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交通运输——磁未来、磁世界!

回顾1970年,多国已经开始大力研究磁悬浮运输系统;同样自1970年开始,波音747投入服务;电动汽车的历史更是长达一百大几十年了。但是,迄
回顾1970年,多国已经开始大力研究磁悬浮运输系统;同样自1970年开始,波音747投入服务;电动汽车的历史更是长达一百大几十年了。

但是,迄今为止,交通运输并没有发生什么实质性的变化,直至"高速飞行列车”的提出。无他,也许我们正在走向磁未来的交通世界。

8月30日,在武汉举办的第三届中国(国际)商业航天高峰论坛上,中国航天科工集团公司副总经理刘石泉透露,中国航天科工集团公司(以下简称“中国航天科工”)开展了“高速飞行列车”的研究论证,拟通过商业化、市场化模式,将超声速飞行技术与轨道交通技术相结合,研制的新一代交通工具,利用超导磁悬浮技术和真空管道,致力于实现超音速的“近地飞行”。

综合媒体报道,目前世界上对外宣布开展大于1000公里/小时运输系统研究的公司主要有三家,包括美国的HTT公司、Hyperloop One公司以及中国航天科工集团公司。

中国航天科工有多厉害

援引媒体报道,中国航天科工相关负责人透露,高速飞行列车工程项目实施注重发挥各方面优势建立国家队,联合了国内外20多家科研机构,成立了国内首个国际性高速飞行列车产业联盟,目前团队拥有相关领域的200多项专利。

中国航天科工拥有丰富的重大项目系统工程实践经验和技术积累,具有大工程必备的仿真建模和大系统试验能力,以及国际一流的超声速飞行器设计能力,这些为高速飞行列车项目建设提供重要的基础。据悉,中国航天科工是全球首个提出超声速地面运输系统的集团公司。

事实上,航天科工集团三院高速飞行列车项目技术负责人毛凯在接受媒体采访时介绍,技术上并非不可行。中国已具备设计制造高温超导磁悬浮高速飞行列车的条件,超高速飞行列车项目拟落户于武汉国家航天产业基地。去年,国家发改委已经批复了该产业基地的实施方案。

另有报道称北京交通大学一位不愿具名的教授认为在地面上搞真空管道运输,就算技术上可行,实现起来也是建立在能源和资源的巨大消耗量这一代价上,且在长距离的真空管道里要做好压力保护和热平衡,非常昂贵,也不是个环保的项目。另有专家指出,所有超高速铁路的梦想,都需要落地到对其商业价值的分析,如果这一项目经济适用性不强,维护成本异常高昂,终究只会在实验阶段,无法产业化运营。

事实上,磁悬浮技术并不新鲜,德系的常导电磁悬浮、日系的超导电动磁悬浮、中国的永磁补偿悬浮等主流技术各有所长,中国永磁悬浮的领先优势在浮力强、经济性好、节能性强、安全性能好、平衡性稳定。高速磁悬浮技术在上世纪就已经有多条实验线,近两年中外的多个技术团队仍然在做技术公关,并且有个别商业运营项目在设计或建设;而中低速磁悬浮,则早以经历了长年的实践。

磁悬浮技术研究百花齐放

上世纪七八十年代,为提高交通运输能力和效率,德国、日本、美国等发达国家相继启动磁浮运输系统的开发。上世纪末,约31公里的德国埃姆斯兰磁浮试验线、约19公里的日本山梨磁浮试验线相继建成,高达400至500公里的列车时速震惊世界。

综合业内人士说法,中国国内有七八个项目团队在研究磁悬浮技术,比如中国国防科技大学、西南交大和同济大学,一直都在研究磁悬浮技术。去年国防科大与湖南签署协议共同组建湖南省磁浮技术研究中心,不过该中心以中低速磁悬浮研究为主。国防科工大和西南交通大学更侧重高速磁悬浮项目。2014年西南交通大学已搭建全球首个真空管超高速磁悬浮列车原型测试平台,该项技术创新可令列车理论时速达到2900公里。除了这几所大学院校外,中国轨道交通系统的几家车辆制造商也一直各自暗暗研究磁悬浮技术,如青岛四方机车车辆有限公司、唐山客车轨道有限公司、株洲机车车辆有限公司等。

2016年5月,超级高铁公司Hyperloop One成功在北拉斯维加斯初步演示了超级高铁系统,3米长的实验“滑车”在铺设好的轨道上运行了2秒钟,最终速度达到400英里(640公里)每小时,撞击到91米外的沙堆减速停车。超级高铁的概念始于2013年,当时SpaceX和特斯拉公司CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)最先提出使用磁悬浮技术,以超过飞机飞行的速度运送乘客在相隔几百英里的城市间往返。

Elon Musk支持的新的高速公共交通系统比赛吸引了多个大学队伍参加,突出的设计均和磁悬浮有关。

马萨诸塞理工学院(美国麻省理工学院)和代尔夫特理工大学(荷兰TU代尔夫特)参加了2017年1月份第一阶段的一场比赛,在一年的时间里于加州推出了他们的原型舱Hyperloop测试轨道。在直径6英尺长达1英里的隧道里挑战,团队必须证明他们可以安全加速到250英里/小时的速度,并且不会崩溃。两队都用磁悬浮作为推进方法。

