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时速600公里国产高速磁浮列车即将“起飞”

2019-08-14

发明与创新 2019年21期
关键词:利民中车时速

时速600公里高速磁浮试验样车(图/新华视点)

5月23日,时速600公里的高速磁浮试验样车在青岛下线。这标志着我国在高速磁浮交通技术领域的自主创新实现重大进展。

填补交通运输体系空白

高速磁浮作为一种新型尖端轨道交通技术,相比高速轮轨,具备能效高、能耗低、安全性高、环境友好性强、速度高、可快起快停等优势。

谈及时速600公里高速磁浮的定位,国家重点研发计划“先进轨道交通”重点专项总体专家组组长、北京交通大学教授贾利民认为,它是对我国现有交通运输体系的一个非常重要的补充。“时速100公里以下的有道路交通;时速100公里以上、400公里以下的有高速轮轨;时速800公里以上的有航空运输。时速600公里的高速磁浮可填补高速轮轨时速400公里到航空运输时速800公里速度级之间的空白,它对丰富和完善我国的交通运输体系具有重要作用。”

在运营方面,高速磁浮可以实现500公里通勤化、1000公里到1500公里同城化和2000公里到2500公里走廊化的交通格局。高速磁浮课题负责人、中车青岛四方机车车辆股份有限公司(下称“中车四方”)副总工程师丁叁叁介绍,按实际旅行时间计算,在1500公里运程范围内,高速磁浮是最快的交通方式。“以北京至上海为例,加上旅途准备时间,乘飞机需要约4.5小时,高铁需要约5.5小时,而高速磁浮仅需3.5小时左右。”贾利民还补充强调,高速磁浮的核心功能是城际交通。500公里的通勤化意味着不同城市之间能够实现通勤,有利于城市功能的重新布局。

突破核心技术恰在毫厘之间

让满载旅客的庞然大物悬浮在轨道上,并以600公里/小时的速度飞驰,需要解决多项轨道交通的核心关键技术,其中关键的一项,就是列车与轨道间距离必须稳定保持在10毫米以内,这对悬浮导向等系统提出了严苛的要求。为了解决这个问题,工程师们在列车上安装了多个传感器,实时向控制系统“汇报”车身与轨道的距离,而后通过调整电流强弱将间距控制在设定范围内。

由于列车以超高速向前行进,车辆与轨道的位置时刻发生变化。因此,所安装的传感器必须非常“聪明”,在最短的时间内做出反馈。“我们通过优化磁铁能力、响应带宽和控制算法、引入电流负反馈等办法,将响应时间从0.824秒减至0.01秒。”丁叁叁说。

从参数、技术指标上看,这辆试验车在高精度悬浮导向、测速定位装置及控制系统方面都达到了国际领先水平,取得了阶段性的成果。

要让高速磁浮安全稳定运行,挑战还有许多,风阻就是其中之一。当时速达到600公里,气动阻力占据90%以上。为了解决超高速工况下气动阻力、强度、刚度等系列难题,中车四方专门开发出轻质高强度的新一代车体。车体使用了碳纤维密封材料,较铝合金减重30%;专门研发的3D编织悬浮架等部件,提高了部件的疲劳强度和阻尼特性。

在加工技术上,新车体采用了激光复合焊接技术,精度比弧焊提高3倍,误差仅正负1毫米。“安装内部组件时,几乎都是一次成功,以前是不敢想象的。”丁叁叁说,“这为后期生产、维护提供了巨大便利。”

正是这毫厘之间的突破,展示了中国制造的真正实力。(本刊综合)※

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