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超级高铁从历史到现实 真空管道是超高速不二法门

2018-07-11 07:52:18 北京日报

 

  四川成都全球首个真空管道高温超导磁悬浮车试验平台。

新闻背景

  日前,主题为“交通让世界更美好”的2018世界交通运输大会在北京国家会议中心召开。会上,众多备受关注的未来交通新概念和新思路纷纷登场,展示了交通领域日新月异的新科技将改变人们生活的美好愿景。其中的超级高铁技术发展尤为引人注目。

  真空管道是超高速不二法门

  超级高铁与大众的出行密切相关,它最吸引人之处,就是其运行速度远超轮轨式高铁列车,时速可达600千米至1200千米,甚至有很多人断言能够达到4000千米以上。

  这类超级高铁有一个共同的特点,就是列车必须在密封的真空或者低气压管道中运行。具体而言就是通过抽取空气达到接近真空的低气压环境,采用气动悬浮或者磁悬浮驱动技术,让列车在全天候、无轮轨阻力、低空气阻力和低噪声模式下超高速运行。这种新式交通模式也称为“真空管道运输”,俗称“超级高铁”。

  与时速800千米的飞机相比,当超级高铁达到该速度之时,飞机耗能是后者的6倍;在耗能相等的情况下,超级高铁的速度是地面其他交通工具的5倍以上。真空管道列车一般采用电能,清洁无污染,比飞机、汽车这类耗油大户更环保;由于管道密封,深埋地下或者高架空中,采用双管道设置,列车来回不受干扰,只要解决了列车的安全制动问题,系统的安全系数还是很高的。

  气动悬浮技术难获进展

  总结起来,超级高铁列车主要有两种类型,分别是气动悬浮列车和磁悬浮列车。

  气动悬浮列车又分为“气垫悬浮”和“气膜悬浮”两大类。“气垫悬浮”的技术原理是通过燃气轮机输出压缩空气,在车辆底部形成气垫,使得列车悬挂在导轨的上方,再通过车辆后面的马达驱动列车前进。气垫悬浮列车最早出现在法国,该领域的技术先驱就是法国科学家吉恩·伯庭,1974年3月5日,他研发的气垫列车创造了平均时速417千米的记录,瞬时最高速度达到了430.4千米/小时。但是这款高速列车生不逢时,无法解决噪声和振动缺陷,又遭遇了世界性的石油饥荒,最后被政府撤资抛弃。除了法国之外,英国、美国和日本也曾经组织研发气垫悬浮列车。

  气垫悬浮列车问世已经40多年,始终没有形成气候,这是因为它们都有一个致命的缺陷,就是运行不稳定。列车的稳定性解决不了,实用就是空谈。

  而气膜悬浮列车的技术原理,是通过安装在车底的气腿喷射空气形成的气膜,从而支撑悬浮列车。相比之下,气垫列车形成的气垫厚度是百毫米级,而气膜悬浮列车形成的气膜厚度是毫米级,后者比前者运行更加稳定。

  值得一提的是,气膜悬浮列车是我国科学家首次发明的,其核心技术就是气膜形成技术,在1998年被首次开发应用,2002年研制成功气膜悬浮样车,试验速度可达600千米/小时,在2004年通过了专家鉴定。然而,如今已经过去了14年,这项技术由于实用性难以达到要求,仍旧没有商用化,也鲜有新的进展。

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编辑:卢云
 
 

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