全面解析磁懸浮列車優缺點 未來高鐵技術哪家強?

2021-01-19 環球網

日本超導磁懸浮列車16日在運行試驗中創下載人行駛每小時590公裡的世界最高速度紀錄。世界第一條城際超導磁懸浮高速鐵路也已於2014年底在日本正式動工建設。

日本新幹線、法國TGV、德國常導磁懸浮……人們對列車時速的追求似乎是永無止境的。那麼,磁懸浮能代表未來高速鐵路發展的方向麼?還有哪些高鐵技術能和磁懸浮叫板?

直到2003年世界首條商用磁懸浮線路在上海投入運營,磁懸浮才逐漸被國人所熟知,其實磁懸浮的歷史要久得多。日本從1962年開始研究磁懸浮高速列車,1972年成功實現列車的超導懸浮行駛。德國也從20世紀70年代起正式研發磁懸浮技術,80年代建成首條試驗線路。

作為目前最快速的地面交通方式,磁懸浮技術有著其他地面交通無法比擬的優勢。

磁懸浮高速鐵路利用磁懸浮力使列車處於無接觸懸浮的平衡狀態,和軌道之間無摩擦,因此具有速度高、能耗低的特點。常導磁懸浮列車的時速可達400至500公裡,超導磁懸浮可達500至600公裡。在同為500公裡的時速下,磁懸浮列車每個座位每公裡的能耗僅為飛機的三分之一。在同為300公裡的時速下,磁懸浮列車的能耗比高速輪軌列車低三分之一。另外,磁懸浮列車噪音和震動小,乘坐舒適;安全性好,啟動停車快,爬坡能力強;無需燃油,幾乎無汙染;維修少,日常管理維護費用低。

磁懸浮有如此多的優點,現在問題來了,為何日本在實現列車懸浮行駛40多年後才開工建設第一條城際磁懸浮線路?為何德國的磁懸浮研發也處於近乎停滯的狀態?

問題出在磁懸浮高昂的建設成本上。磁懸浮的機車、軌道和信號控制系統與現在的鐵路系統完全不同,需要重起爐灶。日本正在建設中的磁懸浮中央新幹線預計包括車輛建造費在內的總成本達9萬億日元(約合758億美元),折合每公裡成本1.7億美元,而目前已普及的高速輪軌線路每公裡造價約0.5億美元,中國高鐵的造價建設成本每公裡才0.14億至0.2億美元。這樣高昂的建設費用是許多國家無力承擔的。而且許多國家都有比較成熟的鐵路網,要擺脫這些鐵路網,建造全新的磁懸浮系統,可以說是一種巨大的浪費。

美國特斯拉汽車公司和太空探索技術公司創辦人埃隆·馬斯克似乎一刻沒有停止顛覆人們既有觀念的腳步,他於2013年提出超級高鐵Hyperloop的初始設計方案,被不少人視作天方夜譚,而今這項計劃已逐步接近現實。

Hyperloop是一種革命性的交通系統。這種時速超過1200公裡的未來高鐵系統採用真空管道連接,依靠管道內運行的氣墊式密封艙運送旅客,從洛杉磯到舊金山600多公裡的旅程僅需30分鐘。

Hyperloop運輸技術公司今年2月已與加州一家開發商籤訂協議,在5號州際公路附近建設長約8公裡的Hyperloop超級高鐵試驗線路。這一試驗線路將從2016年開工,預計將於2019年完工。

無獨有偶,中國西南交通大學也正在研發類似的真空管超高速磁懸浮列車。這種列車在實驗環境中有望達到的理論最高時速為3000公裡。不過,西南交大方面曾表示,真空管超高速磁懸浮列車的相關技術尚處於試驗階段,該校已搭建了全球首個真空管超高速磁懸浮列車原型測試平臺,但並沒有開始研製能夠實際使用的列車。

真空管超級高鐵的造價方面,根據馬斯克最早公布的Hyperloop Alpha方案,從洛杉磯到加州海沃德570多公裡的線路工程造價為60億至100億美元,後來評估增加到160億美元。按這個造價計算,真空管超級高鐵的造價與現在的高速輪軌不相上下甚至可能更便宜,但它的缺點和磁懸浮一樣,也不能利用現有的鐵路網,而且何時能實用還是未知數。

