時(shí)速200公里、300公里還不夠,未來的高鐵要超過600公里,最多要達(dá)到900公里??!
這么高時(shí)速,可不就趕上天上的飛機(jī)了
而且這種神奇的高鐵就要在成都進(jìn)行試驗(yàn)了……
10月21日,四川省軌道交通產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展研討會(huì)上,兩院院士(中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院院士)沈志云結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究成果提出,未來高鐵將采用高溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù),通過真空管道運(yùn)輸,時(shí)速有望超過600公里。
沈志云院士用了“顛覆式創(chuàng)新”來形容下一代高鐵技術(shù)。
顛覆式的表現(xiàn)在兩個(gè)方面,一是運(yùn)行方式,二是時(shí)速。根據(jù)沈志云的設(shè)想,未來高速鐵路將在真空管道中運(yùn)行,運(yùn)營(yíng)時(shí)速將達(dá)到600—900公里。
為何要在管道里運(yùn)行?
沈志云說,首先考慮的是安全性,高溫超導(dǎo)磁懸浮將采用永磁軌道,即使吸附一根鐵針都可能產(chǎn)生重大交通事故,而在真空軌道里則保證了安全;其次是環(huán)保,列車高速運(yùn)行與空氣摩擦?xí)a(chǎn)生較大噪聲,而在封閉的真空空間可以解決這個(gè)問題。
據(jù)介紹,按照當(dāng)下的技術(shù),機(jī)車跑到600公里都沒有問題了,“關(guān)鍵的因素在于改變運(yùn)行的介質(zhì),在真空中運(yùn)行,是高速鐵路未來發(fā)展的唯一途徑。”
未來,超高速磁懸浮列車將成為航空線路的有效補(bǔ)充,應(yīng)用到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的客運(yùn)運(yùn)輸之中,乘客乘坐這種高鐵好像進(jìn)入了“時(shí)光隧道”之中,可以迅速達(dá)到目的地。
列車何時(shí)能夠進(jìn)入載客運(yùn)行?
沈志云表示,其團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在做超高速磁懸浮列車的前期研究,一條20公里試驗(yàn)線計(jì)劃在成都落地,試驗(yàn)線建成后5年后將實(shí)現(xiàn)工程化,再過5年將實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。也就是到2026年,超高溫超導(dǎo)磁懸浮列車有望實(shí)現(xiàn)載客運(yùn)行。
高速磁懸浮是怎么實(shí)現(xiàn)的
1922 年,德國(guó)工程師赫爾曼 · 肯佩爾 ( Hermann Kemper ) 創(chuàng)造性地提出了電磁浮原理,他的想法是,既然列車最大的阻力來自于與列車車輪與輪軌的摩擦,那么如果列車能夠懸浮于軌道之上,不就能跑得更快了嗎 ?1934 年,赫爾曼獲得了世界上第一項(xiàng)有關(guān)磁浮技術(shù)的專利。
磁懸浮的基本原理很簡(jiǎn)單,就是利用 ' 同性相斥、異性相吸 ' 的電磁浮原理,以磁鐵對(duì)抗地心引力,讓車輛懸浮起來,然后利用電磁力引導(dǎo),推動(dòng)列車前行。從技術(shù)上看,主要包括三大技術(shù):無接觸支承、導(dǎo)向技術(shù)和驅(qū)動(dòng)技術(shù)。
由于技術(shù)與工藝條件的限制,直到 20 世紀(jì) 60 年代,各主要發(fā)達(dá)國(guó)家才開始大規(guī)模開展有關(guān)磁浮交通的研究,各國(guó)沿著不同的技術(shù)路線分別發(fā)展屬于自己的方案,其中研究規(guī)模較大,投入精力較多并且取得較為突出成就的是德國(guó)和日本 。
德國(guó)磁懸浮原理
