近日，中国航天科工集团公司正在论证研制的最高时速4000公里的高速飞行列车在网上“刷屏”，被网友称为“飞行铁路”，也由此引出“北京到上海半小时”的未来期待。毕竟“高速飞行列车”比最高时速350公里的京沪高铁快10倍。
据航天科技介绍，“高速飞行列车”的原理是利用超导磁悬浮技术和真空管道实现超音速“近地飞行”。
4000公里的时速意味着车内乘客的速度是地面音速的3倍，是步枪子弹的1.5倍。面对这个数字，很多人最关心的是舒适和安全。人体“飞”得比子弹还快意味着什么？
站点要“远”：以磁悬浮的加速度，要从北京一路加速到上海
首先，对于我们这些“坐地起价，日行八万里”的人来说，速度本身并不是关键，关键是加速度。
要了解加速带来的感受，可以参考超跑完全启动的过程。一辆能在3秒内突破100公里时速的超级跑车，最快加速度可达1g以上(重力加速度，约9.8m/s)。此时，驾驶员会有一种强烈的“推背感”，感觉自己被紧紧地钉在了座位上。这个力相当于一个人压在自己身上。
中国工程院院士、空军航空医学研究所航空医学工程研究中心主任余曾表示，战斗机飞行员一般需要承受高达9g的加速度，但飞行员可能会出现黑视或晕厥。
神舟XI号宇航员陈东也向公众描述了他在训练中经历4g加速时的感受：他的身体感觉像被三个自己压死了一样，眼泪在流，这让他非常尴尬。
但是，这种加速只持续几秒或者几十秒，是瞬间的事情。对于一般的交通工具，设计师要权衡加速度、加速时间、加速距离，以保证乘客的舒适性。
8月31日，航天科工三院三所“高速飞行列车”总技术官毛凯回应媒体称，“列车进入高速运行状态前有一个缓慢的加速过程，加速度小于飞机启动”。
在“慢加速”的情况下，加速时间和加速距离会相应增加。波音787的加速约为0.25g，0.25g加速到4000km/h，加速时间约为450秒，即7.5分钟，加速距离约为250km。
目前上海磁悬浮列车的启动加速度约为0.06g，以此速度加速至4000km/h。加速时间约为1890秒，即31.5分钟，加速距离约为1,050km。
北京到上海的直线距离是1084公里。也就是说，如果利用磁浮列车的加速度，乘客从北京开始一路加速，在上海几乎刚好达到最高时速。
如果在北京和上海的中点设一个站，随着波音787的加速，“高速飞行列车”会加速到最高速度，然后马上减速停下来，这正好是一个站的距离。
这样压缩列车平稳运行的时间，不利于乘客的舒适度。因此，如果要实现时速4000公里的“高速飞行列车”，两站之间的距离必须非常长。
线路要又“直”又“平”：如何转弯、过桥
于是，“高速飞行列车”面临第二个挑战：弯道和桥梁。
数千公里的行驶距离，必须跨越不同的海拔高度和复杂多变的地形，如高山、高原、盆地、平原、丘陵、河流甚至海洋。这就需要转弯避开线上的障碍物。但在向心加速度相同的条件下，列车的运行速度与最小曲线半径成平方关系(编者注：非专业场合称为转弯半径)。换句话说，“高速飞行列车”比高铁快10倍，所以实际运行中它需要的最小曲线半径可能要百倍计算。
根据现有资料，最高时速350公里的京沪线上最小曲线半径在7公里左右。这意味着，最高时速4000公里的“飞铁”的最小曲线半径，要让乘客达到高铁的舒适水平，还得有900公里左右。最小曲线半径900公里左右基本不具备地面转弯能力。如何理解这个概念？只有从太空中才能发现地面上的这条“直线”是“弯曲的”。
为了在工程上可行，“飞铁”不得不降低最小曲线半径。这就涉及到乘客舒适度的问题。简单来说，火车启动时的加速度给人一种“推背感”，转弯时的向心加速度会给人一种“飞翔感”。
假设一辆最高时速4000公里的“飞铁”将速度降低到最高时速的25%，即1000公里，最小曲线半径与高铁重合7公里，那么乘客转弯时将承受1.24 g的向心加速度。这相当于在乘客身体上横向或斜向多施加一个人的重量，会带来强烈的压迫感。比如每次转弯都是一次紧张的过山车体验。
类似于轨道的曲线问题，是轨道桥梁问题。在4000公里的时速下，轻微的弯曲可能会造成一定程度的失重。这意味着“高速飞行列车”的真空管道不仅要减少水平方向的转弯度，还要减少垂直方向的坡度变化，否则列车的安全性和舒适性将难以保证。
此外，在安全性方面，速度翻倍也需要刹车和预警能力翻倍。因为最高时速4000公里，紧急制动距离会很长。相比较而言，汽车紧急刹车时，也就是一脚刹车到底时，加速度约为-1g，时速100km时，刹车距离需要39m。时速4000公里。如果加速也是-1g，紧急制动距离需要63公里。这意味着这是真的。
保前方线路63公里之内都没有任故障，否则后果不堪设想。此外，“飞铁”紧急制动时间得用113秒，可做参考的是，百公里时速的轿车紧急制动是3秒不到。在这个过程中，乘客会极度不适，有飞出去的感觉。事实上，在轿车制动中，如果不系安全带，人已经飞出车外了。
总而言之，最高时速4000公里的列车，一方面需要站点设置得尽量“远”，一方面又需要线路设计得尽量又“直”又“平”，这给工程建设提出了极大挑战。毕竟，按前文推导，“高速飞行列车”覆盖距离需要以千公里计算，而中国疆域的东西距离为5200公里，南北距离为5500公里，其间地势地形变化多端，十分复杂。
尚未有研制时间表？
时速4000公里是航天科工为“高速飞行列车”规划的最后一步，在近期内，航天科工会首先突破时速1000公里这个“小目标”。但对于“北京到上海半小时”这个美好的憧憬，他们尚未给出具体时间表。
8月30日，在武汉举办的第三届中国（国际）商业航天高峰论坛上，毛凯告诉媒体，中国航天科工集团，将按三步走方案研发高速飞行列车――
第一步，2020年前完成关键技术突破；2023年前完成全系统演示验证，同步形成时速600公里载人能力，研制出最大运行时速1000公里的列车，建设区域性城市飞行列车交通网；
第二步，2027年前，研制出最高时速2000公里的列车，建设国家超级城市群飞行列车交通网；
第三步，研制出最高时速4000公里的列车，建设“一带一路”飞行列车交通网。
8月31日，毛凯对媒体表示，目前该项目的研制节点和涉及技术路径还处于保密的阶段，不方便透露研制时间表，但是已经有了方案，目前已经在研究论证。同时航天科工已经建立了一支“高速飞行列车”的研发团队。
毛凯进一步表示，希望能给研发人员一个宽容和安静的氛围，让他们一步一步去把这个科研项目完成：“希望大家拭目以待，等下一步消息吧。”
