传统强国在高铁领域的折腾

苏联SVL高速试验列车宣传海报。

日本东海道新干线建设过程尽管步步惊心，在多个转折点的突破上让人胆战心惊，但是在十河信二与岛秀雄的带领下，走得非常务实，尤其是在技术路线上，岛秀雄定下的不采用未经验证的技术这条底线原则，确保了新干线的成功。

与日本人的务实相对照，这时期一些欧美国家在高速铁路探索上却走了一条不断折腾的道路。他们雄大的气魄、瑰奇的想象力都感天动地，但结果都无一例外以失败告终。毋庸置疑，很多伟大的发明创造都是从想象力开始的，但是对于高铁这样一个庞大的工程系统而言，它的成功不仅仅是技术问题，更重要的则是经济可行性的问题（巨额的建设资金与运营资金）。如果说在新干线的建设中，日本表现得像一个谋略极深的老者，那么这时期的欧美几个大国在高铁的建设中则表现得像年轻气盛的毛头小伙子。

美国“黑甲虫”高速试验列车。

首先登场的就是两个超级大国美国与苏联。他们相互之间，在内心深处对对方都有一种深深地恐惧，外在表现出来的则是寸步不让，相互较劲。所谓云从龙、风从虎，他们都是超级大国，气魄宏大、气吞山河，走的路肯定也是不同凡响。通过提升牵引功率来提高火车速度？他们觉得太没有想象力了，他们要做的是进行火车的动力革命，必须有革命性的创新。于是，他们准备下手研制喷气式列车，就是把喷气式飞机的发动机装在高速列车上。某种意义上，这些产品都是那个年代服务美苏争霸的奇葩武器的一部分。1960年代，美苏争霸局面已经形成，且趋向白热化，虽然两国竞争的领域不再局限于军事范围，但是从根本上来说都离不开服务军事的目的。他们研制的喷气式高速列车被看作是国家战略核打击的一部分。当时除了路基发射井、战略轰炸机和刚刚发展起来的战略核潜艇外，他们都希望能够拥有在陆上快速移动的发射装置，来增强战略核武器的生存能力。

率先发力的是美国。就在日本东海道新干线开通的第二年，1965年美国国会通过了《高速地面交通法案》，批准政府在首都华盛顿和纽约之间建高铁。157有了高速铁路计划当然首先就要研制高速车辆。率先接手研制高速列车的是美国纽约中央铁道公司，他的合作伙伴就是美国通用公司（GE），他们成立了一个专门的科研小组，提出了喷气式高速列车的方案。试验主体是一辆RDC-3柴油机车。在他们的方案中，这种高速列车有两个最重要的要素，第一是流线型车头，于是他们把这辆RDC-3柴油机车的车头改造成倾斜式流线型的；第二就是有喷气式发动机，这个由GE公司提供。他们提供了两台原本安装在B-36H“和平卫士”重型轰炸上的J-47-19涡轮喷气发动机，单台推力达到2359公斤。新的喷气式高速列车被命名为M-497，绰号“黑甲虫”。既然列车已经造出来，那就去线路上跑跑吧。1966年夏天，黑甲虫在印地安纳州巴特勒至俄亥俄州史赛克的铁路上进行了高速试验，这段铁路非常平直，利于进行冲高试验。黑甲虫在这里创造了时速295.54公里的美国铁路试验最高速，这个速度纪录，到现在美国铁路都没有打破。

自己的死敌竟然研制出来了时速近300公里的喷气式高速列车，苏联怎么会甘于在这个领域落后。其实苏联有比较好的高速列车技术开发基础。早在1950年代末，苏联就开始对干线铁路进行提速改造，首选的线路是莫斯科—列宁格勒（圣彼得堡）铁路，在1958—1963年间，分三个阶段把列车时速由100公里提高到160公里。1963年3月，苏联第一列最高运营速度达160公里的特快旅客列车“阿芙乐尔号”在莫斯科—列宁格勒铁路投入运营，平均速度达到130.4公里。当年苏联部长会议还通过了有关发展高速铁路运输的协议。但是美国喷气式高速列车的研制，稍稍打乱了他们正常的发展节奏。苏联开始组织高水平人员攻关喷气式高速列车项目（其实当时美国的喷气式高速列车项目已经被废弃，苏联上马这个项目也不纯粹是为了跟美国较劲，建立快速移动的战略核打击能力是原因之一）。1969年，他们正式提出喷气式高速列车方案，调来了雅科夫列夫航空设计局的专家、制造铁路发射洲际导弹的乌克兰南方机械厂的专家，负责列车主体研制的是加里宁车辆制造厂，此外还有各大研究机构的专家们。在研制过程中，苏联专家还首次使用了苏联当时最先进的计算机，对大量数据进行计算，这是苏联计算机诞生以来首次大规模应用于民用领域。

