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从时速四千公里的“超级高铁”看磁浮技术“星

发布时间:2017-12-03 阅读:

  从“超高速铁路”时速4000公里的磁悬浮技术“星际霸主” - 新闻中心 - 科技网

  在8月的最后一天,一则科技新闻引发了舆论的海啸:中国航天科工集团宣布,正在实施一项将超音速飞行技术与轨道交通技术相结合的高速飞行项目,速度可达4000公里每小时。一旦实现,国内超级城市群就能形成一个小时的经济圈。

  什么是高速列车,称为第五种交通方式?时速4000公里是否考虑到人们乘坐小心脏的能力?科技日报记者采访了专家。

  缺乏实验数据的理论和技术支持

  在真空管内以4000km / h的速度运行,是基于现有技术的推断,有一定的理论和技术基础,但缺乏实验证据。西南交通大学超导教授赵勇说。

  国防科技大学磁悬浮技术工程研究中心的李杰教授也认为,基于磁悬浮原理,磁悬浮列车的速度确实可以无限制。速度4000公里,理论上可行。

  然而,理想是充实的,现实仍然是瘦弱的。

  赵勇介绍,要实现目标速度,至少要解决三个重大问题:如何获得低成本的真空管道和管道维护;如何确保磁悬浮系统在高速运动下的动态稳定性;如何保证高速运动下的线性驱动效率。这些需要实验数据支持。

  磁浮列车主要涉及悬架,制导,牵引等关键技术。如何获得超高速的超高速列车需要一步一步的推进。

  根据中国国家轨道交通标准,低速磁浮列车每10米偏差允许偏差不超过3毫米,高速磁悬浮列车的每个偏差误差必须控制在1毫米以内,超过1000公里超高速铁路的误差控制精度则较高。

  如何使它不偏离?

  航天科工集团三院副院长,高速飞行列车项目经理毛凯介绍了一些关键技术进行研究,有一个高温超导磁悬浮技术正是为了解决这个问题。

  2014年,西南交大设立了世界上第一条半径6米的超高速磁悬浮列车的样机平台,两个研究小组针对真空管高温超导磁悬浮问题进行了研究,目前载人磁悬浮系统的一系列研究工作平台时速达到每小时30公里,而另一组则强调高速运动下的动力学行为,平台时速可达160 km / h。

  我们的高温超导磁悬浮技术是基于高温超导体和永磁体之间的反磁和磁通钉扎效应,并且是由材料固有特性决定的被动悬浮。它具有结构简单,安全,自主,节能,环保的优点。赵勇说。正是因为它的自我定位,它确保了轨道在合理的轨道设计下轨道稳定运行的可能性。严格来说,是非理想的第二类超导体的Meissner效应,是磁通钉扎和量子磁浮记忆效应的结合。

  磁悬浮成熟技术超过1000公里/小时还没有出现

  根据悬架的形式,磁悬浮技术可分为正常型和超导型两种。

  日本采用了基于电磁动态悬浮技术的低温超导磁悬浮技术,这种技术已经成熟,能够以每小时600多公里的速度达到每小时600多公里的速度。 2014年,日本开始建设世界首条超导磁悬浮高速铁路,时速505公里,预计2027年竣工通车。上海430公里高速磁悬浮列车,用途的德国引导磁悬浮技术,电磁原理的使用是为了吸引悬浮,目前世界还没有形成超过1000公里每小时的磁成熟技术。

  株洲电机股份有限公司牵引电机研发经理何云峰介绍,按照速度,磁悬浮列车具有高速低速点。中低速磁悬浮列车,一般采用短定子直线感应电机牵引,如长沙磁悬浮列车。在高速磁悬浮列车上,上海磁悬浮列车采用长定子同步直线电机牵引,而日本高速磁浮列车采用低温超导直线电机牵引。国内长距离定子直线电机还没有实现工程应用,而且还有同步,永磁,超导等技术点,国内正在进行长距离定子直线电机的工程研究。但是目前主要是400〜600公里时速的线性同步电机,600多公里仍处于以前的研究阶段。

  赵勇补充说,所谓航天技术与磁悬浮技术的结合是指其空气动力学优势,用于高速运动稳定性,气动设计等方面,而不是简单的航空航天+磁悬浮技术。

  全球磁悬浮技术星际争霸

  高速列车的真空管列车,本质上就是Hyperloop超高速列车的概念。特斯拉的创始人埃莱诺拉·马斯克(Eleonora Musk)提出的时速1,000公里的超高速铁路系统被称为第五种运输方式。概念提出后,引起了国际上的广泛关注,Space X,HTT,Hyperloop One等大型企业也参与了这一研究。

  对这一超高速铁路尖端技术的研究表明,很多企业正处于激烈的空间竞争竞争中,对这种可能改变世界的交通技术表现出极大的热情。

  他们对超高速铁路的形势持乐观态度,并没有回避许多技术问题。超导磁悬浮概念的共同创始人,退休物理学家詹姆斯·鲍威尔(James Powell)警告说,轨道误差必须非常小,如果轨道壁的位置很小,可能会造成灾难。另外,在低压下,甚至在接近真空下保持长的真空管线是非常困难的。

  整个系统非常脆弱,即使有一点失败,也可能导致灾难。鲍威尔说。例如,假设一个人穿过墙壁或者地震引起管道的轻微位移,可能导致乘客车厢塌陷。

  超高铁的成本根本不是平民,但这并没有阻止这些大公司的勘探步伐。 HTT正在建造世界上第一个长达8公里的全尺寸Hyperloop模型,以全面测试和考虑这种运输方式的系统和技术,这个估计成本只有1亿美元,测试轨道只有8个公里只是初始测试轨道的铺设成本。

  研究和开发团队rLoop的Leonard看起来很务实和乐观。他表示,超高速铁路在未来五到十年将成为现实,但在任何形式的公共使用之前,还有大量的测试和监管问题需要解决。

  (科技日报长沙9月4日电)

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