超級高鐵1500公裡/小時
提供軌道所需磁鋼的是蕭山一家企業
未來的交通工具會帶給我們怎樣的驚嘆?
劉慈欣在他的科幻小說《朝聞道》裡講了這樣一個故事——科學家們在北緯45度線上建了一條直徑5米的鋼管。在這條封閉的管道裡,通過粒子加速器,人們可以坐上一輛時速500公裡的小車,環球一周,「小車像是一顆在無限長的槍管中正在射出的子彈。」
《朝聞道》2002年1月發表在《科幻世界》裡。當時,時速500公裡,大概真的是一件「蠻科幻」的事情。但現在,隨著科技的進步,時速500公裡已經不再是幻想了。
前幾天,杭州火車東站和上海虹橋火車站之間未來十年內可能會建一條「超級高鐵」的消息,引發了很大的關注。
「超級高鐵」是特斯拉和SpaceX創始人、科技「神人」埃隆·馬斯克2013年提出的狂想:「超級高鐵」車廂像一個膠囊,放置於真空管道中,像炮彈一樣被發射到目的地,最高速度可達1200公裡/小時。以平均時速1000公裡/小時計算,乘坐「超級高鐵」從杭州到上海(約150公裡),全程只要9分鐘。
如今的現實和曾經的幻想,重合在了一起。
「超級高鐵」試驗線正在成都搭建
蕭山一家企業提供軌道所需的磁鋼
6月19日,西南交通大學首席教授張衛華在2018年世界交通運輸大會上透露,世界上時速最快的「超級高鐵」試驗線正在成都搭建,預計今年年底前將建成,並投入試驗測試,列車最高時速有望達到1500公裡。
此前,西南交大已經在實驗室內搭建過全球首個真空管道超高速磁懸浮列車環形實驗線平臺——它被稱為「超級高鐵的雛形」。「超級高鐵」通常採用「真空管+磁懸浮」技術。真空管可減少空氣阻力,磁懸浮減少地面摩擦力,理論上列車時速可達到4000公裡,甚至更高。
磁鋼是磁懸浮技術的關鍵材料。有磁性的列車和有磁性的軌道之間會產生穩定的導向力和懸浮力。通過技術手段,磁懸浮的列車會像釘子一樣牢牢地扎在永磁軌道上面,不會上下左右搖晃。
與西南交大合作,並提供軌道磁鋼的,是一家杭州蕭山的企業——杭州永磁集團。
高性能、高一致性和高穩定性 歷經兩年多研製出「三高」磁鋼
6月15日,我們探訪了位於亞運村附近的杭州永磁集團。
磁鋼是工業生產中對合成磁鐵的稱呼,是由鋁、鎳、鈷、釹、鐵、釤等多種金屬合成的合金。非永久磁鋼在通電等情況下才會產生磁性,而杭州永磁集團生產的是充磁後就有永久磁性的永久磁鋼,也稱永磁材料。
「『超級高鐵』的磁鋼有別於普通磁鋼,它要求具有高性能、高一致性和高穩定性。」杭州永磁集團總裁兼總工程師冒守棟對說,「通俗地講,高性能指磁能密度高,即個子比別人小,但磁能比別人強。高一致性指磁能的高度均勻,不能忽強忽弱。高穩定性則是指不論經歷嚴寒酷暑還是外界衝擊和腐蝕,磁能能保持高度穩定。」
2015年,杭州永磁接洽了西南交通大學「超級高鐵」項目,經過兩年多的技術攻堅,最終生產出了這種「三高」磁鋼。
車間生產主管、1985年出生的江西小夥陳金瑞,帶我參觀了磁鋼生產的流程。一顆磁鋼的生產大概要經歷十幾個步驟:從一開始把各種金屬礦物按比例配料,到在爐子裡高溫熔煉、在儀器裡破碎成粉,再到用模具壓制、高溫燒結成型,最後還要檢驗測試和充磁等。「三高」磁鋼就是在對生產流程嚴格控制下的高性能產品。
歐洲「超級高鐵」試驗線
最近也發來了訂單
這兩年,國內生產的磁鋼與國際最高標準的差距正在快速縮小。
杭州永磁集團副總裁賈穎燕主管銷售業務。她說,前幾天,美國做『超級高鐵』的Hyperloop One(超迴路列車一號)公司,也給他們發來了訂單。」
Hyperloop One公司是埃隆·馬斯克「超級高鐵」狂想最重要的追隨者和踐行者,目標是2021年實現「超級高鐵」載人運營。公司部分員工來自馬斯克先前的團隊。
2016年5月,Hyperloop One在美國內華達州做過一次「超級高鐵」實驗:滑車在磁懸浮作用下懸空行駛,僅用1.1秒,就把速度提升到187公裡/小時。
去年9月,英國愛丁堡大學設計的從愛丁堡到倫敦「超級高鐵」線路,被Hyperloop One評選為十佳「超級高鐵」線路方案。這條路線全程約666公裡,中間停靠曼徹斯特和伯明罕兩站,總用時50分鐘。
「我們不僅會為這條歐洲的試驗線提供高質量的磁鋼,還會為他們提供整套的磁力裝配系統。」 賈穎燕說。
目前,中國運營速度最快的高鐵「復興號」:350公裡/小時;巡航速度最快的客機波音747:約1000公裡/小時。
也就是說,「超級高鐵」建設完成後,它的速度比現在的波音客機都要快得多!
昨天,金華東陽50歲的董先生給快報打來電話,說自己在1980年出版的一本《生活與科學叢刊》中看到,當年就有科學家暢想過「超級高鐵」:火車在地下的真空管道裡行駛,速度可達6000公裡/小時。
董先生感嘆,科技發展真是快,當年感覺不可思議的科學幻想,如今似乎真的要成為現實了。
確實,很多以前沒聽說過或想都不敢想的交通工具,如今正向我們走來。除了「超級高鐵」,超音速飛機也要來了。
音速是指聲音在空氣中傳播的速度。高度不同,音速不同。在海平面,音速約為1224公裡/小時。
20世紀70年代,英法兩國研製的世界首架超音速客機開始商業運營。但由於成本和安全等原因,並未大規模取代普通客機。
21世紀以來,波音和洛克希德·馬丁都在加緊研發超音速飛機。目前,美國科羅拉多州的企業Boom正在研發一款時速為2335公裡的超音速客機,計劃在2020年試飛,2023年拿到航空許可。按此速度,從上海飛往美國洛杉磯只需要6小時。
超高音速飛機也是研發的熱點。據報導,由崔凱領導的中國科學院工程師小組,對縮小版飛機模型進行了風洞測試。測試結果顯示,該飛機飛行速度可達7馬赫(1馬赫即1倍音速,7馬赫約為每小時8600公裡),符合預期試驗目標,下一步將有可能進行空中測試。
另據報導,崔凱工作所在的高溫氣動實驗室在超音速領域很快還會有另一個突破——能產生36馬赫速度的風洞,據稱將在2020年開始運作。如果飛機的速度真的能達到36馬赫,從上海飛到洛杉磯可能就只要14分鐘。
未來充滿想像,充滿可能!
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