填補時間空缺!中國造世界首條高溫超導高速磁浮開跑,時速600+!

2021-01-14 和諧高鐵之聲

飛機,飛行時間相對短,但一般距離市區較遠。高鐵,運行時間相對長,但一般距離市區較近。有人就想有什麼交通工具能把高鐵、飛機的時間差拉小點?今天它來了!


                 速 度 對 比


民航客機的速度一般為900公裡/小時。

波音747:940公裡/時

波音7E7: 980-1050公裡/時

波音767:850公裡/小時(撞世貿大樓 的就是這個機型)



      歐洲空中巴士系列:

A-320 900公裡/小時

A-380 920公裡/小時

協和號 2250公裡/時



中國鐵路將舊線改造時速達200公裡,

新建時速達250~300公裡的鐵路定為高鐵。

當前各國新建的高速鐵路大多把最高速度定位在250~350公裡/小時。

和諧號CRH380動車組速度達到300KM/H

復興號CR400動車組速度高達350KM/H

  

高溫超導高速磁懸浮的出現緩解了,中間的坡度差。

1月13日上午,採用西南交通大學原創技術的世界首條高溫超導高速磁浮工程化樣車及試驗線在四川成都正式啟用,這標誌著高溫超導高速磁浮工程化研究從無到有的突破,具備了工程化試驗示範條件。該試驗線是世界首條高溫超導高速磁浮真車驗證線,速度可達600-800km/h。其開跑,將為陸地交通帶來前瞻性、顛覆性變革。

西南交通大學九裡校區高溫超導高速磁浮驗證段目前已基本完成建設,由西南交通大學和中車唐山機車車輛有限公司聯合研製的原理樣機下線,並懸浮成功。驗證段長165m,完全按照工程化1:1進行建造,可驗證懸浮系統、牽引系統、制動系統等一系列工程化問題,為完成600公裡級高速磁浮作出充分技術儲備。早在2014年,西南交大就建成了一條真空管道高溫超導磁懸浮車環形試驗線,2019年又建成了真空管道高溫超導磁浮車高速試驗平臺,最高試驗速度可達400km/h,可開展高溫超導磁浮車動力學、氣動、振動、噪聲等方面的研究。高溫超導高速磁浮工程化樣車 圖源:中新網西南交通大學的研究人員介紹,高溫超導磁懸浮是理想的新型軌道交通技術,適用於多種速度域,尤其適合高速及超高速線路的運行。應用該技術,西南交大首先在大氣環境下實現工程化,預期運行速度目標值大於600km/h,有望創造在大氣環境下陸地交通的速度新紀錄。

節能:懸浮和導向不需要主動控制、不需要車載電源,系統相對簡單。懸浮和導向只需用廉價的液氮(77 K)冷卻,空氣中78 %是氮氣。環保:高溫超導磁懸浮能靜止懸浮,完全無噪音;永磁軌道產生的是靜磁場,乘客接觸的地方磁場為零,無電磁汙染。

高速:懸浮高度(10~30 mm)可根據需要設計,可用於從靜止至低、中、高速和超高速運行。與其它磁懸浮技術比較,更適合真空管道交通運輸(大於1000 km/h)。 

安全:懸浮力隨懸浮高度的降低成指數函數增加,垂直方向無需控制的情況下也能保證運行安全。自穩定的導向系統在水平方向也可以保證運行安全。 

舒適:高溫超導體的特殊的「釘扎力」保持車體上下左右穩定,是任何交通工具都難以達到的平穩性。乘客乘坐時體會到的是「沒有感覺的感覺」。運行成本低:與德國的常導磁懸浮車和日本用液氦的低溫超導磁懸浮車比較,具有系統重量輕,結構簡單,製造和運行成本低的優點。


一個人就能徒手推動它!

高溫超導高速磁浮工程化樣車車頭採用流線設計,形狀如子彈頭。不同於高鐵靠車載電源驅動在鋼軌上「奔跑」,該樣車懸浮在永磁軌道上,軌道中間鋪有直線電機,在車子底部裝有超導懸浮裝置替代了車輪,整個車體離軌道尚有10毫米左右的空隙。自懸浮、自穩定、自導向,是它最大的特點。列車底部安裝有超導體,軌道則是永磁體,在液氮的作用下,兩者產生了「若即若離、又不離不棄」的「釘扎」特性。和我們小時候玩兒的磁鐵一樣,同性相斥,車體自然就會浮起來。這種「自懸浮」,純粹利用物理特性,不需要額外的能源。而只要超導態存在,不論對車輛施加上下左右任何一個方向的力,這個系統都能自動把車體「拉回來」。

目前,世界上只有這輛樣車具備這種「自懸浮」的「超能力」。以日本正在建設的「低溫超導磁懸浮」為例,這種車輛跑起來類似飛機起飛,必須先「助跑」一段距離,才能產生磁力,車體才可以浮起來。

在啟用儀式現場,參與研發的鄧自剛教授打趣地對現場的小夥伴說,你推推列車看看?

一輛重達十幾噸的列車,推它?帶著好奇,小夥伴真的用力一推,然後……車跑了!首先,它在靜止狀態下是浮起來的,和軌道之間沒有摩擦阻力,這也是它能跑得快的原因。其次,它整車車體採用的是碳纖維材料,重量比現在的高鐵列車要輕50%左右。這是因為列車懸浮能力是一定的,因此要求車體必須輕量化,車體越輕,能搭建的乘客也越多。也因為如此,高溫超導高速磁浮列車會比現有的高鐵列車車體更小。

試驗線上,在兩根永磁體軌道中間,盤繞著一圈圈橘紅色的線圈。這又是什麼?這是直線電機,是高溫超導高速磁浮列車的動力系統。相較於傳統的旋轉電機,直線電機的驅動力更大,因此列車能跑出更快的速度。除此之外,相較於傳統的高鐵列車,樣車的車頭「頭型」更長,在沒有輪軌之間的摩擦阻力之後,剩下的就是空氣阻力,車頭更長,空氣阻力更小。走進車廂內部,車頭前方是一排簡單的操控臺。車頭上面是沒有動力系統的。車輛運行將完全依靠地面電腦遠程控制直線電機,實現無人駕駛。直線電機的驅動力可以向前,也可以向後,從而實現列車的減速、剎車。不過,列車車頭仍然設置了一排控制按鈕。車上還是會有管理人員,監控列車的實時運行,一旦出現緊急情況,可以實施緊急制動。


來源:騰訊新聞,西南交大新媒體,和諧高鐵之聲綜合編輯發布,侵權請聯繫刪除、轉載請攜帶下方二維碼。


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