“超級鐵路”構(gòu)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(fēng)頭。

由現(xiàn)實版“鋼鐵俠”馬斯克提議的“超級高鐵”最近成功進(jìn)行了第一次戶外測試，引爆全球?qū)ξ磥斫煌ǖ臅诚?。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(dá)1230公里，聽上去充滿科幻色彩。不過美國《國家地理》雜志網(wǎng)站認(rèn)為，將發(fā)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(gòu)想早在兩百年前就已出現(xiàn)，甚至還曾投入真正運營，只是由于經(jīng)費和技術(shù)等原因最終黯然收場。

天才發(fā)明家的靈光閃現(xiàn)

“超級高鐵”的核心設(shè)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(jī)械工程師喬治·麥都思早在1812年就已提出過類似的設(shè)計。

鐘表匠出身的天才發(fā)明家麥都思一直對壓縮空氣興趣濃厚，曾搞出很多超前發(fā)明。例如他在1800年發(fā)明了以壓縮空氣為動力的“氣動馬車”，后來又在此基礎(chǔ)上發(fā)展出“愛奧尼亞氣動公交車”，在每個車站都設(shè)有氣泵補充壓縮空氣——與現(xiàn)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(jī)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(gòu)想是在直徑30英尺的巨大封閉管道中設(shè)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(shè)想的“高速”是相對于當(dāng)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(tǒng)觀念的沖擊是顛覆性的。要知道，世界公認(rèn)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(xiàn)的“管道鐵路”收獲的是滿滿的質(zhì)疑，除了造價高、工程量大等，人們普遍擔(dān)心僅依靠壓縮空氣泵能否推動笨重的列車高速前進(jìn)？盡管麥都思極力讓人相信“真空狀態(tài)下平滑表面的物體加速度理論上可以很高”，但也無濟(jì)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(shè)想沒能成為現(xiàn)實，但“管道鐵路”這種超前設(shè)計還是吸引了眾多發(fā)明家前仆后繼。1824年，一名叫做瓦蘭斯的發(fā)明家首先用示范模型將“管道鐵路”從紙面設(shè)計變成現(xiàn)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(huán)形，列車模型就在這個封閉環(huán)形中沿著鐵軌運行。這個“環(huán)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(fā)展期。1835年，發(fā)明家亨利·平克斯修建了一條真正的“管道鐵路”。他認(rèn)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(tǒng)不靠譜。因此他除了使用蒸汽機(jī)-活塞動力外，還增加了繩索拉動的方法來維持環(huán)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(shè)計的混合動力系統(tǒng)故障連連，最終遭遇失敗。

1838年，英國工程師薩木達(dá)兄弟和空氣動力學(xué)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(gòu)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(huán)形而是一條直管，因此被戲稱為“有來無回線”。從公關(guān)角度而言，他們的試驗非常成功，并在當(dāng)時的發(fā)明圈內(nèi)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(huán)境下，也只能跑到30英里的時速。

愛爾蘭都柏林-金斯頓區(qū)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(tǒng)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(dá)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(fā)明家們還是把注意力集中在“管道內(nèi)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(zhàn)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(shè)計師是拉梅爾，他在世博會主會場“水晶宮”附近設(shè)立一條直徑達(dá)9英尺、內(nèi)設(shè)鐵軌的“準(zhǔn)密封管”，以蒸汽機(jī)為動力的巨大風(fēng)扇向管道內(nèi)吹入或吸出空氣，驅(qū)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(fēng)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(fā)現(xiàn)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(zhì)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(shè)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(dāng)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(zāi)爆發(fā)，“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(qū)戈達(dá)德在20世紀(jì)初提出過被認(rèn)為“迄今最接近實際”的“真空管道超級鐵路”構(gòu)想，卻因一戰(zhàn)爆發(fā)而沒了下文。一戰(zhàn)后美國人在長途客運方面“移情別戀”，轉(zhuǎn)而熱衷于發(fā)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(guān)注——許多人堅信，這一障礙同樣會影響今天的“超級高鐵”方案?！?/p>