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中国研发“超级高铁” 理论时速达1000公里

2018-03-03 10:29 来源:网络  作者:求是新闻
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中国研发超级高铁 理论时速达1000公里 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
中国研发“超级高铁” 理论时速达1000公里


  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。
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