理想的新型交通工具 中国“超级高铁”驶出实验室

灵宝新闻网 丁艳 2021-01-14 17:09:33
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  样车预期运行速度目标值大于600km/h,将为远期结合真空管道技术,向1000km/h以上速度值突破奠定基础——

  我国“超级高铁”驶出实验室

  外形酷似高铁车头、没有车轮而依靠磁力悬浮在轨道试验线上的样车平稳启动,缓缓前行。1月13日,采用西南交通大学原创技术的世界首条高温超导高速磁浮工程化样车及试验线在四川成都正式启用。样车运行安静而平顺,作为首批乘客,参加启用仪式的嘉宾们笑言,他们体验到的是“没有感觉的感觉”。

  样车及试验线的正式启用,标志着我国高温超导高速磁浮工程化研究实现从无到有的突破,具备了工程化试验示范条件。样车预期运行速度目标值大于600km/h,将为远期结合真空管道技术,向1000km/h以上速度值突破奠定基础。  

  对于轨道交通来说,这是一个重要的里程碑——“真空管道+高温超导磁悬浮”的“超级高铁”终于驶出实验室,进入了工程化试验的阶段。

  理想的新型交通工具

  样车停下后,静静地悬浮在轨道上方,间隙大约10毫米。用力一推,重达十余吨的车体居然移动起来了。

  “它在静止状态下是浮起来的,和轨道之间没有摩擦阻力,这也是它能跑得快的原因。”西南交通大学教授邓自刚说。

  据了解,高温超导中的“高温”是相对于低温超导而言的,其工作温度是零下196摄氏度。在样车底部安装有超导体,轨道则是永磁体,当液氮将温度降至零下196摄氏度后,超导体电阻消失,电流在超导体中产生强大磁场,车体自然就悬浮起来了。该磁悬浮技术还有“若即若离又不离不弃”的“钉扎”特性,不论对车辆施加哪个方向的力,系统都能自动把车体“拉回来”。

  “就像钉子扎在木板上一样,列车只能沿着轨道运行,可以说是永不脱轨。”西南交通大学设计研究院有限公司高级工程师吴自立说。

  氮气是空气的主要成分,液氮获取成本低廉。该技术的“钉扎”特性使得悬浮和导向不需要主动控制、不需要车载电源,系统相对简单。高温超导体特有的“钉扎力”,不仅能保证车辆运行安全,还能保持车体上下左右稳定,实现其他任何交通工具都难以达到的平稳性。

  “可以说,具有自悬浮、自导向、自稳定特征的高温超导磁浮交通技术,是面向未来发展、应用前景广阔的新制式轨道交通方式。”西南交通大学校长杨丹说,高温超导磁浮交通技术拥有结构简单、节能、无化学和噪声污染、安全舒适、运行成本低等优点,是理想的新型轨道交通工具,适用于多种速度域,尤其适合高速及超高速线路的运行。

  迈出工程化应用的关键一步

  截至2020年,我国高铁营业里程达到3.79万公里,运行时速达到350公里的复兴号动车组技术继续领跑世界。更高的速度,一直是我国科学家从未止步的追求。

  西南交通大学在20世纪80年代就开始了磁浮技术的研制,1997年获批国家863计划项目“高温超导磁悬浮实验车”,正式开展高温超导磁浮车的研究。2001年初,学校研制的世界首辆载人高温超导磁悬浮实验车“世纪号”在北京举行的“863计划15周年成果展”上初次亮相,引起了广泛关注。

  “小小的一辆车,最大悬浮重量700公斤,仅可乘坐两人,却在全国引起了轰动。”西南交大首席教授张卫华说,这个“世界第一”,是在一个用防雨彩条布搭建的临时工棚中研制出来的,太艰苦了。

  2004年,西南交大提出了600km/h及以上载人超高速高温超导磁悬浮交通系统方案,得到了包括12位院士在内的50余位专家的肯定,从此开始了高温超导磁浮车工程化的探索。