1970年，苏联的喷气式高速列车正式问世，被命名为SVL（高速试验列车），又称“俄罗斯三套车”。在研制过程中，苏联专家发现随着列车速度的提高，车轮与轨道的摩擦变得越来越小，此时列车运行的阻力主要是空气。所以流线型车头是高速列车必不可少的选项，于是他们就研发了15种头型，然后到苏联中央空气流体力学研究院去做风洞试验，最终挑选出了最优秀的一款，最终这款车头的实测风阻系数为0.252。车辆的动力装置他们则选择了雅克-40支线客机所使用的AI-25型喷气发动机。这款发动机的特点是结构简单、维修方便、使用寿命长，两台发动机可以输出3000公斤推力（小于黑甲虫的4718公斤）。车辆整备重量为59.4吨，其中燃料（航空煤油）占7.2吨。车辆研制出来了，那也去跑跑吧。1971年SVL机车在戈卢特温—奥廖拉铁路上跑出了187公里时速，与老对手的数据比还有点差距，不是很满意；转过年来他们接着试，1972年年初，SVL机车在新莫斯科夫斯克—第聂伯捷尔任斯克铁路上进行测试，采用分步加速的方法，最高达到了249公里的速度纪录，成为当时苏联铁路的最高速度纪录。当时，担任全苏火车设计科学研究院院长的卡赞斯基曾宣称：“实验证明，‘俄罗斯三套车’完全可以达到时速360公里，并且能够保持安全平稳地行驶。再过一年半，我们就可以制造出一列可以投入使用的有3节车厢的高速列车。”158但那不过是一个美好的梦想，SVL机车进行过很多次试验，但有些问题始终难以解决，最终它被弃置在加里宁车辆制造厂（后更名为“特维尔车辆制造厂”）。2008年，在纪念特维尔车辆制造厂建厂110周年之际，他们回想工厂走过的历史岁月，最让人印象深刻的还是SVL喷气式高速列车的研制。于是他们又把老东西翻了出来，把车头切割下来，在特维尔市的宪法广场上建了一座纪念碑，成了当地的地标之一。

美国的“黑甲虫”高速列车的下场也差不多，尽管试验成功的那一刻，美国媒体欢呼雀跃。但这种车辆在复杂的普通铁路上运营并不现实，更何况涡喷发动机的燃油消耗过高（烧的可都是航空燃油呀），经济性很差，所以计划不得不被放弃。

喷气式高速列车计划虽然都以失败告终了，但是两个超级大国并没有停下探索高速铁路技术的脚步。美国纽约中央铁道公司研制成功黑甲虫后，没多久就破产了，它与宾夕法尼亚铁道公司合并为宾州中央铁道公司，此后他们推出了城际特快列车（metroliner），运行于纽约至华盛顿之间，最高运营时速190公里，平均运营时速114.6公里。但是，不久，宾州中央铁道公司也破产了（黑甲虫有魔咒？传到哪里哪里倒）。美国铁路都是私有的，他们经营的唯一目的就是挣钱。一看铁路客运不挣钱，他们都不玩了，把所有的资金都投入到货运上。美国政府一下傻眼了，虽然铁路客运需求量不大，但是绝对数量还是很大的，你一下子全停了，你让这些人回到原始两条腿状态他们怎么干？于是美国国会只好紧急立法，成立了美国铁路公司来承接铁路客运业务。于是宾州中央铁道公司研发的城际特快列车就转到了美国铁路公司手里，一直不死不活。到了1991年，看着日本、法国、德国，甚至西班牙的高速铁路都搞得红红火火的。美国国会头脑一热又想搞高铁了，还一下规划了五条线路。高速铁路不是在纸上画画那么简单，由于没有人愿意掏钱，所以美国国会的这次规划又成了纸上谈兵（还有另外一个关键因素值得一提，在美国，航空界势力非常强大，他们的触角伸得也非常深，他们认为高铁建设会有损航空短途客流，所以极力游说国会试图扼杀高铁建设）。五条高速铁路的规划基本就被束之高阁了，但是为了安慰美国铁路公司，国会还是批了一笔小钱，让他们在东北走廊铁路（华盛顿至波士顿）上搞提速。对他们说，给你们点小钱，你们去耍耍吧。美国铁路公司一看钱没有多少，从头开始研发根本就不可能，然后那就买吧，于是就向阿尔斯通与庞巴迪的联合体买了一些高速列车。2000年，美国唯一一条达到高铁标准（既有线提速最高时速超过200公里）的东北走廊铁路终于开始载客运营，这就是“阿西乐特快”，号称最高时速240公里，实际平均运营时速只有110公里（类似中国国内“K”字头列车），在条件最好的纽约至华盛顿段时速勉强达到150公里（还不如中国国内“T”字头列车）。

