【创新中国•前沿科技 第47期】高速磁浮列车,了解一下?

2019-05-24 14:56:57 来源: 中国科技网-科技日报 作者: 王建高 杨仑 王盈盈 陈龙

飞机和高铁之间,还有另一种选择——5月23日,我国时速600公里高速磁浮试验样车在青岛下线。这标志着我国在高速磁浮技术领域实现重大突破。高速磁浮列车可以填补航空与高铁客运之间的旅行速度空白,对于完善我国立体高速客运交通网具有重大的技术和经济意义。

众策群力 600公里磁浮交通系统诞生

国家重点研发计划“先进轨道交通”重点专项对时速600公里高速磁浮交通系统进行了部署,其目的是攻克高速磁浮核心技术,全面自主掌握高速磁浮设计、制造、调试和试验评估方法,研制具有自主知识产权的时速600公里高速磁浮工程化系统,形成我国高速磁浮产业化能力。

该项目于2016年7月启动,由中国中车组织,中车四方股份公司具体实施,聚集国内高铁、磁浮领域优势资源,联合30余家企业、高校、科研院所组成“联合舰队”共同攻关。据高速磁浮课题负责人、中车四方股份公司副总工程师丁叁叁介绍,经过近三年的技术攻关,课题团队成功突破高速磁浮系列关键核心技术,车辆、牵引、运控通信等核心子系统研发取得重要阶段性成果。

集高精尖技术于一身 各项性能全球领先

车辆方面,攻克磁浮列车核心技术,成功研制时速600公里高速磁浮试验样车。解决了超高速工况下车体轻量化、强度、刚度、噪声等系列难题,开发出轻质高强度的新一代车体;突破高速条件下流固耦合复杂作用的制约,解决气动阻力、升力等问题,气动性能达到国际先进水平;研制出高精度的悬浮导向、测速定位装置和控制系统,性能指标国际领先;攻克长大薄壁铝合金车体激光复合焊、电磁铁箔绕、悬浮架精铸等系列关键工艺,研制的车体、电磁铁及其控制装置等关键部件性能优异,实现了工程化技术的重大突破。

牵引系统方面,全新自主研发世界首套基于有源中点嵌位(ANPC)技术的24MVA大功率牵引变流系统,以及高速多分区牵引控制系统。运控通信方面,创新系统架构,研发适合于长大干线、多分区追踪运行的高速全自动控制系统,并研发基于LTE架构、融合低时延技术的新型通信系统。目前牵引系统和运控通信系统均已完成试验样机研制。

据丁叁叁介绍,试验样车作为高速磁浮项目研发的重要环节,是高速磁浮的“实车级”试验验证平台。通过试验样车,可对高速磁浮关键技术及核心系统部件进行验证和优化。试验样车的下线,为后续工程化样车的研制打下了技术基础。“目前试验样车实现了静态悬浮,状态良好。”丁叁叁告诉记者。

作为一种新兴高速交通模式,高速磁浮具有速度高、安全可靠、噪音低、震动小、载客量大、耐候准点、维护量少等优点。

600公里 让我们在飞机、高铁之间多了一种选择

目前,高铁最高运营速度为350公里/小时,飞机巡航速度为800—900公里/小时,时速600公里的高速磁浮可以填补高铁和航空运输之间的速度空白。

作为目前可实现的、速度最快的地面交通工具,高速磁浮用于长途运输,可在大型枢纽城市之间或城市群与城市群之间形成高速“走廊”。按实际旅行时间计算,在1500公里运程范围内,高速磁浮是最快的交通方式。“以北京至上海为例,加上旅途准备时间,乘飞机需要约4.5小时,高铁需要约5.5小时,而高速磁浮仅需3.5小时左右。”丁叁叁介绍。

同时,高速磁浮拥有“快起快停”的技术优点,能发挥出速度优势,也适用于中短途客运。可用于大城市市域通勤或连接城市群内的相邻城市,大幅提升城市通勤效率,促进城市群“一体化”“同城化”发展。

众多优势于一身 发展磁浮交通系统意义深远

高速磁浮采用“抱轨”的方式运行,列车没有脱轨风险。牵引供电系统布置在地面,采用分段供电,同一供电区间只能有一列车行驶,基本无追尾风险。与轮轨列车相比,磁浮列车没有传统的“车轮”,行驶时与轨道不发生接触,无轮轨摩擦,维护量也更少,具备全寿命周期成本优势。

作为一种国际尖端技术,高速磁浮是当前世界轨道交通技术的一大“制高点”。多个发达国家都进行了长期持续研发,并建有高速磁浮试验线等研发验证平台。目前,日本拥有42.8公里的山梨磁悬浮试验线,并在试验线上实现了603km/h的最高试验速度。建设高速试验示范线是高速磁浮系统试验验证和设计优化的必要平台,是推进工程化和产业化的重要载体,对形成高速磁浮全系统全速度级的试验验证能力,构建完整的技术体系和标准体系,实现我国轨道交通技术的持续领跑具有重要而深远的意义。 

据了解,围绕高速磁浮项目,中车四方股份公司目前正在建设高速磁浮实验中心、高速磁浮试制中心,预计今年下半年投入使用。同时,5辆编组时速600公里高速磁浮工程化样车研制目前也在顺利推进中。按照项目计划,时速600公里高速磁浮工程样车将在2020年下线;2021年在调试线上开展系统综合试验,完成集成验证,形成高速磁浮工程化能力。

(文/王建高、杨仑、王盈盈、陈龙;审核/夏青)

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责任编辑: 夏青
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