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“超导磁悬浮列车具备科学基础”

来源:爱游戏平台下载    发布时间:2024-09-25 06:06:10

  每当一个新技术的出现和应用时,就有一种说法要取代什么,其实新技术对传统技术只是补充,而不是取代。比如火车没有取代汽车,飞机没有取代火车、高铁,各有各的用途。那么超导磁悬浮交通也不会取代高铁、汽车、飞机。在超导磁悬浮技术尚未成熟之时,飞机、汽车和高铁的迅猛发展有重要的历史意义和价值,但反过来,传统的交通也没必要排斥常导和超导磁悬浮技术的发展。许多新技术是相互贯通、借鉴和互补的。 — 范江弟

  自2017年8月以来,由中国航天科工集团牵头的超高速磁悬浮管道列车项目的发布,引起了人们广泛议论,尤其是超高速磁悬浮管道列车1000公里、2000公里甚至4000公里的时速目标,引起许多人质疑。就此,南都记者专访了深度参与这一项目的重庆市科学技术研究院首席科学家、重庆超导科技研发中心主任范江弟,他于1983年赴美留学,2012年辞去美国终身教授回国工作,他在超导机制理论及应用领域研究了30年。他向南都记者指出,这一个项目是具备科学基础的,而且是可行的。

  南方都市报(以下简称南都):对于超高速磁悬浮管道列车项目,你们有怎样的短期规划?

  范江弟:实际上西南交通大学王家素、王素玉教授带领的科研团队2000年就做出来了世界第一台高温超导磁悬浮样车,但后续运作不理想,一直到了今天,该样车及他们的学生邓自刚带头做出来的真空管道样车都还停留在实验室。我们要做的第一件事,就是把西南交通大学那个样车从实验室搬到室外。

  我们有个打算是先做游乐车项目,这是一段具有真正意义的超导磁悬浮。把超导磁悬浮车从实验室搬出来,投资几千万元在游乐场山顶做个500米到1000米长的轨道,让大家坐一坐,一两年就能收回成本。这个以游乐为主,20公里时速就够了,安全性没问题。这个线路可以说是科普线,让公众认识和认知超导磁悬浮技术的魅力。

  范江弟:已经在谈了,只要资金到位,用6到12个月时间,争取在2019年底前做出来。

  南都:你之前考虑建设重庆北站到重庆机场的超导磁悬浮交通线,详细情况是怎样的?

  范江弟:下一步设想,就是争取建重庆北站到重庆江北机场的超导磁悬浮交通线公里以上,空气阻力和噪音太大,在空气中运行已无商业经济价值而且对环境造成污染,就应该进管道了。重庆北站至江北机场超导磁悬浮建设预算控制在30亿元,每公里1.2亿到1.5亿元。

  不过这只是我个人的设想,还没有和地方政府商量。去找地方政府谈这件事情,我觉得现在还为时过早,至少要等我们实现一段看得见、摸得着的载人试验线路。

  范江弟:主要质疑高速度,认为超高速度人受不了。这个疑虑是一个误解。其实,当我们坐飞机的时候,除了初次乘机者耳膜有感觉外,其他不会有太多不适,而且耳膜的感觉也不是因为速度引起的,是飞机舱内外空气压差导致。随着车辆启动,乘客在车辆加速时会有点感觉,采用不超过飞机起飞的加速度,到了一定超高速行驶状态,乘客就像乘坐飞机一样,不会知道车辆是以多大时速在运行,也不会有任何不适。说白了,超导磁悬浮车,也可称之为“航行器”,实际上的意思就是把在10公里左右高的稀薄空气中飞行的飞机,搬到地面甚至放到真空管道中去飞,而且飞得更快。

  范江弟:车体本身不太复杂,需要突破的核心问题,一个是悬浮高度,悬浮10毫米至15毫米,高速行驶时,车体和下面磁体会不会产生摩擦,是很有挑战性的问题,有摩擦就是灾难性的。理论上是不也许会出现这个情况的,但要一定要大量做试验,看什么情况下可能会产生摩擦。

  还有一个问题是,到了车站后人怎么进出。车厢里有空气,管道里是真空,到站后要到有空气的地方,要有个转换,这是能解决的问题。

  还有就是车轨分道问题,复杂在于这是在真空管道里分道,这还有很多具体技术问题是需要突破。比如从重庆到北京,中间轨道会有分岔,在大中城市停靠上下乘客。

  还有自动控制系统问题,真空管道内紧急状况下如何安全停车,这对自动控制系统、安全救生系统都有要求,这都会有技术小组分头进行研究攻关。

  范江弟:和飞机一样,车内是有氧气的,这个技术不用什么突破,飞机那套系统稍加改进就可以用。像在飞机里面那样,人是可以在车内走动的。

  范江弟:最便宜的是水泥管道,可以用特殊黏合剂确保水泥管道密闭性,主要是解决接头地方的漏气问题。还有一些其他材料可供选择,比如铝合金等新的金属材料。这样的一个问题会有专门小组考虑。

  范江弟:我认为超导磁悬浮交通是非常安全的。超导磁悬浮交通至少有以下几大特点,第一,它不会出轨,车体下面的磁体面只起磁悬浮和磁导向作用,并无轮轨接触。因此,即使有一段磁体面破裂,比如说一两米甚至更长,只要比车体长度短得多,它就不可能出轨。在那么高的速度下,车体瞬间即通过破碎断面,乘客可能连微微震动一下都感觉不到就过去了。第二,它不会追尾,采用地面的直线电机推进和制动车辆行驶,在电脑控制下全部车辆运行是同步运行的,要走都可以走,要停大家都得停。第三,纵使停电也无妨,车辆永远是在永磁体上悬浮的,推进系统电力供应与悬浮无关,即使断电也无妨,不可能擦刮磁体面。第四,它具有自稳定性,超导磁悬浮有个特别之处是自稳定性质,车辆只能沿着有磁场的地方运动,车辆冲出导向磁场区域需要极大外力才有机会,这是由超导体自身性质决定了的,这就大大简化了车辆运行中的导向和稳定系统,不但降低了成本还减轻了重量。

  范江弟:前面谈到的几点已经显示了超导磁悬浮技术的一些优越性。此外,就是节省工程建设费用。现代交通建设的费用中,相当部分是花费在工程建设上。高温超导磁悬浮线优越之处主要在于,它不需要那么多钱花在路基建设上。因为车身里面没有驱动、制动以及复杂的导向系统装置,它的重量只有常规车辆的四分之一左右,如果用铝甚至镁合金做车体,甚至更轻,对道路的要求没那么苛刻。因此在工程建设成本上可以省下很多钱。再就是其维护成本非常低。

  范江弟:我从美国回国服务后,就向重庆市科学技术研究院领导和重庆市政府建议开展超导应用研发技术。我花了三年多时间,在重庆市科学技术委员会和研究院领导的支持下成立了超导研发中心,我得到科技部支持,拿下一个国际合作大项目,在与乌克兰科学家合作,并得到王家素、王素玉教授等的支持,研发高温超导强磁分离选矿机。目前,任务已接近尾声,研制的产品正在调试,可以保质按时完成任务。

  我们中心目前只是做一些超导及常导磁悬浮科普,小型应用工作。比如磁悬浮技术在教具、玩具和娱乐方面的应用,其中有的产品已经开发成功并在市场上销售。未来,我们依托这个大的科技部项目,把它的产业化推向市场,把超导磁悬浮技术普及于大众。

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