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中国研发时速达多少的超级高铁?

科技狂人马斯克倡导的“超环高铁”已经在美国得到认可,正在进行可行性方案研究,超环高铁利用了低真空管道和磁悬浮技术,速度将接近飞机的1000公里时速。这种高铁不仅可以修筑在地表,也可以开挖地下隧道。在中国,这项实验也正在进行中。《经济半小时》记者在成都的一间实验室里,看到中国科学家正在为之努力。

中国研发时速达多少的超级高铁?

中国公布高温超导磁悬浮技术

成都西南交通大学搭建的,全球首个真空管道超高速磁悬浮列车环形实验线平台,是国内第一个载人高温超导磁悬浮环形实验线。线路总长45米,设计载重300公斤,最大载重可达1吨,悬浮净高大于20毫米,是目前国际上同等载重能力,截面最小、永磁材料用量最少的超导悬浮系统,可进行0-50 km/h的实际动态运行实验,别小看这些复杂的机器设备,在真空管道理想状态下,这项技术上的创新,可将列车理论时速提高到一千公里以上的更高速度,换句话说,眼前的这堆实验设备,搭建的将是人类目前能触摸到的未来超级高铁的雏形。

西南交通大学牵引动力国家重点实验室博士 副教授? 邓自刚:很多指标都是国际领先的。我们核心的东西,它的实际载重能力,能够悬浮一吨重。我们这个轨道的截面积,是现在全世界最小的,就是它的宽度只有120毫米,厚度只有25毫米,它用的永磁材料特别少。

中国科学家推出的这项高温超导磁悬浮技术,一经公布,就引起了世界最大的电子电气工程师协会——美国IEEE协会的关注,他们用两个整版的文字报道了中国人的这项科研成果,英国BBC、美国CNN、欧洲公共电视台等媒体,纷纷赶赴西南交通大学展开实地调查报道。这一项科技技术的诞生,可能没有引起民众的过多关注,但在世界众多科学家的眼里,中国人这次干出了几乎是一件革命性的技术创造。

邓自刚:当时它的标题叫超级管道,然后下面还有评语,它觉得这个颠覆性技术,可能对未来人们的出行方式,或者航天应用,各方面应该都会有革命性的意义。

这个被世界多位科学家称为颠覆性技术的“超级管道”,是如何能够悬浮在轨道上行驶的呢?37岁的项目负责人邓自刚告诉记者,几十年来,西南交大、国内科研院所和众多制造企业的专家,不断地接力式研发实验,才诞生出今天的成果。

磁悬浮技术是上世纪二十年代德国人最早提出的,距今差不多已有百年历史。此后几十年,德国在常导磁悬浮、日本在低温超导磁悬浮方面一直保持着技术领先;中国从上世纪八十年代中期开始追赶,但是想要追上六十年的技术差距,无疑是一个巨大的难题。

如果要完成磁悬浮列车的研究制造,我们需要提前去迈过很多门槛,比如高温超导材料从哪里来?特殊的轨道如何建设?车体究竟该怎样设计等一系列的问题,从无到有的这场挑战,中国的科学家又是否能研发成功呢?

高温超导磁悬浮中的超导指的是一种超导材料,具有零电阻效应,也就是说,电流流经导体时不发生热损耗,可以毫无阻力地在导线中形成强大电流,从而产生超强磁场。超导磁悬浮,就是利用超导体的抗磁性,实现磁悬浮。而所谓高温超导,是指零下196摄氏度的液氮环境中,超导所具有的特性;低温超导是指在零下269摄氏度的液氦环境中,超导所具有的特性。

与低温超导和常温超导相比,高温超导有一个最大特点:它有自稳定性,换句话说,把高温超导体放在永磁轨道上后,既能悬浮、又能悬挂,不管运动还是静止,都能悬浮;而且在永磁轨道上,高温超导体还提供稳定的导向力和悬浮力,也就是不会上下左右摇晃,像钉子一样牢牢地扎在永磁轨道上面。

超导层厚度仅为头发丝的百分之一

可以悬浮又可以悬挂,看起来有点像变魔术。这其中的秘密在哪里呢?邓自刚介绍,首先是铺设在轨道上的永磁材料。其实高性能的永磁材料,国外已经研制生产多年,但这些产品技术曾经对我国长期封锁,不要说买不到,就是想去参观都不行。唯一的办法,就是中国人自己造。磁悬浮实验室在成都,但磁悬浮的材料,却在杭州一家企业默默地研发生产。