磁懸浮和真空管超級高鐵面臨的浪費現有鐵路網的問題被擺式列車完美解決了。擺式列車是一種能在原有軌道上運行的新型列車,它通過採用新的懸掛系統、轉向儀和加速儀,能實現在彎曲路段高速行駛而無需減速,因此,採用擺式列車可使列車運行速度提高三分之一。

擺式列車不算是一種新技術,它出現於20世紀80年代,但技術上存在不少缺陷,試驗時乘客也感到不舒適。目前相關技術已經有了長足的發展,現在的擺式列車能通過信號系統掌握前方路軌的弧度,準確改變每一節車廂的側傾程度,乘客已很少會暈車。

擺式列車雖然知名度沒有磁懸浮列車高,但它卻有磁懸浮無法比擬的成本優勢。把傳統列車線路改成擺式列車線路,成本只有建造磁懸浮列車線路的5%左右,同時,擺式列車本身的價格也只有傳統列車的三分之一多一點。

擺式列車不但不需要另外新建軌道,對現有軌道的損害也較小。因為沒有額外的施工建設,不僅省錢,而且對環境的影響也小。無怪乎,擺式列車被認為未來最有可能在高速鐵路的競爭上與高速輪軌和磁懸浮分庭抗禮。

無論是基於全新技術的磁懸浮,還是基於現有鐵路系統的擺式列車,抑或是還不成熟的真空管高鐵,根據鐵路沿線地質環境、經濟實力、市場需求等要素選擇適合本國本地區的高鐵技術才是最好用的。(完)

