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中國(guó)拉開(kāi)“超級(jí)高鐵”研發(fā)競(jìng)賽大幕 各地爭(zhēng)建最快實(shí)驗(yàn)線
日前，西南交通大學(xué)首席教授張衛(wèi)華在2018年世界交通運(yùn)輸大會(huì)上透露，世界上時(shí)速最快的超級(jí)高鐵試驗(yàn)線正在成都搭建，預(yù)計(jì)今年年底前將建成，并投入試驗(yàn)測(cè)試。
據(jù)他介紹，中國(guó)版超級(jí)高鐵將采用“高溫超導(dǎo)磁懸浮+真空管”技術(shù)，且目前已著手探討時(shí)速1500公里的可行性。
“1500公里/小時(shí)只是目標(biāo)的試驗(yàn)性速度，是否可行尚有待驗(yàn)證，即便在試驗(yàn)線上達(dá)到了，能否載人、能否實(shí)際應(yīng)用更是另說(shuō)。”6月21日，國(guó)家磁浮交通工程技術(shù)研究中心副主任林國(guó)斌對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示，從目前的研究階段來(lái)看，超級(jí)高鐵投入商業(yè)化運(yùn)行還有很長(zhǎng)的路要走。
事實(shí)上，相對(duì)“炸眼”的速度，需要注意的是，目前國(guó)內(nèi)的超級(jí)高鐵項(xiàng)目至今沒(méi)有搭建成功的試驗(yàn)線。中國(guó)科學(xué)院院士孫鈞曾指出，國(guó)產(chǎn)高速列車(chē)磁懸浮技術(shù)由于沒(méi)有試驗(yàn)線，至今無(wú)法進(jìn)行完整的驗(yàn)證。
除了成都，山東煙臺(tái)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)也于去年宣布與北京交通大學(xué)合作，建設(shè)高鐵試驗(yàn)線和車(chē)間。此前，中國(guó)中車(chē)宣布啟動(dòng)時(shí)速600公里高速磁浮鐵路項(xiàng)目研發(fā)，并計(jì)劃在山東建成一條高速磁浮試驗(yàn)鐵路；中國(guó)航天科工集團(tuán)也于去年宣布研制“超高速飛行列車(chē)”，但截至目前，這些項(xiàng)目尚均未有新的進(jìn)展。
所謂高溫超導(dǎo)，是指在零下196攝氏度的液氮環(huán)境中，特殊材料制成的超導(dǎo)體具有零電阻效應(yīng)。與低溫超導(dǎo)磁懸浮相比，高溫超導(dǎo)磁懸浮有自穩(wěn)定性。
早在今年3月，西南交通大學(xué)的牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室便對(duì)外宣布，世界上時(shí)速最快的真空高溫超導(dǎo)磁懸浮直道試驗(yàn)線正在成都搭建，今年年底將建成，并投入工程化測(cè)試。
資料顯示，這條全新的試驗(yàn)線直徑4.2米、長(zhǎng)140米的特制管道，將在低氣壓環(huán)境中測(cè)試，實(shí)驗(yàn)車(chē)車(chē)底布滿(mǎn)特制的高溫超導(dǎo)材料，依靠液氮形成的低溫，達(dá)到超導(dǎo)和磁懸浮效果，懸浮高度10毫米，承重200公斤，測(cè)試時(shí)速最高可達(dá)400公里/小時(shí)。
該速度比馬斯克的同類(lèi)型超級(jí)高鐵試驗(yàn)線還要高。在首次全真空條件下測(cè)試中，馬斯克的Hyperloop（超級(jí)高鐵）測(cè)試車(chē)最高時(shí)速僅達(dá)到了113公里，今年1月在Devloop實(shí)驗(yàn)基地，國(guó)外媒體報(bào)道的最高測(cè)試時(shí)速則達(dá)到386公里。
張衛(wèi)華進(jìn)一步介紹稱(chēng)，由西南交通大學(xué)承擔(dān)的“多態(tài)耦合軌道交通動(dòng)模試驗(yàn)平臺(tái)”，是在1500米可模擬不同低氣壓環(huán)境的真空管道里，開(kāi)展不同磁懸浮模式比例模型車(chē)運(yùn)行測(cè)試，包括高溫超導(dǎo)磁懸浮模式在內(nèi)，試驗(yàn)速度超過(guò)音速。