研制高性能的永磁材料,尤其用于高温超导磁悬浮轨道上的永磁体,首先需要将十几种原料、包括多种稀土材料熔合、均匀分布。

杭州永磁集团有限公司副总裁 冒守栋告诉《经济半小时》记者,这个过程好比揉面,很难,但是对磁钢的性能很关键。

在对十几种原料进行精密排布后,就需要用电流给磁钢充磁,这也是危险性比较高的环节。如果充磁充不好,容易造成它性能不稳定,有些时候控制不住,磁钢容易飞到天花板上去。

经过反复试验,高性能永磁材料总算成功研制成功,但接下来又一个难题出现了:那就是怎样把永磁体拼接在一起形成磁悬浮导轨?由于永磁体之间相排斥的磁力很大,一小块可产生300多公斤的推力,一不小心就可能跑偏。那么,有什么方法能有效解决拼接、组合难题呢?

杭州永磁集团有限公司副总裁 冒守栋:要靠一系列设计的工装,通过机械的方式,一点一点把它固定好,一个磁钢固定好,再装下一个磁钢。

西南交通大学牵引动力国家重点实验室博士 邓自刚:当时也是前期做了很充分的一种设计,设计了夹具之后,然后现场又不断地摸索,不断地改进,最后找到了一种比较优的方式,我们最后84块永磁轨道,安装只花了一天的时间。

永磁导轨材料的难题得到解决之后,邓自刚的团队开始面临第二道难题的考验,这就是世界制造磁悬浮列车最为核心的高温超导材料。

邓自刚:我们的超导材料,就装在我们车子四个角,这块黑色的盖板里面。这个超导材料,它就替代了咱们汽车的四个轮子。这个超导材料,在我们液氮低温的环境里面,它就可以实现悬浮。

本世纪第一个10年,全球只有3家第二代高温超导材料供应商,2家在美国,以昂贵的价格向全世界销售,另一家企业在日本,但禁止出口。如果材料只能靠进口,我国发展高温超导产业就会被“卡脖子”。经过多方寻找,邓自刚把目光锁定在上海超导科技公司。

上海超导科技股份有限公司超导材料事业部副总经理 吴 祥:为什么我们做这个事情?也是有一个情怀在。因为以前我们去参加国际会议,大家来报道的超导材料,都是别人做的,一说到中国的超导,提问的就非常的少,就是有一种感觉,就是中国没有人做出来这个东西。我们的想法就是,不管怎么样,一定要把这个做出来,就是为了争这口气。

2011年,上海超导科技公司正式成立并开始研发。他们遇到的第一个难关,就是怎样将不同的涂层和超导带材紧密连在一起。超导带材是由好几层不同原料加工涂抹在一起的,超导层位于中间核心层,外面主要分为机带、隔离层、缓冲层等七、八层,之所以加这么多层,主要起保护、缓冲作用,相当于给中间层的超导带材,穿了一套防护铠甲,让超导带材的性能保持稳定性和一致性。但这几层原料都不同、涂抹的厚度,需要非常薄、非常均匀。工艺难度极大。

上海交通大学国家能源智能电网(上海)研发中心电气工程系 特别研究员赵 跃:它是在一个50微米厚的,不锈钢带材上,所镀着的超导薄膜,50微米厚的是一个什么概念?就是我们大概头发丝一样的厚度,但是它们中间所起到的,最重要的超导层厚度,仅为头发丝厚度的大概1%左右。

上海超导科技股份有限公司超导材料事业部副总经理 吴 祥: 超导层其实说白了,是我们现在最难镀的,因为它的工艺很特殊,我们用的是激光附着沉积来镀膜。

但最艰难的,是将超导带材连接在一起的技术,尽管现在超导带材长度已从最初的百米级做到现在公里级长度,但受限于现有技术,世界上还没有不做接头的超导带材。超导带材一有接头,就会有电阻。如何把电阻降到最低值,不仅是中国人的难题,也是世界各国企业面对的难题。

吴 祥:我们公司研制了一个超导接头技术,它的电阻能够达到两纳欧姆左右,现在国际上大家正常能够做到几十纳欧姆左右。两纳欧姆算是目前比较低的了。

经过3年多的努力,世界先进水平范围内的超导材料,终于在中国上海研制成功。

承德人想坐着高铁去北京,还要等多久?

