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2020年底,我國將掌握時速600公裏磁浮全套技術
2020-06-23 08:32:55 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研制的時速600公裏高速磁浮試驗樣車在上海同濟大學磁浮試驗線上成功試跑。

  時速600公裏磁浮是一種什麼交通方式?其技術原理是什麼?

  “時速600公裏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,然後利用電磁力引導,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、維護量少等技術特點。

  對比高鐵、磁浮和航空三大遠程公共交通方式,三者時速分別為400公裏以下、400—600公裏和800—1000公裏。

  “高速磁浮填補了高鐵和航空運輸之間的速度空白,可形成航空、高鐵、高速磁浮和城市交通速度多維交通架構,讓交通方式更合理、高效、靈活便捷,滿足不同人群出行需求。”吳冬華説。

  時速600公裏磁浮算超級高鐵嗎?

  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境,降低高速運行産生的氣動阻力和噪聲,同樣採用磁懸浮技術牽引,希望實現1000公裏以上的更高時速。低真空管道交通是一個全新的領域,許多理論問題、全係統工程化方案,以及係統散熱、生命保持、救援逃生、應急保障等一係列的關鍵問題尚待研究解決。

  吳冬華説,高速磁浮交通係統是目前可實現的、速度最快的大型地面公共交通工具,是當前世界軌道交通技術的一大“制高點”。

  磁浮技術概念源于上世紀初。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,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有關磁浮技術的專利。

  此後,德國、日本、美國等多個發達國家開始開發高速磁浮技術。其中,德國高速磁浮最高試驗速度達到時速550公裏,並在我國上海建成了時速430公裏商業運營線。日本的高速磁浮實現了時速603公裏的試驗速度,目前正在建設的中央新幹線運營速度將達505公裏/小時,計劃2027年開通東京至名古屋段運營。

  “我國正在研發的時速600公裏高速磁浮列車,與日本正在試驗考核的JR磁浮列車,同屬于當今技術最先進的新一代高速軌道交通。”吳冬華説。

  時速600公裏高速磁浮交通係統包括哪些?關鍵核心技術是什麼?攻克難點是什麼?

  “高速磁浮交通係統主要包括係統集成、車輛、懸浮導向、牽引供電及運控通訊等核心關鍵技術。重點攻克時速600公裏高速下的安全防護、精確控制、舒適度提升以及運維保障等技術難題。”吳冬華説。

  2016年7月,我國啟動了時速600公裏高速磁浮交通係統的研制,關鍵技術被列入國家“十三五”交通領域科技創新專項規劃,是科技部國家重點研發計劃“先進軌道交通”重點專項課題。

  據介紹,自2016年7月項目啟動以來,歷經近4年的科技攻關,項目團隊突破了以下高速磁浮係列關鍵核心技術。

  車輛方面,自主攻克磁浮列車核心技術,成功研制時速600公裏高速磁浮試驗樣車。

  牽引係統方面,自主研發世界首套基于ANPC技術的24MVA大功率牽引變流係統,以及高速多分區牽引控制係統。

  運控通信方面,建立適合于長大幹線、追蹤運行的全自動控制係統,並創新研發基于LTE架構、融合低時延技術的新型通信係統。

  線路軌道方面,研究提出了線路參數、軌道精度等級及軌道梁剛度等核心技術指標,融合高鐵橋梁技術研發新型軌道梁,解決加工、安裝、調整、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、強度、剛度、噪聲等係列難題,開發出輕質高強度的新一代車體;突破超高速條件下流固耦合復雜作用的制約,解決氣動阻力、升力等問題,氣動性能達到國際先進水平;研制出高精度的懸浮導向、測速定位裝置和控制係統,性能指標國際領先。”吳冬華説。

  據高速磁浮課題負責人、中車四方股份公司副總工程師丁參參透露,目前高速磁浮項目研發進展順利,試驗樣車成功試跑的同時,5輛編組工程樣車的研制也在穩步推進中。按照計劃,時速600公裏高速磁浮工程樣機係統預計在2020年底下線,將形成高速磁浮全套技術和工程化能力。(記者 矯 陽)

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【糾錯】 責任編輯: 鄭偉
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