苏联（俄罗斯）与美国不停地在各个领域较劲，估计是看到老对手在高速铁路领域也没有什么成就，所以苏联人也就没有憋着劲一定要把高速铁路搞成。抛弃喷气式高速列车后，苏联研制了ER200型动力分散型电动车组，这是苏联第一款投入运营的高速动车组，1973年研制成功，两年后最高试验速度达到每小时210公里。1976年，动车组正式投入运营考核。但是，他们这一考核就考核了7年，直到1983年年底才在莫斯科—列宁格勒铁路上正式投入营运，最高运营时速200公里，平均运营时速140公里。苏联解体后，俄罗斯继承了苏联的大部分遗产，但是由于在国家震荡过程国力下降严重，早已没有了当年超级大国的样子，工业、科研实力都一去不复返，在世界分工中慢慢沦落成一个原材料供应国。好在，俄罗斯还有广袤的领土，上帝赐给了他们丰富的自然资源，有“黑金”之称的石油又是畅销货，加上天然气的价格也还不错，所以他们也不差钱。开发更高水平的动车组，他们已经有心无力，但是有钱可以买嘛！经过长时间的运营，ER200动车组已经老旧不堪，到了不得不更新的地步。2007年，俄罗斯甩了一个大单给德国的西门子，向西门子购买了16列Velaro Rus高速列车，这款车在俄罗斯被称为“游隼号”，最高运营时速250公里，平均运营时速150公里。这是世界上第二个在宽轨上运营的高速列车项目（第一个是西班牙）。2009年，西门子正式交付“游隼号”，ER200动车组也黯然退出历史舞台。159

20世纪哪家强？美苏之外数英伦（不好意思，有点不押韵）。19世纪威武无敌的日不落帝国，“二战”之后彻底沦为美国的小弟。在美国的忽悠下，不列颠也觉得铁路是明日黄花了，于是也跟着拆了不少铁路线。但是当看到此前在铁路领域完全无足轻重的日本，竟然凭借新干线突然就跑到了最前头时，只能靠回忆过往辉煌度日，回味火车故乡荣耀的不列颠的自尊心，受到了深深地刺激，看着身边的德国、法国在铁路技术上嗖嗖地超过也就罢了，现在竟然连日本也跑到了前头，而且大有拯救铁路这个夕阳产业于水火的气魄与豪情，仿佛铁路不是英国的孩子，而是日本的孩子。小样，当年还是在我的指导下，你才建成了第一条连标准轨都不是的窄轨铁路，现在竟然想成为火车的代言人。英国人决定搞点动静出来，挽回点面子。1967年英国公布了他们梦幻般的高铁计划，APT-E高速铁路计划（Advanced Passenger Train-Experimental）。APT-E列车设计时速250公里，采用了一系列在当时看来是眼花缭乱的新技术：采用飞机上使用的燃气轮机作为动力装置，采用铝合金材料建造车体实现轻量化，采用主动摆式结构（倾斜角度可达10度）可在既有线实现高速运行，采用液力制动系统……总之，英国希望通过荟萃精英研发队伍，一鸣惊人创造出一款领先世界的高速动车组。

英国人的这个项目初期进展似乎还比较顺利。1972年4辆编组的APT-E试验列车就正式问世，并在实验中创造了时速245公里的速度纪录。这是当时摆式列车的最高试验速度记录。但是转过年来，就爆发了第一次石油危机，石油价格暴涨至此前的4倍左右。采用燃气轮机的APT-E试验列车因为油老虎的缘故就被放弃了。但是英国雄心不减，既然燃气轮机油耗过高，那就改成电力牵引继续搞。改成电力牵引的列车被命名为APT-P列车，改为8辆编组，转向架继续采用倾摆结构设计。1979年，APT-P列车在试验中跑出了257公里时速。如果只看这些速度纪录，似乎非常不错。但是吃了多少苦，遇到了多少障碍只有英国人知道。就这么说吧，这款车可把英国人折腾惨了！因为采用了太多新技术，这款车是故障频发，英国人不得不对列车进行反复改进，投入运营时间也是一拖再拖。1981年12月，已经把英国人快折腾散架了的这款列车终于计划投入运营了，但在实际运营中APT-P列车的故障率不但没有下降，竟然还集中爆发。英国人只好又紧急让这款车休息，然后继续改进。但是无论怎么改，这款车都难以达到目标，到1986年英国人实在是被折腾得没有脾气了，终于放弃了。有光环环绕的APT-P列车计划最终以失败告终。其实，该列车的摆式转向架在设计上还是颇有独到之处，最后意大利人看中了，菲亚特铁路公司花钱将其收入囊中，将其技术融入到自己开发的潘多利诺（Pendolino）摆式列车中。

