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(zhuǎn)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(yàn)列車、高溫超導(dǎo)磁懸浮列車環(huán)形試驗(yàn)線日，在湖南株洲舉辦的“2016軌道交通產(chǎn)業(yè)國際峰會(huì)專題報(bào)告會(huì)”上，現(xiàn)場觀眾目不轉(zhuǎn)睛地看著西南交通大學(xué)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(lǐng)域的科研成果。張衛(wèi)華表示，真空分散機(jī)目前這些技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)階段，但是在不久的將來很有可能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，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(rèn)為，速度將引領(lǐng)軌道交通技術(shù)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(shù)在高速方向重點(diǎn)發(fā)展的三個(gè)領(lǐng)域。

　　據(jù)現(xiàn)場專家介紹，我國下一代高速列車和時(shí)速可達(dá)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(shí)）試驗(yàn)線。

　　“我國更條自主研發(fā)的中低速磁懸浮線路在長沙運(yùn)行得很好，這給磁懸浮技術(shù)在全國范圍的推廣起到了很好的示范作用。現(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(xué)家在相關(guān)領(lǐng)域的研究走得更快。

　　據(jù)成都商報(bào)早前報(bào)道，今年1月，西南交大“更二代高速真空管道高溫超導(dǎo)側(cè)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(dǎo)與新能源研究開發(fā)中心趙勇教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)研發(fā)?！拔覀冊O(shè)想將來這樣的列車時(shí)速將達(dá)600~1000km，足以取代飛機(jī)?！壁w勇說。

　　此前研發(fā)團(tuán)隊(duì)不僅成功將管道線帕)——相當(dāng)于抽掉了管道中99%的空氣，還在常壓下將磁浮實(shí)驗(yàn)車平均速度達(dá)到了每小時(shí)82.5km。

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

　　雖然技術(shù)設(shè)想上和美國類似，但西南交大也有自己的獨(dú)創(chuàng)。研發(fā)團(tuán)隊(duì)將軌道鋪在管壁上，形成“壁掛式”磁懸浮列車，能有效解決實(shí)驗(yàn)室中軌道半徑太小所帶來的離心力問題。

　　不過，真空分散機(jī)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(diǎn)：“技術(shù)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(gè)億，真空管道一公里十個(gè)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(yùn)營的高鐵占世界高鐵總里程的六成以上。而科學(xué)家們的下一個(gè)目標(biāo)則是磁懸浮。

　　日前,美國創(chuàng)業(yè)“Hyperloop One”對其設(shè)計(jì)的“超級高鐵”推進(jìn)系統(tǒng)成功進(jìn)行了更次戶外測試實(shí)驗(yàn)。

　　實(shí)際早在2003年,西南交通大學(xué)超導(dǎo)與新能源研究開發(fā)中心,就開展了“超級高鐵”相關(guān)核心技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究。而西南交通大學(xué)趙勇團(tuán)隊(duì)通過不斷自主創(chuàng)新、卓越攻關(guān),克服了一個(gè)又一個(gè)難題,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)又一個(gè)跨越,向中國“超級高鐵”夢不斷前進(jìn)、前進(jìn)、前進(jìn)。

　　“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(shù)造價(jià)成本高、速度受限的缺點(diǎn),被認(rèn)為是未來高速地面交通運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展的解決方案。

　　目前,該技術(shù)主要結(jié)合了真空管道技術(shù)和磁懸浮列車技術(shù),即真空管道磁懸浮列車。當(dāng)磁浮列車在真空管道中高速行駛時(shí),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(yùn)行時(shí)速后,不會(huì)帶來巨大的能耗和噪音,被譽(yù)為人類未來的“更五種交通方式”。

　　教育部長江學(xué)者特聘教授、更批杰出青年基金(外籍)獲得者、西南交通大學(xué)更席教授、物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院長、超導(dǎo)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(yīng)用研究領(lǐng)域的專家。

