時速1千公里「超級高鐵」亮相 上海到北京僅需1小時

預計2020年前完成關鍵技術攻關

10日,在雙創周“新動能持續壯大”展區內,中國航天科工飛航技術研究院的展位上正在播放高速飛行列車的宣傳片,參觀者紛紛被這稱作“第五代交通工具”的高速飛行列車所吸引 。

中國航天科工磁懸浮與電磁推進技術總體部工作人員王巖告訴記者,目前航天科工的高速飛行列車外形尺寸已經基本確定,車身採用新型輕量化防隔熱一體化艙段,最大限度減輕車身重量,車長29.2米,寬3米。”王巖透露,目前高速飛行列車正在關鍵技術攻關階段,因為有著航天技術背景和高效的研發團隊,航天科工預計2020年前就能完成關鍵技術攻關並開展系統集成驗證。

“目前全球只有美國的HTT公司、Hyperloop One公司以及中國航天科工集團公司對外宣佈開展研究時速大於1000公里的運輸系統。”王巖稱,相比其他兩家公司,航天科工起步較晚,但由於有著航天技術的支撐,在高速真空磁懸浮列車研究方面,航天科工已經具備較高的起點,今年2月,圍繞高速飛行列車項目,成立了航天科工磁懸浮與電磁推進技術總體部,目前團隊50餘人,發明專利近70項。“團隊在超聲速飛行器設計、超導磁懸浮設計、電磁推進技術、真空及電氣系統等方面有著國際先進的能力和成熟的應用經驗。”

截至2017年底,我國高速鐵路運營里程達2.5萬公里,約為世界高速鐵路運營總里程的2/3,設計速度最高為350公里/小時—380公里/小時,上線運營列車達5200列,已成為名符其實的高鐵大國。

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可以有多快>>>

試驗列車運行時速可達到1500公里以上 上海到北京僅需1小時

“超級高鐵”最高速度可達1200公里/小時,超過目前飛行速度最快的客機之一波音787(最高速度也不過是800公里/小時—1000公里/小時),從上海到北京僅需1小時。

報道稱,這意味著,如果未來的試驗取得成功,將來的列車將比波音737的速度快,後者的巡航速度可達960公里/小時。這也意味著這趟列車可以在30分鐘內從倫敦開往巴黎。

全國人大代表、西南交通大學機械工程學院院長周仲榮告訴記者,該校科研團隊已經搭建了真空管道高溫超導磁懸浮列車試驗平臺,將試驗平臺的曲線半徑擴大到6公里時,試驗列車運行時速可達到1500公里以上,這是目前能觸摸到的未來“超級高鐵”的雛形。

車速如此之高,如何保證列車內乘客的安全與舒適呢?

“列車起步時是慢慢加速的,不是一瞬間就將速度從零提高到幾千公里。”由於高速飛行列車並非瞬間提速,乘客不會感覺到任何不適,甚至都不會感覺到推背感,因此航天科工敢承諾高速飛行列車有“更安全、更舒適”的特點。

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第一條“超級高鐵”>>>

可能出現在杭州與上海之間 跑完全程僅需9分鐘

何華武是中國頂尖的高鐵技術專家,主持過鐵路第六次大提速工程,並組織了高鐵重大關鍵技術攻關。他認為,上海虹橋到杭州預留了“超級高鐵”的條件,在這條線路上繼續深化,十年內是有可能實現的。

據杭州鐵路一位業內人士透露,杭州火車東站確實預留了一條磁懸浮的線路。未來幾年,如果“超級高鐵”的技術條件成熟、成本可控,這條磁懸浮線路有可能會被改造成“超級高鐵”的線路。

按照他的估算,杭州火車東站和上海虹橋火車站的距離約150公里,以平均時速1000公里/小時計算,“超級高鐵”跑完全程僅需9分鐘。

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從無到有的挑戰 中國的科學家攻克三大技術難題

“超級高鐵”的概念,是科技“神人”、特斯拉創始人艾隆·馬斯克2013年在自己博客提出來的。按照他的設計,“超級高鐵”車廂像一個膠囊,每一個膠囊被放置於真空管道中,像炮彈一樣被髮射到目的地。

如果要完成磁懸浮列車的研究製造,我們需要提前去邁過很多門檻,比如高溫超導材料從哪裡來?特殊的軌道如何建設?車體究竟該怎樣設計等一系列的問題,從無到有的這場挑戰,中國的科學家又是否能研發成功呢?

高溫超導磁懸浮中的超導指的是一種超導材料,具有零電阻效應,也就是說,電流流經導體時不發生熱損耗,可以毫無阻力地在導線中形成強大電流,從而產生超強磁場。超導磁懸浮,就是利用超導體的抗磁性,實現磁懸浮。而所謂高溫超導,是指零下196攝氏度的液氮環境中,超導所具有的特性;低溫超導是指在零下269攝氏度的液氦環境中,超導所具有的特性。

與低溫超導和常溫超導相比,高溫超導有一個最大特點:它有自穩定性,換句話說,把高溫超導體放在永磁軌道上後,既能懸浮、又能懸掛,不管運動還是靜止,都能懸浮;而且在永磁軌道上,高溫超導體還提供穩定的導向力和懸浮力,也就是不會上下左右搖晃,像釘子一樣牢牢地紮在永磁軌道上面。

第一道難題:永磁導軌材料

首先是鋪設在軌道上的永磁材料。尤其用於高溫超導磁懸浮軌道上的永磁體,首先需要將十幾種原料、包括多種稀土材料熔合、均勻分佈。其實高性能的永磁材料,國外已經研製生產多年,但這些產品技術曾經對我國長期封鎖,不要說買不到,就是想去參觀都不行。唯一的辦法,就是中國人自己造。磁懸浮實驗室在成都,但磁懸浮的材料,卻在杭州一家企業默默地研發生產。

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怎樣把永磁體拼接在一起形成磁懸浮導軌?由於永磁體之間相排斥的磁力很大,一小塊可產生300多公斤的推力,一不小心就可能跑偏。那麼,有什麼方法能有效解決拼接、組合難題呢?

杭州永磁集團有限公司副總裁 冒守棟:要靠一系列設計的工裝,通過機械的方式,一點一點把它固定好,一個磁鋼固定好,再裝下一個磁鋼。

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第二道難題:世界製造磁懸浮列車最為核心的高溫超導材料

2011年,上海超導科技公司正式成立並開始研發。他們遇到的第一個難關,就是怎樣將不同的塗層和超導帶材緊密連在一起。超導帶材是由好幾層不同原料加工塗抹在一起的,超導層位於中間核心層,外面主要分為機帶、隔離層、緩衝層等七、八層,之所以加這麼多層,主要起保護、緩衝作用,相當於給中間層的超導帶材,穿了一套防護鎧甲,讓超導帶材的性能保持穩定性和一致性。但這幾層原料都不同、塗抹的厚度,需要非常薄、非常均勻。工藝難度極大。經過3年多的努力,世界先進水平範圍內的超導材料,終於在中國上海研製成功。

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最後的難題:磁懸浮的實驗車

怎麼讓車懸浮起來,還能保持磁懸浮車無論轉彎,還是上下坡,都能安全、平穩運行、沒有噪音呢?

2014年,真空高溫超導磁懸浮實驗線,在西南交大的成都實驗室裡順利搭建完成。西南交大幾代學者,通過不懈努力,在磁懸浮領域創下一個又一個研製奇蹟。

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