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四川版“胶囊高铁”10年前就在研究 成都到北京仅20分钟

2013年07月20日来源:华西都市报编辑:陈剑锋我有话说

7月19日,记者探访西南交大真空管道磁悬浮实验室。制图 姜宣凭

 
实验室马博士正在观察真空管道里面的磁悬浮列车运行。

  “胶囊高铁”时速可达7000公里,你信不信?其实,早在2003年,西南交通大学就已经开始研究这种“真空管道磁悬浮列车”了,还建成了世界上第一个“真空管道磁悬浮列车实验系统”。昨日,本报记者走进西南交大真空管道磁悬浮实验室,为读者解开胶囊高铁的神秘面纱。

  真空管道、弹射前行、从北京到纽约只用2个小时……目前,由美国科技狂人艾伦·马斯克研发的“胶囊高铁”(真空管道运输)火了起来,引发网友对这种新型交通工具产生种种猜测。

  然而,你不知道的是,早在2003年,西南交通大学就已经开始研究这种“真空管道磁悬浮列车”了,还建成了世界上第一个“真空管道磁悬浮列车实验系统”,对真空管道磁悬浮列车的可实施性进行多方面的论证。

  昨日,记者在西南交大真空管道磁悬浮实验室中,见到了这个实验设备。

  10米长实验设备

  计算出最有效运动方式

  “真空管道磁悬浮列车——未来世界交通的终极解决方案”。在西南交大真空管道磁悬浮实验室的墙上,挂着这样的一句话。墙下面,就是在2011年4月建成的“真空管道磁悬浮列车实验系统”,这个实验系统由真空管道、永磁轨道、高温超导模型车、驱动系统和真空机组5个部分构成。

  记者在现场看到,由有机玻璃构成的真空管道长达十米,呈圆形,管道中,加了液氮的高温超导模型车在永磁轨道上快速地滑行着。实验室主要研发人员赵立峰副教授介绍说,结合这个实验系统的测试和计算机的模拟,就能计算出真空管道磁悬浮列车最有效的运行方式。

  真空管道运输

  最高时速可达7000公里

  “空气阻力是传统轨道交通发展的最大障碍。”赵立峰介绍说,对于在大气环境下运行的列车来说,时速400公里已经是一个极限速度了。而在真空环境中,这些问题都将不复存在。

  “通过调整真空参数,就可以模拟10000米高空、20000米高空,甚至是宇宙的真空环境。真空度越高,列车的运行速度就能越快。”在西南交大对真空管道磁悬浮列车的展望中,这种无空气阻力,无接触供电、无接触驱动的新型运输方式,运行速度可高达6-7千公里每小时。

  无噪音、无污染、高速、耗能低等,都是真空管道磁悬浮列车的显著优点。除此之外,这种真空管道磁悬浮列车的安全性也是一个很显著的特点。

  地上地下都能建

  成都到北京只用20分钟

  “目前,这种轨道交通系统还处在理论研究阶段,但已经向相关部门提出了建造的相关建议。”赵立峰告诉记者,这种真空管道磁悬浮列车的真空管道地上地下都能建。地上的可采用高架管道建造方式,造价约3000万人民币/公里。地下的为埋设管道的方式,按照目前地铁隧道造价估算,其造价应在4亿元每公里左右。

  这种列车的运行速度可高达6-7千公里每小时,成都到北京的飞机飞行距离是1600公里,需飞行2小时左右,而如果乘坐真空管道磁悬浮列车,20多分钟即可到达。

  不过,速度这么快,票价可不一定贵,赵立峰介绍说,由于真空管道高速列车,每人公里能耗只有普通列车的一半甚至更低,其票价可低至现有高铁的三分之二甚至一半。

 团队素描

  建成全球首个“胶囊高铁”实验系统

  10年,可以是梦想成为现实的时间。

  2003年,2013年,10年的距离,在西南交通大学超导与新能源开发中心主任赵勇教授的主持下,“真空管道磁悬浮列车”从一个模糊的概念,成为一个实实在在的“真空管道磁悬浮列车实验系统”,而在未来,它有可能成为连接各个城市的主要交通方式。

  “真空管道磁悬浮列车有可能成为未来城际间的主要交通工具!”赵勇是我国在高温超导研究领域培养的第一位博士,2003年,西南交大超导与新能源开发中心成立,他将真空管道运输首次列为研究课题之一,并组建研究团队,包括三位教授、1位副教授,1名讲师和1名博士。

  2004年12月,西南交大沈志云院士举办了“真空管道高速交通”院士研讨会,20多名院士、专家参加。沈志云院士在《关于真空管道超高速交通的思考》提出的设想,我国真空管道超高速交通的发展战略和技术方案发展战略定位于每小时600~1000km超高速地面交通。

  “在2007年之前,整个团队的研究都比较辛苦,无接触供电系统、磁悬浮性能一系列问题等待攻克,科研经费等都一度面临困境。”为了研究项目,整个团队甚至放弃了节假日,在实验室中埋头苦干。事情在2007年出现转折,2007年初,该校建立了“磁浮技术与磁浮列车教育部创新团队”,开始了真空管道磁浮列车技术的实验探索研究。2009年,赵勇教授同其他专家合作出版了专著《速车系统概论》,对于真空管道交通进行了深入与系统的讨论,这是世界上第一本系统论述真空管道磁悬浮技术的专著。

  2011年4月,世界上第一个“真空管道磁悬浮列车实验系统”在这个研究团队手中建成。目前,他们正在建设接近于真实环境的高速大型试验系统,而这,是从理论走向实际的重要一步。

  展望

  无摩擦、更便宜、更环保

  据赵立峰介绍,真空管道运输是一种无空气、无摩擦的运输方式,比火车和飞机更安全、更便宜、更安静。除此之外,这种真空管道磁悬浮列车的安全性也是一个很显著的特点。赵立峰介绍说,这个轨道交通系统采用无接触供电,无接触驱动,没有机械性接触,因此不会脱轨;同时,通过管道的无接触供电,可以随时监控到列车的运行,不会发生撞车事故;在管道中运行,不受大雪、雷电等恶劣天气影响。“因此,安全性肯定比普通列车高。”

  而在美国电动汽车公司公布的细节中,每一个“胶囊”重达183kg,长16英尺(4.87米),能容纳4至6名乘客,还有存放行李的货厢。连接两个目的地的管道跟高速铁路一样,会搭建在地上。

  争论

  乘坐:如何克服超高加速度?

  诸多学者提出,未来运输问题的终极解决方案将是深埋于地下的真空管道磁悬浮运输系统。

  从理论上来讲,建造真空管道超高速运输系统已具有现实可行性。但也仍存在众多的技术问题有待解决。比如,人体是否能够承受超高加速度和高速转弯产生的巨大的离心力。

  造价:一公里管道超10亿?

  中国两院院士沈志云在接受媒体采访时也曾表示:“成本太高了,这么长的隧道,还需要抽气,真空管道一公里10个亿也下不来。”

  时速:真的能上千公里?

  同济大学磁浮交通工程技术研究中心副主任林国斌在接受媒体采访时表示,理论上,在真空环境内交通运输确实有可能达到更高速度,但最高速度还与悬浮导向系统、牵引系统、轨道系统及运行控制系统性能相关。真空管道运输的速度可以超过目前大气环境中的最高速度,但是否能达到1000公里的时速或更高速度,需要有更严密的论证并最终通过试验来验证。(记者张菲菲摄影吕甲)

 

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