超級高鐵:我國研發的什麼材料?讓它的時速或將達到6500公裡!

2020-12-17 字節訪客

1.2013年科技造夢家首提「超級高鐵」

「超級高鐵」由「真空管道運輸」的概念演變而來,在上個世紀90年代由美國機械工程師達裡爾·奧斯特提出,並在1997年獲得這項技術的發明專利。後經科技造夢家美國電動汽車公司的CEO埃隆馬斯克對這一想法進行了豐富,提出了「超級高鐵」的概念,並對這種概念在細節上融入更新的設計元素和理念,形成了可以應用的實施方案。「超級高鐵」實現的技術原理包括以下兩個方面,具體如下:

(1)「超級高鐵」採用「磁懸浮+低真空」模式。超速(運行速度大於600km/h)運行列車利用低真空環境,在超聲速外形減小空氣中的阻力,通過磁懸浮減小與鐵軌摩擦的阻力,實現超音速運行的「超級高鐵」;

(2)「超級迴路」是一個全新的管道封閉系統,該系統並不像目前在鐵軌上運行的普通火車車廂,而是以「膠囊形狀」車廂為單位的封閉車廂,將「膠囊形狀」車廂置於密封管道之中,「膠囊車廂」像發射子彈一樣發射至目的地。

2.全球「超級高鐵」研發進程

「超級高鐵」的概念提出後,外界紛紛提出了質疑觀點,認為這種想法是個偽命題,基本上不可能實現,但包括中國在內的軌道專家通過不斷的探索和研究,逐漸讓這個「超級高鐵」這個概念成為現實,逐漸被外界認可。中國科學院院士早在2005年之前就提出了管道交通運輸的概念,2017年8月,中國航天科工公司在武漢宣布,已啟動時速1000公裡「高速飛行列車」的研發,目前團隊在此項目上已獲得多項發明專利。以下是國外「超級高鐵」研發的進程介紹,具體如下:

2016年,Hyperloop的第一條超級高鐵管道在拉斯維加斯北部地區破土動工;

2016年俄羅斯希望與Hyperloop合作建設超級高鐵項目;

2018年,馬斯克宣布,旗下「超級高鐵乘客艙」將進行測試;

2018年,Hyperloop公布將在中國貴州省銅仁市建設一條10公裡長的超級高鐵線路。

3.「超級高鐵」研究應用的技術瓶頸

據相關科技人員介紹,經過這些年的研究,目前已經取得一些比較成熟的成果,但要攻克的技術難點和難於突破的瓶頸還很多。難於突破的技術瓶頸主要體現在以下四個方面。

一是,如何建設一條超大規模的運輸管道,保證管道中處於低真空環境;

二是,「超級高鐵」投入運行後實行載人旅行,旅客在上下車過程中怎麼保證管道中處於低真空的狀態,這是一個目前仍未攻克的世界難題;

三是,怎麼保證「超級高鐵」的自動力系統,保證在運行過程中不斷的為超級高鐵提供動力;

四是,「超級高鐵」最高時速或將達到6500公裡,怎麼保證克服列車在彎道行駛過程中產生的離心作用力。

4.新材料的應用讓「超級高鐵」時速6500公裡或將成為現實

我國西南交通大學在全球首次提出高溫超導磁懸浮技術,是一項利用高溫超導塊材磁通釘扎特性,不需要主動控制就能實現穩定懸浮的技術。解決了「超級高鐵」多項技術瓶頸,如自動力系統,通過高溫超導產生的抓舉力克服彎道上產生的離心力。高溫超導磁懸浮技術的創新應用,將 「超級高鐵」理論時速提高到1000公裡以上,最高時速或將達到6500公裡,相當於飛機飛行速度的8-10倍,將是人類目前能觸摸到的未來超級高鐵的雛形。

5.我國「超級高鐵」應用前景

磁懸浮軌道「超級高鐵」是未來軌道交通發展的一個大趨勢,最大速度可達到6500公裡/小時,如果乘坐這樣的交通工具,北京到天津只需要2分鐘,到上海只需15分鐘。

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