2020年底，我國將掌握時速600公里磁浮全套技術(shù)
2020-06-23 09:00:21
來源：科技日報
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6月21日，由中車四方股份公司承擔(dān)研制的時速600公里高速磁浮試驗(yàn)樣車在上海同濟(jì)大學(xué)磁浮試驗(yàn)線上成功試跑。
時速600公里磁浮是一種什么交通方式？其技術(shù)原理是什么？
“時速600公里高速磁浮列車是一種速度更快的高速軌道交通制式。”中車四方股份公司副總工程師吳冬華告訴科技日報記者，這種交通制式的基本原理是利用“同性相斥、異性相吸”的電磁浮原理，以磁鐵對抗地心引力，讓車輛懸浮起來，然后利用電磁力引導(dǎo)，推動列車前行，具有快捷舒適、載客量大、編組靈活、快速起停、安全可靠、維護(hù)量少等技術(shù)特點(diǎn)。
對比高鐵、磁浮和航空三大遠(yuǎn)程公共交通方式，三者時速分別為400公里以下、400—600公里和800—1000公里。
“高速磁浮填補(bǔ)了高鐵和航空運(yùn)輸之間的速度空白，可形成航空、高鐵、高速磁浮和城市交通速度多維交通架構(gòu)，讓交通方式更合理、高效、靈活便捷，滿足不同人群出行需求。”吳冬華說。
時速600公里磁浮算超級高鐵嗎？
在吳冬華看來，超級高鐵概念起源于美國，是利用管道營造低真空環(huán)境，降低高速運(yùn)行產(chǎn)生的氣動阻力和噪聲，同樣采用磁懸浮技術(shù)牽引，希望實(shí)現(xiàn)1000公里以上的更高時速。低真空管道交通是一個全新的領(lǐng)域，許多理論問題、全系統(tǒng)工程化方案，以及系統(tǒng)散熱、生命保持、救援逃生、應(yīng)急保障等一系列的關(guān)鍵問題尚待研究解決。
吳冬華說，高速磁浮交通系統(tǒng)是目前可實(shí)現(xiàn)的、速度最快的大型地面公共交通工具，是當(dāng)前世界軌道交通技術(shù)的一大“制高點(diǎn)”。
磁浮技術(shù)概念源于上世紀(jì)初。1922年，德國工程師赫爾曼·肯佩爾從列車最大阻力來自列車車輪與輪軌摩擦受到啟發(fā)，如果列車懸浮于軌道之上，沒有摩擦，不就跑得更快嗎？1934年，赫爾曼獲得世界第一項(xiàng)有關(guān)磁浮技術(shù)的專利。
此后，德國、日本、美國等多個發(fā)達(dá)國家開始開發(fā)高速磁浮技術(shù)。其中，德國高速磁浮最高試驗(yàn)速度達(dá)到時速550公里，并在我國上海建成了時速430公里商業(yè)運(yùn)營線。日本的高速磁浮實(shí)現(xiàn)了時速603公里的試驗(yàn)速度，目前正在建設(shè)的中央新干線運(yùn)營速度將達(dá)505公里/小時，計(jì)劃2027年開通東京至名古屋段運(yùn)營。
“我國正在研發(fā)的時速600公里高速磁浮列車，與日本正在試驗(yàn)考核的JR磁浮列車，同屬于當(dāng)今技術(shù)最先進(jìn)的新一代高速軌道交通。”吳冬華說。
時速600公里高速磁浮交通系統(tǒng)包括哪些？關(guān)鍵核心技術(shù)是什么？攻克難點(diǎn)是什么？
“高速磁浮交通系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)集成、車輛、懸浮導(dǎo)向、牽引供電及運(yùn)控通訊等核心關(guān)鍵技術(shù)。重點(diǎn)攻克時速600公里高速下的安全防護(hù)、精確控制、舒適度提升以及運(yùn)維保障等技術(shù)難題。”吳冬華說。
2016年7月，我國啟動了時速600公里高速磁浮交通系統(tǒng)的研制，關(guān)鍵技術(shù)被列入國家“十三五”交通領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃，是科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“先進(jìn)軌道交通”重點(diǎn)專項(xiàng)課題。
據(jù)介紹，自2016年7月項(xiàng)目啟動以來，歷經(jīng)近4年的科技攻關(guān)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)突破了以下高速磁浮系列關(guān)鍵核心技術(shù)。
車輛方面，自主攻克磁浮列車核心技術(shù)，成功研制時速600公里高速磁浮試驗(yàn)樣車。
牽引系統(tǒng)方面，自主研發(fā)世界首套基于ANPC技術(shù)的24MVA大功率牽引變流系統(tǒng)，以及高速多分區(qū)牽引控制系統(tǒng)。
運(yùn)控通信方面，建立適合于長大干線、追蹤運(yùn)行的全自動控制系統(tǒng)，并創(chuàng)新研發(fā)基于LTE架構(gòu)、融合低時延技術(shù)的新型通信系統(tǒng)。
線路軌道方面，研究提出了線路參數(shù)、軌道精度等級及軌道梁剛度等核心技術(shù)指標(biāo)，融合高鐵橋梁技術(shù)研發(fā)新型軌道梁，解決加工、安裝、調(diào)整、救援逃生及跨江過河、穿山入城等方面的問題。
“6月21日成功試跑的樣車，解決了超高速工況下車體輕量化、強(qiáng)度、剛度、噪聲等系列難題，開發(fā)出輕質(zhì)高強(qiáng)度的新一代車體；突破超高速條件下流固耦合復(fù)雜作用的制約，解決氣動阻力、升力等問題，氣動性能達(dá)到國際先進(jìn)水平；研制出高精度的懸浮導(dǎo)向、測速定位裝置和控制系統(tǒng)，性能指標(biāo)國際領(lǐng)先。”吳冬華說。
據(jù)高速磁浮課題負(fù)責(zé)人、中車四方股份公司副總工程師丁叁叁透露，目前高速磁浮項(xiàng)目研發(fā)進(jìn)展順利，試驗(yàn)樣車成功試跑的同時，5輛編組工程樣車的研制也在穩(wěn)步推進(jìn)中。按照計(jì)劃，時速600公里高速磁浮工程樣機(jī)系統(tǒng)預(yù)計(jì)在2020年底下線，將形成高速磁浮全套技術(shù)和工程化能力。記者 矯陽
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