SpaceX和特斯拉的专家以及大学教授都评估了这些竞争的团队,结果TU代尔夫特Hyperloop团队赢得了一等奖,而麻省理工学院Hyperloop赢得了安全和可靠性奖。

(高速)磁悬浮项目进展

(试验速度亦可超过500公里)德国的常导磁悬浮技术,目前建成运营的只有上海磁悬浮项目一条线路,自2002年12月31日至今已经运行了近15年。2016年5月6日,中国首条拥有完全自主知识产权的中低速磁浮铁路——长沙磁浮快线正式通车。这条线路全长18.5公里,总投资46亿元,最高时速100公里。2017年9月20日,北京第一条中低速磁浮交通线路S1号线,已经正式开始试运转和安全测试,据报导,S1号线有望实现以高速120公里时速过道岔时硬币不倒。

综合媒体报道,到2020年,我国有望建成5条中低速磁浮列车商业运营线路,北京、天津、武汉、广州、成都等10余个大中城市目前也正在谋划建设磁浮项目。

2016年10月,中国中车的商业化高速磁浮铁路项目启动,时速600公里,计划将于2020年交付首台样车,并在山东建成一条高速磁浮试验铁路。中国中车内部人士表示,我们的研究方向是平衡其经济适用性,速度反倒不是最重要的。

交通运输工具已经多年没有颠覆式的革新了,对于中国千公里时速的飞行列车,我们将给予任何形式的大力支持。

再看看国外,也在积极推进磁悬浮高速列车商业化路线。

2017年3月,Hyperloop Transportation Technologies(简称HTT)发布视频首次展示了其超级高铁乘客舱原型的真容。HTT宣称该公司正在法国图卢兹市研发中心制造乘客舱,视频中介绍了超级高铁乘客舱的规格和设计,包括长30米(约是纽约地铁车厢的2倍)、宽2.7米、重20吨,可容纳28到40名乘客。如果这些规格听起来平平无奇,那么它的一个关键特性将让人大吃一惊:最高运行时速可达1223公里。此前在2016年,HTT宣称乘客或能在2018年坐上其超级高铁系统,能用悬浮客舱以时速超过1000公里的速度运送乘客。

据wired报道,HTT已与印度东南面的安得拉邦签订协议,建设超级高铁。HTT将从2017年10月开始,花6个月时间研究连接印度维查雅瓦达与阿马拉瓦蒂城市的超级高铁的可行性。如果投入超级高铁建设,这段全长43公里,开车耗时一小时的行程,将被缩短至6分钟。此前HTT还在阿联酋阿布扎比确定了一条超级高铁客运线路;并在今年6月与韩国签署合作,研发超级高铁系统。

2017年8月23日,日本东海旅客铁道株式会社(JR东海)公开了磁悬浮中央新干线攻坚地段——南阿尔卑斯隧道的施工现场。据悉,该超导技术的磁悬浮线路,设计运行时速为500公里(最新型磁浮列车L0系超高速磁浮列车2015年在载人运行中创造了603公里的最高时速),该公司预计10年以后——2027年正式开通日本第一条磁悬浮线。不过,目前专家预测,这个目标很难实现,或需要攻克路线地形复杂、拆迁难、施工资金方面遇到挑战、合作伙伴分手这四大难题。

根据最近(9月)的消息,Hyperloop One举办了一项竞赛,要求全球各地的团队拿出建设超级高铁的路线议案,这场比赛已经宣布10条最佳线路,涵盖了美国、墨西哥、加拿大、英国和印度。这十条线路覆盖1.5亿人口,将53个城市中心连接起来,线路总长4121英里(约6632公里)。Hyperloop One希望2021年之前能有三条超级高铁路线投入商务运营。目前,Hyperloop One已与其中一条路线所在的当地政府达成了正式的公私合作协议。科罗拉多运输部正对其拟议的路线进行可行性研究,该路线将夏延与丹佛和普韦布洛连接起来,这条线路横跨580公里,连接该州10个城市中心,并且覆盖了483.1万科罗拉多州人口。

绿色交通

稀土永磁的应用本身就和节能环保密切相关,这已经是广为人知,其绿色效应自然也会体现于未来的交通运输,尤其符合中国绿色经济发展的主题(本文出自2017年9月稀土永磁全产业链研究报告)。

8月26日,中车永济电机有限公司主办的首届轨道交通与能源装备前沿技术论坛在西安举行,十余位专家学者济济一堂各抒己见,并一致认为,未来的轨道交通将以“节能环保”为主线,以提高节能水平及环境友好性为目的,以互联互通、信息化为基础,以智能化先进设备为手段,开展节能高效牵引系统研究,实现牵引系统的可感应度量、智能洞察、高效节能,构建绿色节能轨道交通系统。

回顾1970年,多国已经开始大力研究磁悬浮运输系统;1970年开始,波音747投入服务。

不过、直到现在,交通运输工业并未发生明显的变化。目前,因磁悬浮的再度热潮,可能会促使交通运输工业迎来颠覆式的革新,未来,我们拥有的可能是一个磁悬浮交通世界。

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