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  • 明明磁懸浮列車比高鐵更早出現,速度也更快,為什麼後者先普及?
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    磁懸浮列車與高鐵最大的區別是無機械接觸,故與高鐵相比具有六大優勢[4][5]: (1)無接觸摩擦、摩擦能耗低,同一速度下高速磁浮列車的單個座位能耗比高鐵降低30%; (2)爬坡能力強、轉彎半徑小,同等距離下磁浮列車的爬坡能力可達10%,比高鐵高6%,同一速度下,磁浮列車的轉彎半徑更小,易於路線選定
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    ,畢竟,在很多人的理解中,要想發展高速運輸優勢,磁懸浮肯定是優勢巨大,畢竟,人家可是飛起來的火車,而輪軌高鐵速度再快,也沒有磁懸浮飛的快!這樣的理解也確實很正確,但是為什麼磁懸浮在與輪軌高鐵之爭中落敗了呢?如果科技風景線小編說是因為速度,大家是不是有點懵?確實還真的有速度的原因,當輪軌高鐵的運行速度達到350公裡的時候,雙方的差距就不是很明顯了,雖然說磁懸浮沒有了輪軌的摩擦阻力,但是在高速狀態下,主要的阻力來自空氣,更何況,將列車懸浮起來,這樣的耗能一點兒也不少!
  • 磁懸浮列車運行速度比高鐵快,那它如何實現懸浮的?看完就明白了
    ,高鐵就是公共運輸發展的未來,給予其充分的發展時間,高鐵將會取代傳統的火車。殊不知,除了高鐵之外,我們還有一種更為快捷的公共運輸工具,那就是磁懸浮列車,按照運行的原理來說,磁懸浮列車的運行速度是遠在高鐵之上的。實現當前這一技術的價值還未充分開發出來,磁懸浮列車的生產運營也暫且處於試驗階段,未能在全國範圍內廣泛應用。那麼磁懸浮列車的懸浮原理是什麼?它又是如何實現懸浮的呢?
  • 600公裡時速的磁懸浮列車試跑,中國高鐵再上一步
    磁懸浮列車試跑目前,中國高鐵時速已經實現350公裡/小時,而普通動車組也達到了200公裡/小時,這大大減少了人們出行時間,在全世界都已經數一數二了。而我們並沒有就此停歇,想想600公裡,相當於現在高鐵的2倍,原本夕發朝至就已經讓世人驚嘆,現在看來,未來向北京上海這樣的大城市,3、4個小時就可以到了,絕對媲美航空速度。
  • 什麼是磁懸浮列車?和高鐵有什麼不同啊?
    我國打算研發時速600公裡的磁懸浮列車了,對比下竟然是飛機時速的三分之二!不過有了高鐵為什麼還要研究磁懸浮呢?兩者除了速度外還有什麼差別嗎?磁浮列車是利用電磁力讓車體懸浮在軌道之上,並通過電磁力推動車輛運行的交通工具。
  • 磁懸浮列車和相關領域的認識和理解
    磁懸浮列車與高鐵最大的區別是無機械接觸,故與高鐵相比具有六大優勢[4][5]: (1)無接觸摩擦、摩擦能耗低,同一速度下高速磁浮列車的單個座位能耗比高鐵降低30%; (2)爬坡能力強、轉彎半徑小,同等距離下磁浮列車的爬坡能力可達10%,比高鐵高6%,同一速度下,磁浮列車的轉彎半徑更小,易於路線選定; (3)安全性好、舒適度高,基於電磁懸浮實現無接觸,車體振動小,不易脫軌,其安全性是輪軌列車的
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  • 充滿科技感的磁懸浮列車,比「高鐵快一倍」,厲害了我的國!
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  • [實用口語]高鐵,磁懸浮列車英語怎麼說?
    今天就先來說說高鐵用英語怎麼說?這是BBC報導曾經的溫州高鐵事故,文中說高鐵是bullet train,很形象,子彈列車,和高鐵列車的外形很像,而且暗指了高鐵的速度:磁懸浮列車 maglev train
  • 磁懸浮列車比高鐵出現得早,速度也更快,為什麼高速先普及?
    如今,高鐵已經逐漸變成了人們出行的主要交通工具。相比於火車來說,高鐵的速度更快,而且安全性也非常高。也正是因為如此,高鐵受到了很多人的歡迎。想必大家應該也都有所了解,我國第一條標準高鐵是在2005年建設的,4年後才開始正式運營。如今,只有10年的時間。其實,在這條高鐵出現之前,一種新型交通工具磁懸浮列車已經出現了。磁懸浮列車和高鐵還是有比較大的區別的。
  • 這是中國未來磁懸浮列車的原型嗎?
    周三,西南交通大學的研究人員在成都公布了新的磁懸浮列車和165米(540英尺)的測試軌道。高鐵的設計時速為620公裡/小時(385英裡/小時),但研究人員表示,他們正在努力將這一速度提高到800公裡/小時(497英裡/小時)。新的磁懸浮列車是北京雄心勃勃的城市間快速連接計劃的一部分。
  • 美媒:中日競爭磁懸浮列車
    來源:環球網美國彭博社11月24日文章,原題為「中日競爭高鐵未來主導權」。日本和中國正在競相建造一種新型超高速磁懸浮列車,試圖證明他們掌握了這項具有巨大出口潛力的技術。一些短途和試驗性的磁懸浮列車已經投入運營,但亞洲前兩大經濟體正在競相開發世界上第一條長途城際鐵路。一邊是日本東海旅客鐵道公司斥資860億美元打造的磁懸浮列車,將連接東京與大阪,預計在2037年前通車。一邊是中國投資150億美元、往返上海和寧波的磁懸浮列車項目,經過幾次失敗的嘗試,預計2035年左右完工。
  • 磁懸浮列車時速比高鐵還快,為什麼國內卻沒有普及?
    現在出遠門可以選擇的交通方式就比較多了,除了火車飛機之外,還可以坐動車高鐵。在很久之前,有一種交通工具,它的時速比高鐵還快,比飛機還穩,但是在國內卻沒有普及,這到底是為什麼?很多人應該猜到這種交通工具是什麼了吧?沒錯,它就是磁懸浮列車。大家對於這個名字是不是覺得既熟悉又陌生?
  • 充滿爭議的磁懸浮高鐵為什麼一定會建?(附股)
    周五盤中浙江省在「交通強省」建設動員大會上宣布,計劃在上海與杭州之間建設的磁懸浮超級高鐵,全長約175公裡,時速超過600公裡,總投資高達1000億元。這個投資千億級別的「超級工程」立刻引爆了相關個股漲停,而這個「滬杭超級磁浮工程」是否會開始新一個基建時代呢?