“超級鐵路”構想走過百年興衰

陶短房

1864年，英國水晶宮的“管道鐵路”曾大出風頭。

由現實版“鋼鐵俠”馬斯克提議的“超級高鐵”最近成功進行了第一次戶外測試，引爆全球對未來交通的暢想。這種匯集了磁懸浮、真空管道等高科技的“超級高鐵”號稱時速可達1230公里，聽上去充滿科幻色彩。不過美國《國家地理》雜志網站認為，將發明“超級高鐵”的桂冠贈與馬斯克可能有些言過其實。若追根溯源，類似“超級高鐵”的構想早在兩百年前就已出現，甚至還曾投入真正運營，只是由于經費和技術等原因最終黯然收場。

天才發明家的靈光閃現

“超級高鐵”的核心設計是列車在封閉的真空管道中運行，以減少阻力的方式提高速度。然而如果把時間倒撥回兩百年前，英國機械工程師喬治·麥都思早在1812年就已提出過類似的設計。

鐘表匠出身的天才發明家麥都思一直對壓縮空氣興趣濃厚，曾搞出很多超前發明。例如他在1800年發明了以壓縮空氣為動力的“氣動馬車”，后來又在此基礎上發展出“愛奧尼亞氣動公交車”，在每個車站都設有氣泵補充壓縮空氣——與現在的電動公交車充電模式如出一轍。1810年，喬治·麥都思提交利用壓縮空氣在管道中傳遞信件和貨物的專利后，突然靈機一動——既然可以用壓縮空氣在管道中運送貨物，為何不能運人呢？他的“管道鐵路”構想是在直徑30英尺的巨大封閉管道中設置兩條鐵軌，讓車廂在壓縮空氣泵的推動下沿著鐵軌“高速”運行。不過他此時設想的“高速”是相對于當時的“普速交通工具”——馬車而言，時速為60英里。

“管道鐵路”對世人傳統觀念的沖擊是顛覆性的。要知道，世界公認的第一條真正蒸汽鐵路——英國利茲-米德爾頓鐵路此時也才剛交付使用。因此新出現的“管道鐵路”收獲的是滿滿的質疑，除了造價高、工程量大等，人們普遍擔心僅依靠壓縮空氣泵能否推動笨重的列車高速前進？盡管麥都思極力讓人相信“真空狀態下平滑表面的物體加速度理論上可以很高”，但也無濟于事。1825年他又提出修正方案，主張使用同樣是新生事物的電力代替壓縮空氣作為列車動力，但最終仍不了了之。

各種奇思妙想層出不窮

盡管麥都思的設想沒能成為現實，但“管道鐵路”這種超前設計還是吸引了眾多發明家前仆后繼。1824年，一名叫做瓦蘭斯的發明家首先用示范模型將“管道鐵路”從紙面設計變成現實：這是一條很短的、6英尺直徑的鑄鐵管，管中焊上兩條鐵軌，整個鑄鐵管呈封閉的環形，列車模型就在這個封閉環形中沿著鐵軌運行。這個“環形管狀鐵路”成功獲得專利，并且證明“管道鐵路”是可以造出來并能讓車廂在其中運行。

受此鼓勵，“管道鐵路”迎來黃金發展期。1835年，發明家亨利·平克斯修建了一條真正的“管道鐵路”。他認為麥都思和瓦蘭斯的失敗在于高密封管成本太高，且動力系統不靠譜。因此他除了使用蒸汽機-活塞動力外，還增加了繩索拉動的方法來維持環形線路列車的運行。平克斯在肯辛頓運河邊修了一條示范線路，通過刊登廣告吸引了不少投資人的興趣。但他精心設計的混合動力系統故障連連，最終遭遇失敗。

1838年，英國工程師薩木達兄弟和空氣動力學工程師、麥都思的狂熱崇拜者克萊格在西倫敦修建了半英里長的試驗管道。與麥都思構想不同的是，這條試驗線路采用頂部開槽的焊接鑄鐵管，通過壓縮空氣泵和活塞提供動力，管道直徑9英寸，輸出功率16馬力。這條試驗線路并非環形而是一條直管，因此被戲稱為“有來無回線”。從公關角度而言，他們的試驗非常成功，并在當時的發明圈內激起“管道鐵路狂熱”。但時人記載稱，試驗線路上的模型車“跑得比馬車還慢”，即便是在理想的實驗室環境下，也只能跑到30英里的時速。

愛爾蘭都柏林-金斯頓區間的“管道鐵路”是第一條投入實際運營且能載人的此類鐵路。這條“超級鐵路”采用15英寸管道，使用飛輪-活塞系統提供動力，列車在管道上方而非管道中間行駛。自1843年3月18日至1844年3月，共運行了35次列車，最高峰時一周試乘旅客多達4500人。但這種列車速度慢、運行條件苛刻，更糟糕的是由于加速不均勻，乘客體驗極不舒適，新鮮感一過就無人問津了。

世博會成就“管道鐵路”巔峰

由于“騎在管道上的列車”實施雖易，但效果不理想，后來的發明家們還是把注意力集中在“管道內跑火車”上。“超級鐵路”很快迎來了最輝煌的時代。1864年英國舉辦的世博會上興建了許多富有挑戰性的尖端市政工程，其中就包括全長550米的“水晶宮氣動鐵路”。這條鐵路的設計師是拉梅爾，他在世博會主會場“水晶宮”附近設立一條直徑達9英尺、內設鐵軌的“準密封管”，以蒸汽機為動力的巨大風扇向管道內吹入或吸出空氣，驅動車廂往返移動。這輛新奇的“超級列車”在1864年的世博會期間大出風頭，英國政府還乘興推出連接滑鐵盧車站至首相府的“超級鐵路”方案。只可惜這屆世博會閉幕后，非但滑鐵盧-白廳線沒了下文，就連水晶宮線也因運營費用高、游客日漸稀少而匆匆停運拆毀，以至于長期以來人們只能通過猜測來推想這條鐵路的大概位置，直到1992年在水晶宮舊址發現管道殘跡才算有了個大概眉目。

而在大洋彼岸，美國人比奇也在1870年2月26日嘗試將“超級鐵路”用于紐約城市軌道交通體系，開通試驗性質的“紐約海灘線”。它位于紐約百老匯街沿線，全長僅95米，試運行期間票價25美分。設計者希望將線路延長至紐約中央公園，建成長8公里的運營線路。但當時紐約政治家都不支持該項目，延長線項目拖到1873年才獲批，這時民眾對“海灘線”也失去了興趣，隨后因股災爆發，“海灘線”無疾而終。

此后歐美人似乎對“管道超級鐵路”喪失了興趣，盡管火箭先驅戈達德在20世紀初提出過被認為“迄今最接近實際”的“真空管道超級鐵路”構想，卻因一戰爆發而沒了下文。一戰后美國人在長途客運方面“移情別戀”，轉而熱衷于發展民航和高速公路客運，“管道超級鐵路”方案難以吸引太多投資者和關注——許多人堅信，這一障礙同樣會影響今天的“超級高鐵”方案。▲