中国时速4000公里的磁悬浮列车暂时是没有的。

目前世界上最快的实验速度为600公里每小时,但这只是实验数据,现实生活中所运用到的磁悬浮技术基本都处于中低速,远远达不到实验速度,而速度在1000公里每小时的磁悬浮技术,目前世界范围内还没有出现,因此想要实现超级高铁,还有很长一段路要走。

低真空管(隧)道高速列车,实际上是一种超导磁浮列车,是一种在近乎真空管运输系统中超高速运行的特殊交通工具。它最吸引人之处,就是其运行速度远超轮轨式高铁列车,时速可达600千米至1200千米,甚至有人断言能够达到4000千米以上,所以也被称为“超级高铁”。

相关研究

在2004年12月,我国召开了由8名两院院士参与、多名国内权威专家出席的“真空管道高速交通”研讨会;2005年,牵引动力专家沈志云院士撰文阐述了真空管道高速列车的技术方案和实现途径。

2011年,西南交通大学研发出“真空管道磁浮车实验系统”,系统压力达到0.012个标准大气压,这是全球第一个同时结合真空管道、磁浮及线性驱动技术的完整真空管道试验设备。

2014年,西南交大建成全球首个真空管道超高速磁浮列车环形实验线平台和国内第一个载人高温超导磁浮环形实验线,研究并验证了“真空管道+高温超导磁悬浮”的可行性,列车测试速度达到了400千米/小时。

要说2020年承德人最关注的,承德大事件是什么,那就一定是北京—承德高铁的通车进展了,从九月至今,好消息频频传来。

关于京承高铁又有两则好消息传来:

1、10月20日,京哈高铁北京至承德段,开始联调联试

2、10月21日11时11分,北京至承德段正线热滑试验顺利完成!

联调联试

10月21日14 时05分,随着55001次首趟检测列车从北京朝阳站鸣笛发车,京哈高铁北京朝阳站至承德南站间正式进入联调联试阶段。

京哈高铁北京至承德段自北京朝阳站引出,途经北京市朝阳区、顺义区、昌平区、怀柔区、密云区,进入河北省承德市,沿线设顺义西站、怀柔南站、密云站、兴隆县西站、安匠站、承德南站(已于2018年底开通运营),线路全长192公里,正线设计速度350km/h。

京哈高铁北京朝阳站至承德南站间联调联试,分为动态检测和运行试验两个阶段进行。

其中,动态检测主要以线路设计速度为检测目标。通过检测列车、综合检测列车、试验动车组和相关检测设备,在规定测试速度下对牵引供电、接触网、远动、通信、信号、客服、灾害监测等系统的性能或功能进行评价和验证;验证轨道、道岔、路基、桥梁、隧道等结构工程的适用性;评价综合接地、电磁环境、振动噪声等是否满足相关标准;对系统功能、动态性能和系统状态进行检测,为动态验收提供技术依据。

运行试验主要通过列车运行图参数测试、故障模拟、应急救援演练和按图行车试验,检验各系统在正常与非正常条件下运输组织的适应性,验证行车组织方式能否满足运营要求;检验在设备故障、突发事件和自然灾害条件下的应急处理能力;为完善科学合理的运输组织方案提供技术依据。

京哈高铁北京至承德段是国家“八纵八横”高铁网的“一纵”京哈至京港澳通道的重要组成部分,线路全长192公里。京哈高铁承沈段已于2018年12月29日开通运营,哈尔滨至沈阳至大连高铁已于2012年12月1日开通运营。京哈高铁北京至承德段开通运营后北京至沈阳运行时间将缩短至2.5,将形成东北地区又一条进出关高铁通道,对助力京津冀协同发展、振兴东北老工业基地具有重要意义。

正线热滑试验完成

10月20日22时40分,由1辆电力机车及1辆内燃机车连挂组成的热滑试验车缓缓驶出顺义西站,标志着京哈高铁北京至承德段接触网热滑试验正式开始。

10月21日11时11分,北京至承德段正线热滑试验顺利完成,此次热滑范围含北京朝阳站、顺义西站、怀柔南站、密云站、兴隆县西站、安匠站,至安匠站至承德南站区间。正线热滑试验完成,是继10月20日全线实现“电通”后的又一重大节点。

热滑试验的顺利完成

标志着北京至承德段

?具备电力机车开行条件

?全线开通进入倒计时阶段!

看到这里,或许大家还是觉得

具体的通车时间没有定数

那我们再来对比一下18年京沈高铁通车进度

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2018年10月27日

京沈高铁第一列联调联试顺利通过

2018年12月29日

承德至沈阳段正式通车了!

也就是说2018年京沈高铁

在联调联试后就正式通车了!

按照这样的进度,2020年底前

承德人真的就可以

坐上高铁去北京啦!

另外还有几条小道消息供大家参考

盼了这么久的京承高铁,这次真的可以数着日子等它来啦,快把这个消息分享给好朋友们吧!

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