有道是着意栽花花不发，等闲插柳柳成荫。在集中精英人士重点开发APT-E列车的同时，英国人还准备了一个备选方案，就是开发HST城际动车组，采用动力集中型柴油动车组方案。谁知道英国人着力培养的明星车型APT-E列车竟然是扶不起的刘阿斗，而不怎么受重视的HST城际动车组竟然是个灰姑娘，最终为英国挽回了一点面子。1973年6月11日，HST城际动车组创造了时速230公里的内燃动车组（内燃机车）世界纪录。1976年HST城际动车组在英国东海岸线（伦敦至爱丁堡）正式投入运营，采用2M7T编组，编号IC125，最高运营速度200公里。按照世界铁路联盟定义，既有线铁路改造最高运营速度超过200公里就算高铁，那么英国1976年就已经迈入高铁国家行列（当然这个有争议，国际铁路联盟并没有认可）。1982年HST城际动车组，还走出国门卖到了澳大利亚，在这里这款列车被命名为XPT，担负悉尼至墨尔本的铁路客运任务，列车上不但设置了卧铺车厢，还有淋浴间，大受当地民众欢迎。160毕竟电力牵引才是高铁的发展方向，于是英国人1989年又在IC125的基础上研发了动力集中型电力动车组，被命名为IC225，继续在东海岸铁路上运营。1994年英国铁路实行民营化，铁路研发能力也是一天不如一天，剩下的事只能靠购买来解决了。他们先是购买了意大利的“潘多利诺”摆式列车（这款车可是吸收采用了APT-P转向架技术，不知道APT-P列车的工程师们怎样想），此后英吉利海峡贯通、英国1号高速铁路开通（伦敦至巴黎，其实是法国北方线的延伸线，在英国境内只有109公里），欧洲之星正式投入运营，英国人就购买了法国TGV列车担当欧洲之星班次，再后来英国人又转向德国西门子，洽购了Velaro E320电力动车组作为新一代欧洲之星运营列车，到了2010年英国人又联系了日本的日立公司，洽购400系新干线作为第三代欧洲之星运营列车（由日立公司在当地建立工厂在英国生产，为此日立直接把轨道交通全球总部搬到了英国）。2012年1月8日，英国政府又批准了高速铁路2号线项目，伦敦至伯明翰，全长400公里，计划投资320亿英镑，计划2033年投入运营。中国的高铁装备制造企业正与日本日立、德国西门子、法国阿尔斯通、加拿大庞巴迪就该项目展开激烈的角逐。

意大利潘多利诺摆式列车。

谈论世界高速铁路发展历史，还有一个国家也不得不提，那就是意大利。意大利是世界上第二个开工新建高速铁路的国家。1966年他们就提出高速铁路计划，1970年罗马至佛罗伦萨高铁正式开工。这条铁路全长297公里，最小曲线半径3000米，最大坡度8‰，设计最高时速可达300公里。但是意大利人艺术气息过于浓厚，办事经常吊儿郎当，加上拆迁、居民反对等因素，意大利人竟然将这条高铁修成了世界上建设速度最慢的高速铁路之一，他们一修就修了22年。这条高铁比法国的东南线早开工6年，但是要晚完工11年，直到1992年全线才正式开通，年均修路13.5公里，这蜗牛速度让人眼镜碎了一地。好在此后，意大利人加快了高速铁路建设计划，米兰—佛罗伦萨完成改造升级，都灵至博洛尼亚、米兰至威尼斯、米兰至热那亚高铁都先后完工。为了配合高速铁路建设，意大利人还研制了性能良好的高速动车组，代表作品是1996年推出的ETR500动力集中型动车组，2M11T编组，以“红箭号”的名义担当罗马至米兰高速铁路运营，最高时速可达300公里。2000年意大利又推出了第二代ETR500，能够驶入法国南部地区，是意大利高铁准备走向世界雄心的一个展示。截至2014年9月1日，根据国际铁路联盟发布的统计报告，意大利共拥有高速铁路923公里，在建高铁125公里，远期规划高铁221公里，共计1269公里。161

