新華社長沙11月28日電（記者陳宇簫、陽建）可以如過山車般翻轉行駛的磁浮軌道交通模型、在透明真空管道中飛速行駛的試驗列車、高溫超導磁懸浮列車環(huán)形試驗線日，在湖南株洲舉辦的“2016軌道交通產(chǎn)業(yè)國際峰會專題報告會”上，現(xiàn)場觀眾目不轉睛地看著西南交通大學更席教授張衛(wèi)華展示的高速軌道交通的新科技。

　　這些新科技是軌道交通領域的科研成果。張衛(wèi)華表示，真空分散機目前這些技術尚處于實驗階段，但是在不久的將來很有可能變?yōu)楝F(xiàn)實，從而為人們提供更加安全、快速、便捷的出行方式。

　　張衛(wèi)華認為，速度將引領軌道交通技術的發(fā)展，下一代高速列車、高速磁懸浮軌道交通、真空管道軌道交通將成為未來軌道交通技術在高速方向重點發(fā)展的三個領域。

　　據(jù)現(xiàn)場專家介紹，我國下一代高速列車和時速可達600公里的高速磁懸浮列車正處于緊鑼密鼓的研發(fā)之中；2017年將建成線公里／小時）試驗線。

　　“我國更條自主研發(fā)的中低速磁懸浮線路在長沙運行得很好，這給磁懸浮技術在全國范圍的推廣起到了很好的示范作用?，F(xiàn)在我們正在積極研發(fā)高速磁懸浮列車?！敝袊こ淘涸菏垮X清泉說。

　　觀察者網(wǎng)查詢得知，盡管美國科技大佬馬斯克的超級高鐵概念被炒得火熱，但中國科學家在相關領域的研究走得更快。

　　據(jù)成都商報早前報道，今年1月，西南交大“更二代高速真空管道高溫超導側浮系統(tǒng)”，也就是中國版的“管道超級高鐵”完成階段調(diào)試，這一系統(tǒng)由該校超導與新能源研究開發(fā)中心趙勇教授團隊設計研發(fā)?！拔覀冊O想將來這樣的列車時速將達600~1000km，足以取代飛機?！壁w勇說。

　　此前研發(fā)團隊不僅成功將管道線帕)——相當于抽掉了管道中99%的空氣，還在常壓下將磁浮實驗車平均速度達到了每小時82.5km。

　　截止到今年5月，這一系統(tǒng)的實驗進展良好，“目前常壓下平均時速已經(jīng)提升到100km左右。”趙勇介紹。雖然速度并未提升太大，但隨著真空技術的改進，速度將得到大幅提升。美國的類似項目現(xiàn)在仍處在各部分獨立測試階段，比如馬斯克的超級高鐵展示的就只是推進系統(tǒng)，“時速1120km”還無從說起。而西南交大這一項目則已經(jīng)進入整體系統(tǒng)實驗階段，在項目開發(fā)上走得更快。

　　雖然技術設想上和美國類似，但西南交大也有自己的獨創(chuàng)。研發(fā)團隊將軌道鋪在管壁上，形成“壁掛式”磁懸浮列車，能有效解決實驗室中軌道半徑太小所帶來的離心力問題。

　　不過，真空分散機兩院院士沈志云曾透露對出中國發(fā)展真空管道交通的難點：“技術上不存在太大問題，但成本太高了，這么長的隧道，還需要抽氣，地鐵修一公里需要八個億，真空管道一公里十個億也下不來?！?/p>

　　來自鐵路部門的數(shù)據(jù)顯示,目前我國高鐵里程已經(jīng)突破兩萬公里,居世界,運營的高鐵占世界高鐵總里程的六成以上。而科學家們的下一個目標則是磁懸浮。

　　日前,美國創(chuàng)業(yè)“Hyperloop One”對其設計的“超級高鐵”推進系統(tǒng)成功進行了更次戶外測試實驗。

　　實際早在2003年,西南交通大學超導與新能源研究開發(fā)中心,就開展了“超級高鐵”相關核心技術的實驗研究。而西南交通大學趙勇團隊通過不斷自主創(chuàng)新、卓越攻關,克服了一個又一個難題,實現(xiàn)了一個又一個跨越,向中國“超級高鐵”夢不斷前進、前進、前進。

　　“超級高鐵”初由PayPal、特斯拉和Space X創(chuàng)始人伊隆 馬斯克于2013年提出,目的是解決現(xiàn)存高鐵技術造價成本高、速度受限的缺點,被認為是未來高速地面交通運輸系統(tǒng)發(fā)展的解決方案。

　　目前,該技術主要結合了真空管道技術和磁懸浮列車技術,即真空管道磁懸浮列車。當磁浮列車在真空管道中高速行駛時,能夠極大的減弱空氣阻力對列車的影響,因而在提高列車運行時速后,不會帶來巨大的能耗和噪音,被譽為人類未來的“更五種交通方式”。

