聚焦科創會③丨時速將超音速,未來高鐵到底什麼樣?

聚焦科創會③丨時速將超音速,未來高鐵到底什麼樣?

川觀新聞記者 高杲

時速620公里,是高温超導高速磁浮的設計速度,這一速度是目前高鐵速度的2倍左右;時速1500公里,是該技術未來可能達到的速度,這個速度不僅遠快于飛機的速度,甚至超過了音速。

12月15日,首屆“科創中國·天府科技雲服務大會”公佈了10個重大科技成果轉化項目,不斷刷新速度極限的高温超導磁懸浮系統及磁懸浮列車備受關注。

進展

從“浮起來”“動起來”到“跑起來”

高速磁浮是當前世界軌道交通技術的一大“制高點”,而高温超導高速磁浮交通技術,是實現磁浮車輛高速化的重要技術路線之一。

今年1月,高温超導高速磁浮工程化樣車及試驗線在西南交通大學啓動,引起了業界的廣泛關注,雖然整個試驗線只有165米,但在不少業內人士看來,它標誌着高温超導高速磁浮工程化研究從無到有的突破.

近1年過去了,這一項目進展如何?

“如果説今年1月我們實現了‘浮起來’‘動起來’,那麼現在要做的是‘跑起來’。”該項目負責人表示,項目已經從實驗室研究進入到試驗調試的階段。165米的長度讓高温超導高速磁浮實現了初步的工程化,但這個長度還不能滿足樣車實現跑起來的要求,需要一段更長的路去驗證高温超導磁懸浮系統,具體來看,需要約3公里的長距離試驗線讓它時速跑到200公里以上,需要超過40公里的試驗線路條件方能完成600公里級達速試驗。

為此達成這一目標,他們已經做好準備.

首先在基礎研究方面,該項目的開發方,西南交通大學從1997年就開始研究高温超導磁浮車,已經完成大部分工程化的研究工作.“剩下的我們需要用更多的實際線路,去驗證和優化技術。”其次是項目準備方面,他們正在和四川等多地積極尋求修建長距離試驗線。“等試驗線確定後,我們應該很快就會實現‘跑起來’。”

當高速列車運行速度大大超過現有高鐵的時速350公里以後,牽引能耗絕大部分都消耗在抵抗空氣阻力上,而時速超過600公里以後,想讓高速磁浮的速度進一步提升,需要搭建一個真空管道,減少空氣阻力。

為此,上述負責人透露,目前,他們在天府新區搭建了一條長1.6公里的真空管道試驗線平台,這會進一步提高高速磁浮的速度極限。

搭建真空管道的磁浮速度到底能跑多快呢?該負責人表示,在天府新區的試驗平台上,設計時速達每小時1500公里,超過了音速時速的1224公里,實現了真正的超音速。“理論上,時速幾馬赫(1馬赫=音速)都可以達到。”

聚焦科創會③丨時速將超音速,未來高鐵到底什麼樣?

前景

有助於搭建多層次軌道交通體系,還能升級TOD新模式

雖然高速磁浮還處於研究發展過程,但它的應用前景已經被業界所認可,其中一個顯著的影響是,將有助於搭建多層次軌道交通體系,對軌道交通現代化產生重大影響。

在磁浮軌道交通領域,現有時速250公里以下的被劃為中低速磁浮範疇;250公里以上被稱作高速磁浮;進入真空管道後,800公里及其以上為超高速管道交通,也稱超級高鐵。

“不同速度範疇的磁浮應用各不相同。”上述負責人表示,中低速磁浮將會滿足城市內部的日常通勤,應用於旅遊線路、軌道交通、市域鐵路,雖然在速度上提升並不大,但更加穩定且環保;而高速磁浮將主要應用於城際之間的交通,連接相鄰大型城市,比如,來往成渝兩地的時間會控制在半個小時左右,對成渝地區雙城經濟圈建設會產生重要影響;而超級高鐵,將主要連接京津冀城市羣、滬三角城市羣、珠三角城市羣、成渝城市羣內的極點城市,實現城市羣、國際城市之間的快速連接。

但高速磁浮影響的並不只是軌道交通。在採訪的過程中,該負責人向我們描繪了這樣一個場景:高温超導釘扎磁浮在低速狀態下幾乎無震動、無噪音,可以和城市良好的融合。未來,磁浮將穿梭於建築物之間,車站融合於商場、寫字樓之中,在這個過程中,會出現更多的商業新業態。

在他看來,高温超導磁浮所具有的自懸浮、自導向、自穩定的懸浮特性將打破現有城市軌道交通的技術模式,和商業體等進行融合,優化和升級“交通引導開發”的TOD新模式。

應用

建設成本正在降低,將在3方面優化噪音問題

高温超導高速磁浮正離我們越來越近,但也不少人認為,磁浮前期成本投入高,並不經濟。

如果單看絕對投入,或許是的。

據上述負責人透露,高温超導高速磁浮1公里的造價預計在2.5億元到3億元之間,比高鐵造價要高30%-40%。

但如果看相對投入,答案或許不同。“雖然成本高了30%以上,但速度提升近了1倍,帶來的社會經濟價值也會更大。”

建設成本也在降低。“由於磁浮荷載更小,且為均布荷載,對土建系統的要求更低。”該負責人以土建成本佔比最高的橋樑和隧道的投入舉例,磁浮荷載減小後,對橋樑結構要求低;另外磁浮體積更小,相同速度下,對隧道的洞徑要求更低。

同時,該負責人也提到隨着釹鐵硼磁體、直線電機等規模化量產,設備成本將有巨大的降低空間。

除了成本,不少人也關心噪音問題。為此該負責人解釋,軌道交通的噪音主要來自於空氣摩擦、輪軌摩擦、弓網摩擦和機械摩擦。沒有了輪軌摩擦、弓網摩擦和機械摩擦後,在相同速度下,噪音會略低於高鐵。但考慮到高速磁浮的運行速度,在具體設計過程中,也會在外形設計、線路選擇、站位選擇以及物理降噪措施上予以優化。從樣車來看,高温超導高速磁浮的車頭更加扁平,是應用了空氣動力學降噪減阻的設計需求。

(圖片由受訪者提供)

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