　　上世紀(jì)80年代后期,趙勇成為我國高溫超導(dǎo)領(lǐng)域個(gè)博士。輾轉(zhuǎn)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(shí)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(xué),因?yàn)椤斑@里是適合搞超導(dǎo)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(tuán)隊(duì)于2011年率先研制出全球個(gè)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(qiáng)2000Pa,磁浮車采用線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)。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(yùn)行,即將直徑6.5m的環(huán)形軌道鋪設(shè)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(jī)在結(jié)構(gòu)力學(xué)上,有效增大了磁浮車沿環(huán)線運(yùn)行時(shí)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(yùn)行時(shí)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(qū)動(dòng)系統(tǒng),各模塊單獨(dú)來看都具有相應(yīng)的成熟技術(shù),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(shù)主要包括中低速電磁懸浮和高速電動(dòng)懸浮(低溫超導(dǎo)磁浮)技術(shù),前者已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,后者在戶外常壓試驗(yàn)運(yùn)行下,更是達(dá)到了整車時(shí)速近603km?；诟邷爻瑢?dǎo)磁浮技術(shù)的磁浮列車,相對于電磁懸浮和電動(dòng)懸浮技術(shù),不需要復(fù)雜的電力控制系統(tǒng),理論上時(shí)速可高達(dá)3000km,更適合在真空管道中行駛。但高溫超導(dǎo)磁懸浮列車仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。

　　目前高溫超導(dǎo)磁懸浮列車實(shí)際運(yùn)行時(shí)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(yùn)行的時(shí)速,其更高時(shí)速及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性還尚需實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。同時(shí),低壓環(huán)境下的超導(dǎo)磁懸浮及線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)特性也缺乏相關(guān)實(shí)驗(yàn)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(qū)動(dòng)系統(tǒng)在低壓環(huán)境下的穩(wěn)定性。

　　趙勇認(rèn)為,真空管道磁懸浮列車的關(guān)鍵技術(shù)問題是:“如何保證磁浮列車在真空管道中高速運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和可靠性”,研究這一關(guān)鍵技術(shù)的兩個(gè)基本試驗(yàn)條件是低壓和高速。

　　趙勇團(tuán)隊(duì)研制的更二代真空管道磁懸浮列車試驗(yàn)系統(tǒng),通過“壁掛”的運(yùn)行方式,在小半徑環(huán)線軌道上同時(shí)實(shí)現(xiàn)了低壓和高速。在代設(shè)的基礎(chǔ)上,管道內(nèi)的壓強(qiáng)進(jìn)一步降低到647Pa(相當(dāng)于抽掉了管道內(nèi)約99.5%的氣體),磁浮車的時(shí)速提高到150km。

　　相關(guān)試驗(yàn)人員表示,磁浮列車在低壓高速條件下運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)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(shè)的真空擊穿現(xiàn)象,導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的癱瘓。此外,磁浮列車在真空管道內(nèi)高速行駛時(shí),還會(huì)導(dǎo)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(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。相信“超級高鐵”從理論到實(shí)際應(yīng)用的過程中,還有更多的技術(shù)難點(diǎn)等待發(fā)現(xiàn)和解決。

　　更二代真空管道磁懸浮列車實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)調(diào)試,為“超級高鐵”核心技術(shù)研究提供了試驗(yàn)研究平臺,有效推動(dòng)了高速地面交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展。在該試驗(yàn)系統(tǒng)的更三階段調(diào)試中,磁浮車將有望突破時(shí)速300km,進(jìn)一步對“超級高鐵”可行性和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究。同時(shí),趙勇表明團(tuán)隊(duì)將開展直線運(yùn)行方面的研究,希望能將磁浮車運(yùn)行時(shí)速提高到1000km,這將是超越飛機(jī)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(huì)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(yīng)用,還取決于社會(huì)的進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,也取決于社會(huì)的需求。趙勇表示歡迎對超導(dǎo)磁懸浮方面感興趣的同仁來共同研究,一起把這美好的藍(lán)圖變成現(xiàn)實(shí)。
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