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全球首台高温超导高速磁浮工程化样车下线,时速620,突破真难

 虚空之漂者 2022-03-21

10年前,西南交通大学启动了世界最高时速的列车试验台,为轨道交通和列车试验提供了时速600公里的模拟实验平台,在2017年的《周游中国》第5集系列《不行的高铁》中,我们看到了未来的高铁,4年后的1月13日,世界上第一辆高温超导高速磁悬浮工程模型车在成都下线,时速620公里,最高时速800公里,高速试验线同时运行,这表明高温超导高速磁悬浮工程化研究从无向有突破,具备工程化试验模式的情况。

从小型模型到第一辆有人高温磁悬浮列车,再到现在的“工程型”,没有捷径走不动,一步一步困难,那么,世界上第一个高温超导高速磁悬浮工程模型车有什么不可思议的呢,会对我国的高铁产业产生什么样的影响呢。

自主研发设计,完美实现高温超导磁悬浮列车的高速列车,单手推进。

2021年1月13日西南交通大学九里校区的阳光格外灿烂,世界上第一个完全自主拥有知识产权的高温超导高速磁悬浮工程模型车和试验线正式下线运行,“工程化”是指以1:1的比例,根据实际工程实际建设,全长165米,实验车型的设计非常前卫,有未来感。

该试验线和试验车可以验证悬浮系统、牵引系统、刹车系统等一系列工程化问题,为完成今后600公里级的高速磁悬浮提供足够的技术储备,可以说每一米的轨道都包含着科学研究者的精心努力,每米都是我国高温超导高速磁悬浮技术的一大步,这使我国从原理机验证到工程化应用迈出了实质性重要的一步。

从现场可以看到机翼较差的机型,车体前端非常长,呈鸭嘴状的喙,全身流线型的设计,从外形可以看出设计速度的高低,车体采用全碳纤维轻量化车体、低阻头型设计、大负荷高温超导磁悬浮技术等新技术和新技术,预计设计时速620公里,最高时速800公里,创造大气环境下陆地交通速度新记录。

在上海,我知道国内首辆磁悬浮列车运行了15年,行驶速度可达430公里,比现在的高铁列车快得多我们放弃了这种德国技术的磁悬浮技术,转向高温超导磁悬浮。

那么,高温超导到底有什么样的魅力,花了40年突破难关,产业化又有什么样的难题呢,实际上,从80年代开始,我国开始研究磁悬浮技术,伴随着超导技术的抬头,结合超导磁悬浮列车,向科学家们展示了未来高速运行轨道列车的希望。

将超导体转化为零下196度的液氮会出现超导现象,使用特殊材料的乘用车实现无源的自我稳定悬浮,轻轻按压手指便可绕轨道数周,我国的高温线性技术是从这样一个小实验开始的,不需要通电,只要向小型车注入液氮就可以实现这种不可思议的效果,超导线性技术对西南大科学家们着迷。

1997年,国家863计划项目“高温超导磁悬浮实验车”被批准,正式开展高温超导磁悬浮列车的研究,2000年,学校成功开发了世界上第一辆载人高温超导磁悬浮实验车“世纪号”。

2013年,西南交通大学开发完成了中国首个高温超导磁悬浮试验线,当时,在国际上具有同等的承载能力,截面最小,永久磁使用量最少的超导悬浮系统。

2014年,国际首条真空管高温超导磁悬浮环线建成。

2019年,建成真空管高温超导磁浮球高速测试平台,最高测试速度为400km/h,可开展高温超导磁浮球动力学、气动、振动、噪音等研究。

是的,从理论构想到理论实践,从实验样品到工程实例,一年中,几代科学家不断验证和实践高温超导磁悬浮的技术路径和工程实施方案,现在,试验线和工程机型的正式下线意味着正式开始使用,笔者的城市合肥也计划在芜湖之间建设磁悬浮列车线,如果推迟几年建成的话,预计也能赶上这项技术真正投入工程的例子。

核心技术引领世界,掀起世界性铁路颠覆性技术革命,与高铁互补。

高温超导磁浮动车组是我国自主研发、设计、建造全系列样机和实验平台的国家重器,在高温超导上我国核心技术占据世界领先地位美国实验的超高速铁路也基于超导技术,属于低温超导的范畴,其经济效果、工程技术等需要长期攻克难关,日本建设的也是低温磁悬浮列车,车辆暂时助跑后产生磁力,车体必须浮起,世界不需要其他能源,不需要助跑就能实现“自我浮现”的黑技术,只有中国这个模型才有这样的能力。

值得注意的是,基于美国真空管的低温磁悬浮列车成功了,2004年,沈志云教授论证了真空管轨道交通技术,2013年建成了国内首个有人高温超导磁悬浮环线,建成了国际首个真空管超导磁悬浮实验系统“Super-Mglev”,目前,在自然环境下实验工程的机型和试验线成功启用,为真空管高温超导悬浮车系统的构建迈出了坚实的一步。

2019年,西南交通大学牵引动力国家重点实验室建设了多功能高速列车运行模拟试验台,设计最高试验速度达430公里/h,管道输送、高速辅助、超导磁悬浮的未来是“触手可及”。

高温超导磁悬浮铁路的制造价格预计在2亿5000万元左右,比现在时速350公里的高铁高出0.5亿-1亿元,但随着磁轨道和直线电机等的量产,相关产业链关闭,成本大幅下降,由于车身轻量化,土建的涵桥隧道等的成本也有可能被削减。

据现场记者采访的报道,现实中的高温超导高速磁悬浮列车真的是商业性的,如果不在3-5年的阶段实施的话真的无法使用,165米的试验线不是为了线的飞出速度,主要是为了验证工程试制面的技术和路线,要真正提高水平需要“3步走”。

一是从技术方面继续进行高速验证,积累各种极端的数据,进行安全性、可靠性、寿命等数据收集,第二,从产品方面制造真正的汽车,按照工业制造的全过程,现在高铁必须做的所有相关实验都要做,第三,要建设数十公里的试验区间,跑60万公里才能真正着陆。

西南交通大学的何川副校长说:“今天出现了真正的汽车,从技术成熟度来说已经达到了7度,到了9度就形成了流水线,”。

中国的轨道交通每年都会刷新世界排名,开通里程数和建设工程数都位居世界首位,在高寒列车、变轨列车等定制车型上更是创下了世界首个纪录。

从高铁大国到高铁强国,这些科学研究院每月的工程部门一起实现了产业的抬头,现在,我国不仅拥有高铁强国,而且拥有世界上最大的高铁网络,未来将是磁悬浮列车,我们也将继续引领潮流,现在,我们制作的是“机翼比飞机少一对”的高速磁悬浮列车,预计将刷新陆上交通的速度新记录,今后,这项技术将在真空管中以时速1000公里的速度实现与飞机相匹敌的新速度。

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