下面我们就来聊一聊这项“未来科技”——高温超导磁浮列车。
高温超导磁浮列车首次亮相
近日,高温超导高速磁浮工程化样车,在西南交通大学首次亮相,为了展示列车的运行状态,科研人员还专门搭建了一条试验线。
这是世界第一台高温超导磁浮列车,甚至可以说是世界上最快的列车,因为它的时速可高达620km/h。
美国媒体就曾报道过这台高磁超导悬浮列车,他们声称这台磁悬浮列车甚至都要接近一些飞机的速度,这也意味着高温超导磁浮列车运输在将来会更便宜快捷。
那么到底什么是高温超导磁悬浮列车呢?
想要了解什么是高温超导磁悬浮列车,我们就得先了解什么叫磁悬浮。
众所周知电磁系统会产生吸引力或是排斥力,而磁悬浮列车就是通过这些力的作用从而实现悬浮。
并以电磁力作为导向,通过直线电机将电能转换为动能,从而为列车的前行提供动力。
由于磁悬浮可以避免轮轨之间的接触,所以列车与轮轨之间摩擦阻力为零,既减轻了轮轨的磨损,也延长了磁悬浮列车轮轨的使用寿命。
另外,磁悬浮列车运行过程中不产生噪音,不排放尾气,对于环保来说十分有利。
其实早在1922年德国工程师,赫尔曼•肯佩尔便首次提出了电磁悬浮原理,随后在1934年申请了磁悬浮列车的专利。
其他国家在上世纪60年代才开始研究磁悬浮运输系统,而当时的德国和日本的磁悬浮技术处于是世界水准的。
直到上世纪80年代,我国也开始了磁悬浮技术基础研究,并且较早地开始了中低速磁悬浮列车技术的研究。
到了2009年5月13日,国内首列中低速磁悬浮列车成功完成组装工作,并且我国具有这台磁悬浮列车自主产权。
在完成调试后于6月15日开展线路试运行,换言之,我国从此就有能力实现中低速磁悬浮列车的产业化。
目前为止,中低速磁悬浮交通技术被中日韩三国牢牢掌握。
而磁悬浮列车主要分为这三种。
第一种是德国的常导型磁悬浮列车系统。
这种列车车底安装了的常规电磁铁,让电磁铁与铁磁轨道互相吸引,就是利用这个原理实现列车悬浮,在T型导轨上运行。
常导磁吸型的技术其实并非多么复杂,其产生的电磁吸引力比较小,悬浮气隙一般在8mm到10mm之间,并且速度能保持在400km/h至500km/h之间。
第二种是日本的超导型磁悬浮列车系统。
这种列车上安装了车载超导磁体,使其在U型槽内运行后轨道与车载超导磁体之间产生一种排斥力,而列车就是凭借这种排斥力实现悬浮的。
这种超导型技术较为复杂,并且需要屏蔽发散的电磁场,产生的悬浮气隙也比较大,大致为100mm,并且运行的速度可以达到500km/h以上。
第三种是中国的永磁补偿悬浮列车系统。
这种列车常用的布局有“暗轨式”或“吊轨式”这两种,通过轨磁和翼磁互相排斥,补磁和铁磁性导轨互相吸引。
我国的永磁补偿悬浮列车就是凭借这种排斥力和吸引力从而实现悬浮。
由于常见的磁悬浮列车使用的是常规导体铜线,而超导体的导电能力是它的几十倍。
因此超导磁体完全可以替代常规导体磁体,在磁浮轨道交通系统中的应用,因为它可以产生比常规导体磁体更大的悬浮力、驱动力和导向力。
随着科技的不断发展,超导材料性能也不断得到改善,这些优越的条件为都能为科学家们,在高温超导应用技术领域内的研究打下了坚固的基础。
我国将高温超导技术应用于在磁浮列车领域,就是其中一个重要的研究方向。
直到前不久,我国终于推出了高温超导磁悬浮列车。
这款高温超导体的电阻几乎可以忽略不计,它所产生的感应电流会不断循环。
而感应电流产生的磁场与轨道磁场方向相反,高温超导磁悬浮列车就是凭借两者之间产生的相互作用力实现悬浮。
不止如此,这台列车和现在使用的低温超导等磁悬浮列车有所不同,在技术上它显得更具优势。
其实这里的“高温”不是指零上几百摄氏度的高温,而是指的是零下196摄氏度。
这是因为低温超导体是零下269摄氏度,比起零下196度来说温度高上了不少,所以才称之为高温超导磁悬浮列车。
这也代表着高温超导磁悬浮列车更经济实惠。
更关键的是,因为日本的低温超导磁悬浮技术要求零下269摄氏度,为了达到超低温的要求只能使用液氦进行冷却。
而我国的高温超导磁悬浮列车温度较高,不需要使用液氮来进行冷却,因此高温超导磁悬浮列车的成本更低。
此外,高温超导磁悬浮列车不需要加速就能悬浮,系统也更为简单方便。
如今我国拥有着高温超导磁悬浮列车完全自主的知识产权,这也意味着我国高温超导磁悬浮技术终于走出了实验室,迈向了世界的舞台。
由于我国拥有着丰富的稀土资源,丰富的资源能够满足建造永磁铁轨道的需求,从而保证相关实验的顺利开展。
而如今已经运营的上海磁悬浮列车,便是当前世界上最快的商业运营列车,它采用德国技术进行建造,从2001年开始建造到2003年投入使用,只用了短短的两年时间,
此外,我国还建设了当前世界上最大的高速铁路网,其总长度长达3.7万公里以上,为列车提供更为良好的运行环境。
如今的中国已经是当今磁悬浮技术领域的佼佼者了,为了加快国际高速磁悬浮列车系统的发展,中国还计划在未来至少要开发3条磁悬浮铁路路线,使中国更快的迈入高铁时代。
说道这里,你一定好奇能够研发出高温超导悬浮技术的西南交通大学到底有多厉害?
西南交通大学位于我国历史文化名城成都,它不仅实力强大,甚至还创造出了多个世界第一。
当时1896年,为了解决铁道人才不足的问题,中国最早的大学之一:山海关北洋铁路官学堂。
在光绪皇帝的批准下正式成立,在经历时代不断变迁后,这所大学反复合并重组,后来也就成为了大家熟悉的西南交大。
如今的西南交大还是国内顶尖的研究型重点大学。
在建校后西南交大为国家培养了三十多万各行各业的人才,其中就包括三位导弹卫星领域内的元勋和几十名海内外院士和设计大师。
除此之外,西南交大还拥有各类顶级学科,并设立了轨道交通国家级实验室等数十个平台基地。
拥有了大量专业的人才、实验设备和政府的大力支持,西南交大在轨道交通领域逐渐建立了巨大的科研优势,因此也在该领域构建了完备的体系。
西南交大未来的研究方向是把未来真空管道技术引入到磁悬浮列车领域,这样一来高温超导高速磁浮列车就可以在管道里面运行。
管道运行的高速磁浮列车最高时速远超现在的磁悬浮列车,预计可以达到1000公里/h。