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"超等高铁"时速达4000公里 "第五种交通方法"可行吗?

2017-09-06 08:44:54 丨 文章泉源:科技日报

 原标题:“第五种交通方法”可行吗? ——从时速四千公里的“超等高铁”看磁浮技能“星球争霸”

  8月的末了一天,一条科技一部手机赢利要领引发了言论场“海啸”:中国航天科工团体公司宣布,正在推进联合了超声速飞行技能与轨道交通技能的“高速飞行列车”项目,时速无望高达4000公里。一旦完成,海内超等都会群便能构成1小时经济圈。

  被称为“第五种交通方法”的“高速飞行列车”是个什么“鬼”?4000公里的时速,能否思量过搭车群众“警惕脏”的蒙受力?科技日报记者就此采访了有关专家。

  有实际与技能底子 尚缺实验数据支持

  “在真空管道中运转4000公里时速,是基于现有技能底子上的推测,有肯定实际和技能底子,但缺乏实行根据。”东北交通大学超导中央传授赵勇说。

  国防科技大学磁浮技能工程研讨中央传授李杰也以为,根据磁浮原理,磁浮列车速率的确可以“无极限”。4000公里时速,实际上可行。

  不外,抱负很饱满,实际仍“骨感”。

  赵勇先容,要完成目的速率,至多有三大题目待解:怎样低本钱得到真空管道以及管道维护;怎样确保高速活动下磁浮体系的动力学稳固性;怎样包管高速活动下的直线驱动服从。“这些都必要实行数据支持。”

  磁浮列车重要触及悬浮、导向、牵引等焦点要害技能。时速1000公里以上的超高速列车,怎样稳固悬浮、且“不跑偏”,怎样得到与超高速相立室的牵引技能,都必要一步步向前推进。

  凭据我国轨道交通国度尺度,中低速磁浮列车,每10米容许的“跑偏”偏差不凌驾3毫米。高速磁浮列车每跨“跑偏”偏差必需控制在1毫米以内。对付1000公里以上的“超等高铁”,其偏差控制精度,则更高。

  怎样让它“不跑偏”?

  航天科工团体三院三部主任助理、高速飞行列车项目技能卖力人毛凯先容,现在展开的多项要害技能攻关中,有一项低温超导磁悬浮技能正是要办理这个题目。

  2014年,东北交通大学搭建了环球首个真空管超高速磁悬浮列车原型测试平台,实行环线半径为6米。有两个课题组展开了在真空管道中的低温超导磁浮题目研讨。此中,一组侧重载人磁浮体系研讨,现在在平台中载人运转可达时速30公里。另一组则侧重高速活动下的动力学举动,在平台中运转可达时速160公里。

  “我们的低温超导磁浮技能,是基于低温超导体与永磁体间的抗磁和磁通钉扎作用,是一种由质料内涵特性决议的主动悬浮。它具有布局简朴、宁静、自导向、节能环保等上风。”赵勇说。正由于其“自导向性”,确保了在公道轨道设计下列车沿轨道稳固运转的大概。“严酷说,它是‘非抱负第二类超导体的迈斯纳效应、磁通钉扎’与‘量子磁浮影象效应’的联合。”

  1000公里时速以上的磁浮成熟技能还没呈现

  按悬浮情势,磁浮技能可分为常导与超导两类。

  日本接纳了基于电磁静态悬浮的高温超导磁浮技能,这一技能业已成熟,载人速率可达时速600多公里。2014年,日本开工设置装备摆设天下首条最高时速达505公里的超导磁悬浮高速铁路,预期2027年建成通车。而上海430公里时速的磁浮列车,则接纳了德国的常导磁浮技能,使用的是电磁吸引悬浮原理。现在环球尚未构成1000公里时速以上的磁浮成熟技能。

  中车株洲电机无限公司牵引电机研发部副司理何云风先容,凭据速率,磁浮列车有高速和中低速之分。中低速磁浮列车,一样平常接纳短定子直线感到电机牵引,如长沙磁浮列车。高速磁浮列车中,上海磁浮列车接纳了长定子同步直线电机牵引,日本高速磁浮列车则接纳了高温超导直线电机牵引。“海内对长定子直线电机尚未完成工程化使用,且有同步,永磁、超导等技能门路之分,海内正在展开长定子直线电机工程化研讨。不外现在重要是针对400—600公里时速的直线同步电机,600公里以上的还在后期研讨中。”

  赵勇增补表明,所谓航天技能与磁浮技能的联合,是指将其氛围动力学方面的上风,运用于高速活动的稳固性、气动设计等方面,并非简朴的“航天技能+磁浮技能”。

  环球磁浮技能的“星际争霸”

  “高速飞行列车”为真空管道列车,本质也是“Hyperloop超等高铁”观点。千公里时速的超等高铁架构由特斯拉首创人埃隆·马斯克提出,被称为“第五种交通方法”。这一观点提出后,吸引了国际遍及存眷,包罗Space X、HTT、Hyperloop One等在内的大企业,均到场了研讨。

  对超等高铁这一前沿技能的研讨,多家公司正处于一品种似“太空比赛”般的猛烈竞争中,表现出对这一大概转变天下的交通技能的极大热情。

  他们看好“超等高铁”的情势,也丝绝不逃避诸多技能困难。退休物理学家、超导磁悬浮观点的团结提出者詹姆士·鲍威尔曾警示,轨道偏差必需十分小,要是轨道墙壁地位差之毫厘,都大概招致劫难。别的,长真空管道怎样维持高压,乃至靠近真空形态极为困难。

  “整套体系十分软弱,哪怕一个点失败,都大概引发劫难。”鲍威尔说。譬如,假定有人在管壁穿孔,或地动招致管道轻微移位,都大概招致搭客舱瓦解。

  超等高铁本钱一点也不“布衣”,但没有挡住这些大企业探究的脚步。HTT正在搭建长达8公里的环球首个全尺寸Hyperloop模子,可对该交通方法的体系和技能举行全局测试和考量。这段仅8公里长的测试轨道预估需耗资1亿美元——还只是最后期测试轨道的铺设耗费。

  来自研发团队rLoop的莱纳德的说法看起来既务虚又悲观。他说,超等高铁能在将来5年到10年景为实际已十分了不得,但在任何情势的大众利用之前,将会有少量的测试和羁系题目有待办理。(记者 俞慧友)