德國(guó)是以常導(dǎo)高速磁懸浮技術(shù)為代表 。這種技術(shù),軌道是一種 T 型臺(tái),列車兩邊下部要把 T 型軌道的兩邊包住,由安裝在列車車體底部的常規(guī)電磁體與位于電磁體上方的導(dǎo)磁軌道間的吸引力實(shí)現(xiàn)懸浮。常導(dǎo)磁懸浮的優(yōu)勢(shì)是技術(shù)簡(jiǎn)單,劣勢(shì)是產(chǎn)生的電磁吸引力較小。常導(dǎo)型高速磁懸浮列車的時(shí)速可達(dá) 400 公里— 500 公里之間。
世界上首條投入運(yùn)營(yíng)的磁懸浮線是上海浦東機(jī)場(chǎng)線,采用的就是德國(guó)常導(dǎo)磁懸浮技術(shù) 。列車最高時(shí)速達(dá) 430 公里,平均運(yùn)行時(shí)速 380 公里,由起點(diǎn)至終點(diǎn)站只需 8 分鐘。
上海磁懸浮列車
日本磁懸浮列車
而日本是以超導(dǎo)磁懸浮列車系統(tǒng)為代表 。超導(dǎo)磁懸浮就不是列車包軌道了,而是軌道包列車,它是利用車載超導(dǎo)磁體在運(yùn)動(dòng) 過程中與軌道的感應(yīng)磁場(chǎng)產(chǎn)生相互排斥力而懸浮于軌道上,列車在一個(gè) U 型槽內(nèi)運(yùn)營(yíng)。超導(dǎo)磁懸浮,懸浮氣隙較大,優(yōu)點(diǎn)是懸浮力大,列車運(yùn)行速度快,可以實(shí)現(xiàn)時(shí)速 500 公里以上運(yùn)行 ; 缺點(diǎn)是技術(shù)復(fù)雜,需要屏蔽發(fā)散的電磁場(chǎng)。日本東海鐵路公司創(chuàng)造的 603 公里時(shí)速采用的就是這種超導(dǎo)磁懸浮。
鑒于德國(guó)和日本高速磁懸浮技術(shù)的成熟,從 1998 年開始,美國(guó)就基本放棄進(jìn)行自行開發(fā) 。
不過,事實(shí)證明,各國(guó)都面臨高速磁懸浮推廣困難的局面 。比如世界上第一條磁懸浮線路是英國(guó)的伯明翰國(guó)際機(jī)場(chǎng)線,1984 年建成使用,全長(zhǎng) 600 米,后來因?yàn)榭煽啃詥栴},被放棄了,改成了單軌列車。
京滬高鐵
當(dāng)年在爭(zhēng)議京滬高鐵是上磁懸浮,還是上高速輪軌的時(shí)候,從造價(jià)看,京滬高鐵 1300 公里線路,磁懸浮的預(yù)算大約是 4000 億人民幣 ( 進(jìn)口技術(shù)造價(jià)高昂 ) ,而輪軌磁懸浮的造價(jià)大約是 1300 億人民幣,實(shí)際建成花了 2200 億人民幣。從能耗看,高速運(yùn)行物體其能耗是速度的三次方,由于磁懸浮浮起所消耗的能量要大于高鐵克服輪軌磨擦阻力所消耗的能量,所以磁懸浮的能耗比高鐵大。
然而,在資深鐵道專家、原中國(guó)鐵道部科學(xué)研究院副院長(zhǎng)朱其杰看來,高速磁懸浮在我國(guó)一直以來推廣難的真正原因,主要是以下三個(gè)方面 。一是國(guó)產(chǎn)高速磁懸浮技術(shù)沒有試驗(yàn)線,至今無法進(jìn)行完整的試驗(yàn)驗(yàn)證和安全評(píng)估,若采用德國(guó)或日本的技術(shù)造價(jià)過高。二是高速鐵路與普通鐵路可采用高速車下高速線的方式并網(wǎng)運(yùn)行,旅客無需換乘,而磁懸浮與鐵路無法并線運(yùn)行,旅客必須換乘。目前看,磁懸浮自行成網(wǎng)建設(shè)是不現(xiàn)實(shí)的。三是磁懸浮作為一種交通工具,至今沒有歸口單位。歸誰(shuí)管,誰(shuí)來策劃和規(guī)劃,誰(shuí)來推動(dòng)該項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展都沒有明確,單靠企業(yè)行為是發(fā)展不起來的。
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資料來源:四川日?qǐng)?bào)官方微信、科學(xué)探索
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