在我們的印象中,磁懸浮列車不接觸軌道,懸浮在空氣中,非常神奇。就在昨天,重達12噸的世界首臺高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化樣車下線了,它就像是漂浮在水面的一片葉子,僅用手就能輕松向前推動。
世界首臺!620公里時速高溫超導(dǎo)高速磁浮樣車下線
1月13日
由我國自主研發(fā)設(shè)計、自主制造的
世界首臺高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化樣車及試驗線
正式下線啟用
設(shè)計時速620公里
標志著高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化研究實現(xiàn)從無到有的突破
高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化樣車及試驗線項目位于西南交通大學(xué)牽引動力國家重點實驗室,驗證段全長165米,由中國中車、中國中鐵、西南交通大學(xué)等單位協(xié)同攻關(guān)研發(fā)。
高溫超導(dǎo)磁浮技術(shù)具有自懸浮、自導(dǎo)向、自穩(wěn)定特征,適合未來的真空管道交通運輸,高溫超導(dǎo)磁浮列車在低真空狀態(tài)下,理論預(yù)計速度可高于時速1000公里。
“黑科技”感滿滿的高溫超導(dǎo)磁浮列車能實現(xiàn)“永不脫軌”還能“無人駕駛”更令人難以置信的是
一個人就能徒手推動它!
自懸浮 | 它能“永不脫軌”
高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化樣車車頭采用流線設(shè)計,形狀如子彈頭。不同于高鐵靠車載電源驅(qū)動在鋼軌上“奔跑”,該樣車懸浮在永磁軌道上,軌道中間鋪有直線電機,在車子底部裝有超導(dǎo)懸浮裝置替代了車輪,整個車體離軌道尚有10毫米左右的空隙。 是的,它在靜止的狀態(tài)下,也可以獨自“懸浮”! 自懸浮、自穩(wěn)定、自導(dǎo)向,是它最大的特點。列車底部安裝有超導(dǎo)體,軌道則是永磁體,在液氮的作用下,兩者產(chǎn)生了“若即若離、又不離不棄”的“釘扎”特性。 和我們小時候玩兒的磁鐵一樣,同性相斥,車體自然就會浮起來。這種“自懸浮”,純粹利用物理特性,不需要額外的能源。而只要超導(dǎo)態(tài)存在,不論對車輛施加上下左右任何一個方向的力,這個系統(tǒng)都能自動把車體“拉回來”。 目前,世界上只有這輛樣車具備這種“自懸浮”的“超能力”。以日本正在建設(shè)的“低溫超導(dǎo)磁懸浮”為例,這種車輛跑起來類似飛機起飛,必須先“助跑”一段距離,才能產(chǎn)生磁力,車體才可以浮起來。
輕量化 | 一個人推動一輛火車
在啟用儀式現(xiàn)場,參與研發(fā)的鄧自剛教授打趣地對現(xiàn)場的小伙伴說,你推推列車看看? 一輛重達十幾噸的列車,推它?帶著好奇,小伙伴真的用力一推,然后……車跑了!
以一人之力推動一輛火車,這是怎么做到的? 首先,它在靜止狀態(tài)下是浮起來的,和軌道之間沒有摩擦阻力,這也是它能跑得快的原因。 其次,它整車車體采用的是碳纖維材料,重量比現(xiàn)在的高鐵列車要輕50%左右。這是因為列車懸浮能力是一定的,因此要求車體必須輕量化,車體越輕,能搭建的乘客也越多。也因為如此,高溫超導(dǎo)高速磁浮列車會比現(xiàn)有的高鐵列車車體更小。
無人駕駛 | 動力系統(tǒng)藏在軌道上面
試驗線上,在兩根永磁體軌道中間,盤繞著一圈圈橘紅色的線圈。這又是什么? 這是直線電機,是高溫超導(dǎo)高速磁浮列車的動力系統(tǒng)。相較于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機,直線電機的驅(qū)動力更大,因此列車能跑出更快的速度。除此之外,相較于傳統(tǒng)的高鐵列車,樣車的車頭“頭型”更長,在沒有輪軌之間的摩擦阻力之后,剩下的就是空氣阻力,車頭更長,空氣阻力更小。 走進車廂內(nèi)部,車頭前方是一排簡單的操控臺。車頭上面是沒有動力系統(tǒng)的。車輛運行將完全依靠地面電腦遠程控制直線電機,實現(xiàn)無人駕駛。直線電機的驅(qū)動力可以向前,也可以向后,從而實現(xiàn)列車的減速、剎車。不過,列車車頭仍然設(shè)置了一排控制按鈕。車上還是會有管理人員,監(jiān)控列車的實時運行,一旦出現(xiàn)緊急情況,可以實施緊急制動。
不僅“黑科技感”滿滿
高溫超導(dǎo)磁浮列車也是優(yōu)越性滿滿
高溫超導(dǎo)磁浮列車的優(yōu)越性
節(jié)能:懸浮和導(dǎo)向不需要主動控制、不需要車載電源,系統(tǒng)相對簡單。懸浮和導(dǎo)向只需用廉價的液氮(77 K)冷卻,空氣中78 %是氮氣。
環(huán)保:高溫超導(dǎo)磁懸浮能靜止懸浮,完全無噪音;永磁軌道產(chǎn)生的是靜磁場,乘客接觸的地方磁場為零,無電磁污染。
高速:懸浮高度(10~30 mm)可根據(jù)需要設(shè)計,可用于從靜止至低、中、高速和超高速運行。與其它磁懸浮技術(shù)比較,更適合真空管道交通運輸(大于1000 km/h)。
安全:懸浮力隨懸浮高度的降低成指數(shù)函數(shù)增加,垂直方向無需控制的情況下也能保證運行安全。自穩(wěn)定的導(dǎo)向系統(tǒng)在水平方向也可以保證運行安全。
舒適:高溫超導(dǎo)體的特殊的“釘扎力”保持車體上下左右穩(wěn)定,是任何交通工具都難以達到的平穩(wěn)性。乘客乘坐時體會到的是“沒有感覺的感覺”。
運行成本低:與德國的常導(dǎo)磁懸浮車和日本用液氦的低溫超導(dǎo)磁懸浮車比較,具有系統(tǒng)重量輕,結(jié)構(gòu)簡單,制造和運行成本低的優(yōu)點。
該技術(shù)擬先在大氣環(huán)境下實現(xiàn)工程化 預(yù)期運行速度目標值大于600 km/h可望創(chuàng)造在大氣環(huán)境下陸地交通的速度新紀錄下一步計劃結(jié)合未來真空管道技術(shù)遠期向1000km/h以上的速度值突破從而構(gòu)建陸地交通運輸?shù)娜履J?引發(fā)軌道交通發(fā)展的前瞻性、顛覆性變革
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原文標題:時速620公里!世界首臺高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化樣車下線
文章出處:【微信號:WW_CGQJS,微信公眾號:傳感器技術(shù)】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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