胶囊列车（又名胶囊超级高铁），是由两家美国公司相继利用“真空管道运输”的概念，正在研究的一种全新交通工具。据称，这种“胶囊”列车可以超高速、低能耗、无噪声、零污染。被认为是继汽车、轮船、火车和飞机之后的新一代交通运输工具。

背景

2013年7月,美国电动汽车公司Tesla（特斯拉）和美国科技公司ET3相继公布的“超级高铁”设想和“胶囊列车”计划。虽然名称不同，二者的核心原理一样，利用“真空管道运输”的概念，建造一种全新的交通工具。

这种列车车行速度是飞机的两倍，子弹头列车的3至4倍；置身“胶囊”车厢，像炮弹一样从车站发射，逐渐加速至每小时6500公里，从纽约至北京只需2小时，环球旅行也仅6小时。

ET3公司正在美国建造一个长达4.8公里、时速为6500公里的模拟系统，计划在2013年底前建成并试验“胶囊”旅行的概念。而特斯拉公司则将“超级高铁”形容为“协和式飞机、轨道炮和空气曲棍球台的结合体”，其设想细节和具体方案将在2013年8月12日公开揭晓。

研究史

早在1922年，德国工程师赫尔曼·肯培尔在提出磁浮列车概念时，同时提出“真空管道”的设想，认为采用管道抽真空的办法可以实现磁浮列车速度每小时1000公里的目标值。

2003年，日本高速磁浮列车在总长18.4公里的试验线路上达到的实验运行最高速度为每小时581公里。

在中国，早在2005年，西南交通大学成立真空管道运输研究所，正式启动中国真空管道运输领域的研究和开发。

2015年2月26日，Hyperloop Transportation Technologies公司已经与加州开发商Quay Valley签订了协议，与之共同建设一座长约5英里(约合8.05公里)的超级高铁线路，选址则位于5号州际公路附近。根据马斯克的设想，超级高铁项目可以通过胶囊式列车载着乘客在长达数千英里的管道内高速前进。按照协议中所列的时间表，该项目将于明年开始动工，2019年竣工。阿赫伯恩估计，这条长约5英里的Hyperloop超级高铁线路将耗资约1亿美元。

工作原理

同济大学磁浮交通工程技术研究中心副主任林国斌解释，“真空管道运输”的原理并不复杂。众所周知，在地表稠密的大气层中，高速交通工具运行时受到接触摩擦和空气摩擦的影响，目前最高时速为500公里左右。“如何提升速度？只有降低摩擦。真空管道运输就是在地面或地下建造一条密闭的管道，用真空泵将其抽成真空或部分真空，利用磁浮技术使运载工具在其中无接触、无摩擦地运行，达到点对点的传送运输。”

技术系统

据设计者介绍，该运输系统由运输管道、载人舱体、真空设备、悬浮部件、弹射和刹车系统等组成。运行时，通过磁浮技术，将重达183公斤、长达4.87米、高约1.5米，能容纳4至6名乘客的胶囊状舱体“漂浮”于真空处理的管道中，再利用弹射装置，发射“胶囊”沿着管道无间断地驶向目的地。

优点

除了速度的优越性，据两个项目的设计者介绍，真空管道运输系统不仅更低价环保，而且更便捷舒适。

运输成本低

ET3公司正在美国建造一个长达4.8公里、时速为6500公里的模拟系统，计划在2013年底前建成并试验“胶囊”旅行的概念。而特斯拉公司则将“超级高铁”形容为“协和式飞机、轨道炮和空气曲棍球台的结合体”，其设想细节和具体方案将在2013年8月12日公开揭晓。

耗能少

由于减少了接触摩擦和空气摩擦，真空管道运输比任何传统交通工具耗费的能源都少。“胶囊列车”每度电的运输能力是高铁的50倍。同时，设计者还在思考新的节能方式。特斯拉公司CEO艾伦·马斯克则介绍，“超级高铁”将采取太阳能供电方式，能够自行补充能量。在系统中装上太阳能电板后，获取的能量将超过消耗所需，此外，该系统还有存储能量的设施，在不使用电池板的情况下也能行驶一周时间。

节省投资及机票价格

按照预想，真空管道或许还能“附着”在已经建成的高速架桥上，从而节省路线资源与基础设施的搭建成本。ET3公司称，“相比昂贵的机票价格，胶囊列车能将从旧金山至纽约的旅行费用降至100美元”。

不延误安全性好

与航空行程相比，真空管道运输不受天气因素影响，不会发生航班延误、取消等情况。超级高铁无需预订座位，可以直接乘车出发。此外，据介绍，在真空管道沿线处每隔一定距离还设有安全舱，当车辆发生故障停止，或是密封舱体失压时，乘客可从安全舱逃离，躲避危险。

所面对的问题

林国斌解释，理论上，在真空环境内交通运输确实有可能达到更高速度，但最高速度不仅与真空度有关，还与悬浮导向系统、牵引系统、轨道系统及运行控制系统性能相关。

稳定性与舒适度

林国斌对列车超高速运行的稳定性表示质疑，他说：“当线路处于真空中时，空气阻力大大降低，有利于磁浮列车的加速，但随着速度提高，因悬浮、导向、驱动力及轨道面公差引起的磁浮列车振动也会加剧。

在多少速度下还能稳定运行，保持与轨道的无接触及乘客可接受的舒适度，既没有看到过试验报道，也尚无有说服力的分析报告。”

技术合理性及工程可行性

林国斌认为，在工程可实现、代价可接受的条件下，真空管道磁浮列车可以达到多高速度，到目前为止缺少可信的方案论证，更没有试验数据可以佐证，“真空管道运输的速度肯定可以超过目前大气环境中的最高速度，但是否能达到1000公里的时速或更高速度，需要有更严密的论证并最终通过试验来验证。”

“总而言之，真空管道运输提供了人们继续提高旅行速度的想象空间，但要实现工程应用，还有很多问题需要解决。”林国斌说。