“‘多態(tài)耦合軌道交通動(dòng)模試驗(yàn)平臺(tái)’或在今年9月獲國(guó)家批準(zhǔn)，項(xiàng)目從開(kāi)始實(shí)施到建成約需31個(gè)月。”張衛(wèi)華透露，按這個(gè)進(jìn)程，我國(guó)最快將于2021年4月達(dá)到1500公里試驗(yàn)時(shí)速。1500公里時(shí)速什么概念？目前，民航客機(jī)的飛行時(shí)速也才達(dá)到900公里。
從當(dāng)前情況來(lái)看，我國(guó)最新研制的“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車(chē)組最高設(shè)計(jì)速度為400公里/小時(shí)，在測(cè)試中速度曾達(dá)到420公里/小時(shí)，而在實(shí)際中，仍以350公里/小時(shí)的速度運(yùn)行。
要實(shí)現(xiàn)超高速的鐵路運(yùn)行，傳統(tǒng)的輪軌式列車(chē)在技術(shù)上不能滿(mǎn)足需求。據(jù)介紹，受粘著、弓網(wǎng)和噪聲等制約，輪軌交通技術(shù)時(shí)速臨界線為600公里，因此高速磁懸浮軌道交通是超級(jí)高鐵的主攻方向。
2013年，馬斯克首次提出“Hyperloop”概念。從理論上說(shuō)，Hyperloop是一款通過(guò)亞音速浮空列車(chē)系統(tǒng)構(gòu)建一個(gè)局部真空管道以承載膠囊型座艙的列車(chē)，因克服空氣阻力和輪對(duì)摩擦，速度堪比音速。
中國(guó)對(duì)高速列車(chē)的研究也由來(lái)已久。2004 年，西南交通大學(xué)教授、中國(guó)兩院院士沈志云舉辦了一場(chǎng)“真空管道高速交通”院士研討會(huì)，他在會(huì)上提出，真空(或低壓)管道式地面交通是達(dá)到超高速的唯一途徑，并認(rèn)為我國(guó)應(yīng)將目標(biāo)定位在發(fā)展時(shí)速600至1000公里的超高速地面交通上。
不過(guò)，截至目前，國(guó)內(nèi)的超級(jí)高鐵項(xiàng)目還未展開(kāi)公開(kāi)的試驗(yàn)，相關(guān)技術(shù)也尚處于研發(fā)階段。上述真空高溫超導(dǎo)磁懸浮直道試驗(yàn)線若真能在今年年底建成，將有望成為國(guó)內(nèi)第一條真正意義上的超級(jí)高鐵試驗(yàn)線。
西南交通大學(xué)并非唯一研究超級(jí)高鐵的團(tuán)隊(duì)。事實(shí)上，關(guān)于超級(jí)高鐵的試驗(yàn)線建設(shè)，每隔一段時(shí)間便會(huì)有新聞出現(xiàn)。除了成都，煙臺(tái)等地也有可能建成超級(jí)高鐵的試驗(yàn)線。
去年一則消息顯示，北京交通大學(xué)煙臺(tái)研究院將與煙臺(tái)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)管委會(huì)共同建設(shè)國(guó)家超級(jí)高鐵實(shí)驗(yàn)室，在開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)先期建設(shè)一條長(zhǎng)1公里的超級(jí)高鐵試驗(yàn)線和中試車(chē)間，加強(qiáng)真空管道高速磁浮交通技術(shù)研究，爭(zhēng)取在超級(jí)高鐵技術(shù)取得重大突破，積極推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
但開(kāi)發(fā)區(qū)相關(guān)人士彼時(shí)在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者采訪時(shí)表示，目前該項(xiàng)目只有合作意向，是打算要建一個(gè)超級(jí)高鐵的研究項(xiàng)目，不過(guò)具體詳情還未談。
