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2020年底 我国将掌握时速600公里磁浮全套技术

2020-06-23 00:00 来源:科技日报 本报记者 矫 阳

  6月21日,由中车四方股份公司承担研制的时速600公里高速磁浮试验样车在上海同济大学磁浮试验线上成功试跑。

  时速600公里磁浮是一种什么交通方式?其技术原理是什么?

  “时速600公里高速磁浮列车是一种速度更快的高速轨道交通制式。”中车四方股份公司副总工程师吴冬华告诉科技日报记者,这种交通制式的基本原理是利用“同性相斥、异性相吸”的电磁浮原理,以磁铁对抗地心引力,让车辆悬浮起来,然后利用电磁力引导,推动列车前行,具有快捷舒适、载客量大、编组灵活、快速起停、安全可靠、维护量少等技术特点。

  对比高铁、磁浮和航空三大远程公共交通方式,三者时速分别为400公里以下、400—600公里和800—1000公里。

  “高速磁浮填补了高铁和航空运输之间的速度空白,可形成航空、高铁、高速磁浮和城市交通速度多维交通架构,让交通方式更合理、高效、灵活便捷,满足不同人群出行需求。”吴冬华说。

  时速600公里磁浮算超级高铁吗?

  在吴冬华看来,超级高铁概念起源于美国,是利用管道营造低真空环境,降低高速运行产生的气动阻力和噪声,同样采用磁悬浮技术牵引,希望实现1000公里以上的更高时速。低真空管道交通是一个全新的领域,许多理论问题、全系统工程化方案,以及系统散热、生命保持、救援逃生、应急保障等一系列的关键问题尚待研究解决。

  吴冬华说,高速磁浮交通系统是目前可实现的、速度最快的大型地面公共交通工具,是当前世界轨道交通技术的一大“制高点”。

  磁浮技术概念源于上世纪初。1922年,德国工程师赫尔曼·肯佩尔从列车最大阻力来自列车车轮与轮轨摩擦受到启发,如果列车悬浮于轨道之上,没有摩擦,不就跑得更快吗?1934年,赫尔曼获得世界第一项有关磁浮技术的专利。

  此后,德国、日本、美国等多个发达国家开始开发高速磁浮技术。其中,德国高速磁浮最高试验速度达到时速550公里,并在我国上海建成了时速430公里商业运营线。日本的高速磁浮实现了时速603公里的试验速度,目前正在建设的中央新干线运营速度将达505公里/小时,计划2027年开通东京至名古屋段运营。

  “我国正在研发的时速600公里高速磁浮列车,与日本正在试验考核的JR磁浮列车,同属于当今技术最先进的新一代高速轨道交通。”吴冬华说。

  时速600公里高速磁浮交通系统包括哪些?关键核心技术是什么?攻克难点是什么?

  “高速磁浮交通系统主要包括系统集成、车辆、悬浮导向、牵引供电及运控通讯等核心关键技术。重点攻克时速600公里高速下的安全防护、精确控制、舒适度提升以及运维保障等技术难题。”吴冬华说。

  2016年7月,我国启动了时速600公里高速磁浮交通系统的研制,关键技术被列入国家“十三五”交通领域科技创新专项规划,是科技部国家重点研发计划“先进轨道交通”重点专项课题。

  据介绍,自2016年7月项目启动以来,历经近4年的科技攻关,项目团队突破了以下高速磁浮系列关键核心技术。

  车辆方面,自主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。

  牵引系统方面,自主研发世界首套基于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,建立适合于长大干线、追踪运行的全自动控制系统,并创新研发基于LTE架构、融合低时延技术的新型通信系统。

  线路轨道方面,研究提出了线路参数、轨道精度等级及轨道梁刚度等核心技术指标,融合高铁桥梁技术研发新型轨道梁,解决加工、安装、调整、救援逃生及跨江过河、穿山入城等方面的问题。

  “6月21日成功试跑的样车,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;突破超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。”吴冬华说。

  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透露,目前高速磁浮项目研发进展顺利,试验样车成功试跑的同时,5辆编组工程样车的研制也在稳步推进中。按照计划,时速600公里高速磁浮工程样机系统预计在2020年底下线,将形成高速磁浮全套技术和工程化能力。

(责任编辑:王蔚)

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