意大利ETR500红箭列车。

意大利虽然以蜗牛高铁建设速度折腾了一把，但总体看来它在世界高铁领域的重要地位，还是要远超前面提到的美国、俄罗斯、英国。不仅仅因为他们建设了923公里的高速铁路，还因为他们在高速列车领域的研发实力。意大利是日本、法国、德国之外另一个重要的高铁技术输出国，他们不但研发了上面提到了运行时速可达300公里ETR500高速列车，他们还推出了他们最重要的代表作品，潘多利诺（Pendolino在意大利语中就是摇摆的意思）摆式列车。最开始，意大利在铁路高速化发展上，就采取了两条腿走路的策略，建设高速铁路新线的同时，大力推动既有线提速改造项目。他们认为在既有线提速方面摆式列车可以大有作为，它能够让意大利铁路在线路不用大改的情况下，实现将列车运行速度提起来的目标。什么是摆式列车？我先举个例子进行说明，我们看摩托车比赛时，会看到驾驶员经常随着弯道的变化，身边一会转向这边，一会转向另外一边，有些时候身体几乎接触到地面。如果骑过自行车，你也会有同样的经历，遇到弯比较急的时候，身体总是会不自觉地向内侧倾斜。为什么？因为物体在快速移动中转弯时会产生一个向外的离心力，速度越快这个力就越大。这也是铁路弯道为什么会限制列车速度的关键因素，如果弯道太急，随着列车速度的增加，会有一个临界值，这个离心力会大到让整个列车脱轨。要想平稳移动就要有另外一个力来平衡离心力，这也是摩托车选手为什么身体费力地往内侧倾斜的原因。早期修建铁路时，主要是解决有无的问题，能够按照时速四五十公里跑就很满足了，压根就没有想到有一天火车竟然能够按照时速200公里甚至更高来运营。所以早期修建的铁路弯都比较急，专业术语就叫曲线半径过小。这导致列车在这些铁路上无法把速度发挥出来，最理想的状态当然是重建新线，其次就是旧线改造截弯取直。但铁路是个耗时耗钱的玩意，如果能够通过让列车在转弯时身子向内侧，产生一个对抗离心力的平衡力，也能够将列车的最高速度提升一截。这种在转弯时身子能够向内侧倾斜的列车就叫摆式列车（中国台湾称之为倾斜列车）。由于列车在过弯时，受离心力的作用会自然向内侧倾斜，充分利用这个力的列车就被称为被动式摆式列车（西班牙Talgo250列车是这方面技术的代表）；另外一种则是利用液压系统，主动让列车发生倾摆，这种称为主动式摆式列车（意大利潘多利诺与瑞典X2000列车是这种技术的代表）。

潘多利诺是世界上影响力最大的摆式列车之一。早在1971年意大利就推出了2节的Y0160摆式试验列车，以主动式油压控制，实现列车过弯时向内倾斜，可使列车在过弯时提高30%的车速，列车最高试验速度达到每小时250公里。不过这两节车都是动力车，没有客车。1975年，在改良Y0160试验车的基础上，意大利推出了ETR401摆式列车，4节编组，共设有171个座位，最大摆角10度，最高运行速度每小时250公里。但是这列车经过反复实验一直没有投入使用。1988年5月，第一款成熟车型ETR450摆式列车在意大利正式投入运营，它被设计成圆脸、红色腰身，采用复古造型，是世界高速列车史上具有里程碑意义的一款列车。它采用了8M1T编组方式，最高运行时速250公里，铝合金车体，最大摆角可达10度，是历史上摆角最大的摆式列车。此后意大利又先后开发了ETR460、ETR470、ETR480，先后输出到德国、荷兰、西班牙、葡萄牙、斯洛文尼亚、芬兰、俄罗斯、捷克、英国、斯洛伐克、瑞士等众多国家。意大利负责潘多利诺摆式列车研发的是菲亚特铁路公司，但是2000年后菲亚特铁路公司被法国阿尔斯通收购，“潘多利诺”开始具有TGV血统，此后阿尔斯通又推出了新一代“潘多利诺”ETR600和ETR610。ETR600型潘多利诺摆式列车主要在罗马至威尼斯之间运营，在意大利被亲切地冠以“白箭号”的美名（速度低于“红箭号”）。2004年阿尔斯通与中国北车长客公司组成联合体获得60列时速200公里动车组订单，根据协议，阿尔斯通在“潘多利诺”ETR600的基础上去掉了摆式列车功能，改造成动力分散型列车，然后将技术转让给中国北车长客公司，国产化后被命名为CRH5A型动车组。