实验列车在实验轨道内模拟运行。
这是中国的第一个载人高温超导磁悬浮环形轨道,直径12米。
今年初有消息称,中国高铁试验时速超600公里,这已经让人感到难以置信。然而,人们对速度极限的追求是无止境的。香港《商报》网站5月12日报道称,在西南交通大学的牵引动力国家重点实验室超导技术研究所,中国科学家首次成功完成载人高温超导磁悬浮环形轨道测试,这是中国首创的一种环形真空技术,未来可将磁悬浮列车的速度提至惊人的每小时2900公里,超出普通客机速度一倍多。
进展:
1、研究动态
第一阶段环形轨道已建成
去年3月,邓自刚率领的研究小组进行了第一次高温超导磁悬浮环形轨道测试。邓自刚表示,为了进一步推进这一项目,必须完成两个阶段性目标:“第一阶段是研制一条高温超导磁悬浮环形轨道,能够让速度达到每分钟25公里。这个目标已经在2013年2月实现,促使研究人员进入下一个阶段的研究;第二个阶段是为环形轨道安装真空管,也就是打造真空管高温超导磁悬浮列车。在设计上,这辆列车在不搭载乘客情况下的最大速度可达到每分钟50公里。”
邓自刚说:“列车的速度因为环形轨道半径太小受到限制,轨道的半径只有6米。这一项目的重要意义在于打造世界上第一个真空运输系统原型。目前,我们正对这个新系统进行真空测试。在不久的将来成功运行之后,我们将公布我们的研究成果。”
2、技术原理
列车放进真空管道,克服阻力
邓自刚介绍,当列车时速达到400公里以上时,超过83%的动力会被浪费在抵消空气阻力上,同时气动噪声也会超过90分贝,高于设计标准要求的75分贝。在此情况下,如果想在获得超高速的情况下保证舒适性和能耗经济性,最好的办法就是让列车在近乎真空的环境中运行—真空管磁悬浮的想法由此诞生。
事实上,西南交大早在2013年3月便研制出了最初的高温超导磁悬浮(HTS)测试环线,最新的这个模型则加入了真空管道,成为世界上首个真空管道运输(ETT)系统。
运行时,管道内的大气压比外界低10倍,列车可以将更多动力用于驱动车辆提速。不过碍于实验环线的半径仅有6米,因此测试车辆的最高速度目前只达到了50公里/时。
邓自刚称,真空管道运输系统可将HTS磁悬浮列车的最高运行时速提至近2900公里。因此,这项技术不仅能够用于客运,而且还能被用于军用/商业航空器的发射技术。
3、未来展望
可能10年后就能乘坐它出行了
我们什么时候能坐上真空管道磁悬浮列车出行呢?西南交大真空管道运输研究所所长张耀平告诉记者,关于真空管道磁悬浮列车,目前理论研究已基本结束,接下来的工作是要建设一条150米长的试验线。一年后,再建一条200公里的试验线。按照现在的建设速度,3年时间就能完成。再有5年时间,建设正式的1000公里以上线路也是没问题的。也许10年不到,大家就可以坐上时速上千公里的真空管道磁悬浮列车了。
揭秘:车厢外形和普通列车类似
西南交通大学真空管道运输研究所所长的张耀平这样向记者描述 真空管道磁悬浮列车:为了提升性价比,它的车厢外形和内饰将与我们平时乘坐的轨道列车类似,但体积将比普通列车、高速列车,甚至比目前的地铁列车都略微小一点。对于列车运行的真空管道来说,目前,专家更倾向于内层用钢管,外层用钢筋加混凝土的结构建设,这也主要是为了减少钢管用量,节约成本。
进出管道类似进出太空舱
因为是真空的管道,根据设计,所有管道的入口和出口都会有两道门。运行时,工作人员首先打开外层门,列车将从车站进入管道两门之间的夹层,外层门关闭后,真空泵开始抽走空气,此时,工作人员再打开里层的门,列车就会进入真空管道,开始加速、运行。而出管道时,则是相反的顺序,先是里层门打开,列车出来后,里层门关闭,外层门再打开。这个过程也参照了航天员在太空进出太空舱的操作模式。
行驶时比飞机更加平稳
张耀平说,真空磁悬浮列车行驶时应当比飞机更加平稳。虽然是在真空环境下运行的,但车厢内绝对不会是真空环境,全密封的车厢内会模仿日常的列车环境,让乘客感到舒适。
现在网上许多人怀疑列车如果加速度过快,人坐在里边是否受得了。对此,张耀平认为,它的加速度达到飞机的加速度就行了,飞机的加速度一般是0.5~0.6G,相当于每秒钟加速5米左右,其实,人们百米跑的加速度比这大得多。这个加速度对普通人来说根本没问题。而等到列车加到一定速度后,它将匀速运动。
快速、安全但投入巨大
由于列车“包”在轨道上运行,“磁悬浮列车”没有脱轨危险,所以安全性极高。另外,列车运行的动力来自固定在路轨两侧的电磁流,同一区域内的电磁流强度相同,不可能出现几趟列车速度不同或相向而动的现象,从而排除了追尾或相撞的可能。但建设一条高速磁悬浮线路的总成本很高,它相当于3条高速轮轨线路的建设成本,这算是磁悬浮列车的美中不足。
延伸:上海磁悬浮列车,世界最快
磁悬浮驱动概念最早在20世纪中叶被科学家首次提出,随后英国伯明翰机场于1984年建成使用了全球首条商业磁悬浮列车线路。这条磁悬浮线路全长仅600米,碍于技术原因,其速度仅有42公里/时。11年后,这条磁悬浮路线因维护问题关闭。
虽然磁悬浮起源于欧洲,但发扬光大于亚洲。进入21世纪,高速磁悬浮列车开始投入商业运营,主要集中在日本和中国。目前日本和中国都在积极地发展这项技术,目前日本、法国、韩国、俄罗斯和中国都已先后成功研制出磁悬浮列车。
位于上海浦东机场的磁悬浮列车是目前世界上最快的载人商业列车,时速可达431公里。
全球几大最快列车一览
上海磁悬浮列车:2003年投入运营,连接浦东国际机场和上海地铁系统,最高纪录时速达500公里,运营最高时速431公里,是世界上最快的商用列车。
德国TR—09磁悬浮列车:这一磁悬浮列车在单轨道行驶,最高时速为449公里。TR—09曾是世界上最快的列车,从慕尼黑机场发出。
日本新干线列车:著名的日本新干线列车因为车头前部呈鸭嘴形状,而得昵称“鸭嘴兽”。新干线列车最高时速为443公里,行驶在2250多公里的日本高速列车线路上。
法国TGV—R列车:法国TGV—R系列高速列车1992年开始运行,一般运营时速大约为320公里,最高时速为380公里。
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