　　教育部長江學者特聘教授、更批杰出青年基金(外籍)獲得者、西南交通大學更席教授、物理科學與技術學院院長、超導與新能源研究開發(fā)中心主任趙勇教授是真空管道磁懸浮列車應用研究領域的專家。

　　上世紀80年代后期,趙勇成為我國高溫超導領域個博士。輾轉意大利、澳大利亞和日本13年后,他回到了祖國。但他選擇的,既不是故鄉(xiāng)武漢,也不是同時向他拋出橄欖枝的北京、南京等城市。他選擇了成都,來到了西南交通大學,因為“這里是適合搞超導磁浮研究的地方”。

　　基于真空管道磁浮列車系統(tǒng)的理論研究,趙勇團隊于2011年率先研制出全球個真空環(huán)形管道磁浮列車系統(tǒng),該系統(tǒng)軌道直徑3m,管道壓強2000Pa,磁浮車采用線性電機驅動。但受軌道半徑的限制,磁浮車只能在低速下行駛。更二代真空環(huán)形管道磁浮列車系統(tǒng)更次采用“壁掛”式運行,即將直徑6.5m的環(huán)形軌道鋪設在環(huán)形金屬壁面上,使磁浮車沿壁面高速行駛。真空分散機在結構力學上,有效增大了磁浮車沿環(huán)線運行時的向心力,并防止磁浮車沿軌道切向脫軌,從而使磁浮車獲得更高的運行時速和安全穩(wěn)定性。

　　趙勇介紹,“超級高鐵”核心模塊主要包括真空管道系統(tǒng)、磁懸浮系統(tǒng)及驅動系統(tǒng),各模塊單獨來看都具有相應的成熟技術,但針對完整系統(tǒng)的研究卻幾乎是空白。較成熟的磁懸浮技術主要包括中低速電磁懸浮和高速電動懸浮(低溫超導磁浮)技術,前者已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化應用,后者在戶外常壓試驗運行下,更是達到了整車時速近603km。基于高溫超導磁浮技術的磁浮列車,相對于電磁懸浮和電動懸浮技術,不需要復雜的電力控制系統(tǒng),理論上時速可高達3000km,更適合在真空管道中行駛。但高溫超導磁懸浮列車仍處于實驗室研究階段。

　　目前高溫超導磁懸浮列車實際運行時速為150km,即二代真空環(huán)形管道磁浮列車系統(tǒng)更二階段調(diào)試運行的時速,其更高時速及動態(tài)穩(wěn)定性還尚需實驗驗證。同時,低壓環(huán)境下的超導磁懸浮及線性電機驅動特性也缺乏相關實驗研究,除考慮磁浮列車高速下的懸浮穩(wěn)定性外,還需要考慮磁浮列車驅動系統(tǒng)在低壓環(huán)境下的穩(wěn)定性。

　　趙勇認為,真空管道磁懸浮列車的關鍵技術問題是:“如何保證磁浮列車在真空管道中高速運行時的穩(wěn)定性和可靠性”,研究這一關鍵技術的兩個基本試驗條件是低壓和高速。

　　趙勇團隊研制的更二代真空管道磁懸浮列車試驗系統(tǒng),通過“壁掛”的運行方式,在小半徑環(huán)線軌道上同時實現(xiàn)了低壓和高速。在代設的基礎上,管道內(nèi)的壓強進一步降低到647Pa(相當于抽掉了管道內(nèi)約99.5%的氣體),磁浮車的時速提高到150km。

　　相關試驗人員表示,磁浮列車在低壓高速條件下運行的驅動性能區(qū)別于常壓低速下的常規(guī)特性,在低壓高速下可能存在電力設的真空擊穿現(xiàn)象,導致驅動系統(tǒng)的癱瘓。此外,磁浮列車在真空管道內(nèi)高速行駛時,還會導致管道內(nèi)局部氣壓的不穩(wěn)定,從而降低磁浮列車高速行駛下的動態(tài)穩(wěn)定性。相信“超級高鐵”從理論到實際應用的過程中,還有更多的技術難點等待發(fā)現(xiàn)和解決。

　　更二代真空管道磁懸浮列車實現(xiàn)全系統(tǒng)調(diào)試,為“超級高鐵”核心技術研究提供了試驗研究平臺,有效推動了高速地面交通運輸系統(tǒng)的發(fā)展。在該試驗系統(tǒng)的更三階段調(diào)試中,磁浮車將有望突破時速300km,進一步對“超級高鐵”可行性和關鍵技術進行深入研究。同時,趙勇表明團隊將開展直線運行方面的研究,希望能將磁浮車運行時速提高到1000km,這將是超越飛機的速度。

　　趙勇說,“超級高鐵”雖然面臨著諸多難題,但仍具有良好的發(fā)展前景,會為未來的交通提供很大的便利,將是未來滿足人們地面高速出行的一種交通方案。但是,要真正投入應用,還取決于社會的進步,經(jīng)濟的發(fā)展,也取決于社會的需求。趙勇表示歡迎對超導磁懸浮方面感興趣的同仁來共同研究,一起把這美好的藍圖變成現(xiàn)實。
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