreemr”橫空出世，采用電磁軌道炮系統發射，之后在液態氧或柴油火箭發動機的推進下，增速至4倍音速，最后在沖壓式噴氣發動機的推動下，速度飆升至10倍音速。不過，當時他也指出，可預見的問題是飛機對地面產生的巨大噪聲及飛行時機頭和機翼積累的高溫。

不過，目前高超音速飛機僅是一個概念，安全性還無法保證。航空和國防工業咨詢公司蒂爾集團（Teal Group）分析師理查德·阿布拉菲亞表示，高超音速就像在颶風中心點亮蠟燭一樣，這是非常困難的事情，我們一直在朝這個目標邁進，但依然還有幾十年的路要走。

高超音速飛機要想實現高超音速飛行，必須有相應的動力裝置，解決高強度激波、表面溫度、噪聲、音爆等問題。相關人士稱，降低超音速音爆是該飛機商業化的最大限制因素。

飛行汽車TF-X：

有望實現門對門交通

數十年來，從美國動漫電視劇《杰森一家》到科幻大片《回到未來》，飛行汽車一直是科幻題材作品的主角之一。面對日益嚴重的交通擁堵，幾乎所有人都想過給汽車加對翅膀，在堵車時帥帥地“絕塵而去”，在科學家們的不懈努力下，這個想法已快要成為現實。

2015年，特拉弗吉亞公司推出了第一款飛行汽車概念車“變形金剛（Transition）”，該車從原型設計到試飛歷時兩年，可在汽車和飛機間來回切換，能搭載兩名乘客。這款飛行汽車的駕駛員需有飛行員駕駛證和汽車駕照來駕駛，它的飛行狀態可持續20小時，但首先需駕駛其沿著高速公路前往機場，然后在常規跑道上起飛。而TF-X就是“變形金剛”的改進版。

據媒體報道，在美國實驗飛機協會（Experimental Aircraft Association's）舉辦的年度“飛來者大會”上，美國特拉弗吉亞（Terrafugia源于拉丁語，意為“逃離地面”）公司設計的飛行式概念車TF-X的最新模型驚艷亮相。該公司表示，這款車有望于2018年啟航，屆時上班族有望乘坐飛行汽車通勤。

?“TF-X”飛行設想圖

這款概念車由224千瓦發動機驅動，配備了折疊式機翼，機翼兩端各有電動引擎，雙引擎使車體能依靠螺旋槳垂直起飛，然后水平飛行。汽車推力由仿直升機的旋翼槳葉提供，航速可達322千米/時，當前最長飛行距離為805千米。特拉弗吉亞公司稱，TF-X的設計旨在實現“門對門交通”，這款車能與普通車一樣駛入停車庫。該車計劃乘載4人，由電腦控制實現半自動化駕駛，乘客只需輸入目的地即可安全到達。

目前，研究人員正在麻省理工學院（MIT）的懷特兄弟風力渦輪實驗室對該車1/10大小的一個模型進行測試，包括對該模型的阻力、拉力、推力進行全方位的測試。該公司宣稱，這款概念車的完成還需8～12年，預估售價為26.1萬美元，普通民眾若想購買仍需再等8年。

有專家認為，在城市擁堵嚴重的今天，向航空交通領域展開創新思考也非天方夜譚，只是需先考慮更加嚴苛的安全規章制度。

Aero-X空中摩托車：享受會飛的快感

?“Aero-X”商用版

《星球大戰》里超拉風的帝國飛行摩托，大片《云圖》里吉姆·斯特吉斯騎的懸浮大摩托都讓人艷羨不已。這么炫酷卻只能遠觀不可近玩？現在，總部位于美國加州的Aerofex將于2017年推出Aero-X空中摩托車，或能讓人變身電影男主角享受貼地飛行的快感。

Aero-X空中摩托車是類似摩托車的氣墊船，總重量在140千克以內，可乘坐兩人，即駕駛者和一名乘客，最高可離地飛行3.66米，最快速度能達到72千米/時。另外，得益于兩個由碳纖維材料制造的轉子，Aero-X可以垂直起飛和降落。由于行駛過程中車輛懸浮在空中，因此不需任何固態路面支持。

?TF-X概念車模型

這類懸浮車的概念其實早在20世紀就已出現，但因穩定性的問題一直未能制成實物。現在，Aero-X所采用的機械系統正是針對安全及穩定性設計的，它可根據駕駛員的平衡及傾斜運動而運作，操作上就像駕駛一部普通電動車一樣安全又方便。

“我們已經多次測試了Aero-X，以優化操控并提升駕乘穩定性”，Aerofex公司聲稱，“它易于操控，消費者只需經過一個周末的訓練，就能輕松駕馭Aero-X”。而且，用戶幾乎可以騎它去任何地方——沙漠、田地、山丘、湖泊、河流。經過與美國聯邦航空管理局協商，Aerofex將這款摩托車定位為“空中ATV（全地形車）”，不需再申請航空器許可證。

?《星球大戰》中的飛行摩托

太陽能直升機：

避堵神器

據英國《每日郵報》2014年5月13日報道，英國設計師愛德華·多伽爾伐尼提出了“太陽能城市直升機（Fly Citycopter）”的概念，其以太陽能提供動力。

據悉，這款直升機的規格為6.34米× 5.2米× 5.49米，重1110千克，最大飛行高度3600米，最快時速可達190千米，它將由碳、鋁和鈦制成，外殼全部被太陽能電池板包裹。由于使用風扇和電動發動機（可依靠太陽能電池來充電），這款工具能有效減少污染物及有害氣體排放。因它以純電機為動力，飛行過程非常安靜。另外，太陽能取之不盡，環保無污染，所以它比傳統直升機能效更高，也更便宜。

多伽爾伐尼介紹稱，Fly Citycopter有三個旋翼，這使它既便于操控又能將噪聲降至最低水平。它半球狀的玻璃窗保證了駕駛者的廣闊視野，確保了飛行安全。它還配有先進的智能系統，不僅能手動操作，亦可自行完成起飛、飛行和著陸。若駕駛Fly Citycopter從倫敦到巴黎，只需兩小時。因此，它不僅能成為綠色經濟的一部分，也是城市的“避堵神器”，有助于緩解大城市交通擁堵的現狀。

“待君東去掃胡塵，為君一日行千里”。如果未來這些極富創意的交通工具能夠走入現實，那未來的我們將能愜意游走于城市間，不為擁堵而煩惱，不為慢速而焦躁啦！

?“Fly Citycopter”模型圖