另外，中國(guó)航天科工集團(tuán)也于去年宣布研制“超高速飛行列車(chē)”，并將研制方向分為了三個(gè)階段：第一步研制出最大運(yùn)行時(shí)速1000公里的列車(chē)，建設(shè)區(qū)域性城際飛行列車(chē)交通網(wǎng)；第二步研制最高時(shí)速2000公里的列車(chē)，建設(shè)國(guó)家超級(jí)城市群飛行列車(chē)交通網(wǎng)；第三步研制出最高時(shí)速4000公里的列車(chē)，建設(shè)“一帶一路”飛行列車(chē)交通網(wǎng)。
這個(gè)速度構(gòu)想比現(xiàn)在提及的超級(jí)高鐵還要駭人，盡管聽(tīng)上去激動(dòng)人心，但項(xiàng)目本質(zhì)上仍處于“想象”階段。林國(guó)斌表示，1000公里的時(shí)速并非不可能實(shí)現(xiàn)，但需要花費(fèi)大量的人力、物力與財(cái)力。
相比于這些時(shí)速動(dòng)輒1000公里的超級(jí)高鐵，山東省的另一項(xiàng)磁懸浮項(xiàng)目相對(duì)“現(xiàn)實(shí)”。2016年10月，中國(guó)中車(chē)宣布啟動(dòng)時(shí)速600公里高速磁浮鐵路項(xiàng)目研發(fā)，預(yù)計(jì)將于2020年交付首臺(tái)樣車(chē)，并在山東建成一條高速磁浮試驗(yàn)鐵路。
根據(jù)山東當(dāng)?shù)孛襟w最新報(bào)道，2018年中國(guó)第一臺(tái)能夠進(jìn)入商用的高速磁懸浮列車(chē)將在山東下線，2019年建成5公里試驗(yàn)線、2020年建成30公里試驗(yàn)線。
事實(shí)上，僅在研究階段，超級(jí)高鐵所需要的花費(fèi)已是很大。上述成都實(shí)驗(yàn)線的相關(guān)負(fù)責(zé)人此前在接受采訪時(shí)坦言，作為一個(gè)新興前沿領(lǐng)域，需要科研自信和各方支持，“最缺的是資金和社會(huì)的支持。一公里的試驗(yàn)線，大概需要 2 億元資金�！�
此前，從另外一場(chǎng)海底真空磁懸浮列車(chē)項(xiàng)目的研討會(huì)中了解到，無(wú)論是真空技術(shù)還是磁懸浮技術(shù)，并非沒(méi)有突破的可能，但需推動(dòng)落地試點(diǎn)。“原理上行得通，但要加快發(fā)展工程，把商業(yè)運(yùn)行和科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)�！�
中國(guó)工程院院士樂(lè)嘉陵建議。
中國(guó)科學(xué)院院士孫鈞則指出，總體而言，涉及磁懸浮，項(xiàng)目投資額將會(huì)是個(gè)不小的數(shù)字�！爱�(dāng)年京滬高鐵1300公里，磁懸浮預(yù)算是4000億元人民幣，造價(jià)高昂；而輪軌造價(jià)預(yù)算大約是1300億，實(shí)際建造也花了2200億�！庇捎谠靸r(jià)過(guò)高，磁懸浮在實(shí)際中推廣也相對(duì)困難。
他還表示，除造價(jià)高昂之外，運(yùn)行成本也將是不小的負(fù)擔(dān)。“高速運(yùn)行物體能耗是速度的三次方，磁懸浮能耗將非常高。”據(jù)了解，速度提升之后，空氣阻力將翻倍增長(zhǎng)，而且接觸面的阻力還會(huì)進(jìn)一步制約速度的提升。
而林國(guó)斌則表示，即便在試驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了超高的速度，離商業(yè)使用仍有很長(zhǎng)距離，現(xiàn)在就展望乘坐超級(jí)高鐵出行還為時(shí)尚早，因?yàn)槟壳爸皇沁M(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)，車(chē)是模型，項(xiàng)目投產(chǎn)前還要進(jìn)行載人測(cè)試。
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