從時速20公里的馬車,，到時速60公里的蒸汽火車,、時速300公里的高鐵,、時速500公里的磁懸浮列車,，科技讓人類對速度的追求一一化為現(xiàn)實。即使如今有了時速接近千公里的民航客機(jī),，可是我們還想更快,。前不久，在大同正式揭牌的高速飛車山西省實驗室,，以及同時開工的大同試驗線工程,，就是實現(xiàn)這一追求的新起點。
航空航天技術(shù)融合軌道交通技術(shù),，打造地表最快的車
高速飛車全稱是超高速低真空管道磁浮交通系統(tǒng),，時速可達(dá)1000公里，是繼輪船,、汽車,、火車、飛機(jī)之后的新一代交通工具,，也將是世界上最快的地面交通工具,，它融合了屬于航空航天的技術(shù)和屬于地面軌道交通的技術(shù)，通過超導(dǎo)磁懸浮和低真空管道實現(xiàn)超高速的“近地飛行”,，一躍成為地表最快的車,。
在中國航天科工集團(tuán)有限公司磁懸浮與電磁推進(jìn)技術(shù)總體部總體技術(shù)中心主任趙明看來，我國幅員遼闊,，主要城市群之間的距離大多都在1000公里左右,，要打造全國尺度上的“一小時經(jīng)濟(jì)圈”，就需要時速1000公里的交通工具來滿足社會發(fā)展的需求,。
出行更快更便捷,，是大家共同的愿望、共同的追求,。出行速度達(dá)到時速1000公里的目標(biāo)能實現(xiàn)嗎,？中北大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院院長馬鐵華告訴記者，實現(xiàn)時速1000公里高速度運行，需要克服兩個問題：一是車輪與軌道間的摩擦,，磁懸浮技術(shù)就是解決這個問題,；二是讓列車在專門的低真空管道行駛，能解決空氣阻力和噪聲的問題,?！澳壳?，磁懸浮,、低真空兩項技術(shù)在我國都有非常好的應(yīng)用，結(jié)合航空航天,、鐵路領(lǐng)域近年來一些重大的成果,，我們相信這個項目是具備工程可實施性的，也具備可操作性,?！备咚亠w車帶來的改變可以說是顛覆性的，2019年9月,，我國正式印發(fā)《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》,，明確提出“合理統(tǒng)籌安排低真空管(隧)道高速列車等技術(shù)儲備研發(fā)”；目前該項目已納入2021年山西省第一批重點工程,。
萬丈高樓平地起,，千里飛車自此行
目前，縱觀世界范圍內(nèi)已經(jīng)實現(xiàn)和正在研究的磁懸浮列車,，按懸浮方式可分為三種：電磁懸浮型,，以德國、日本為代表的中低速磁浮列車,，技術(shù)已較為成熟,，最高速度為500km/h；高溫超導(dǎo)釘扎懸浮,，由我國西南交通大學(xué)研制成功了我國首條高溫超導(dǎo)磁懸浮環(huán)形試驗線,，目前總體上仍舊處在研制和樣車階段；電動懸浮型,，如日本中央新干線的超導(dǎo)直線電機(jī)列車,，技術(shù)相對成熟，最高速度記錄目前為603km/h,。此次研制的高速飛車就屬于電動懸浮范疇,。作為新興高速交通模式，飛車雖具有速度快,、不受天氣影響等優(yōu)點,，但它的安全性如何？趙明認(rèn)為：“從制式上來講，飛車采用磁懸浮制式,，磁懸浮是接耦合的車軌結(jié)構(gòu),，軌道把車包裹起來，不存在脫軌的風(fēng)險,。另外,，我們采用分段供電制式，一段供電區(qū)間只有一輛車,。這樣一來,，規(guī)避了這兩種風(fēng)險。低真空,，跟航天員出艙的高真空不一樣,，類似于飛機(jī)的環(huán)境，采取負(fù)壓手段,，5分鐘內(nèi)讓管道的環(huán)境恢復(fù)到常壓,，這樣的話，飛車和飛機(jī)一樣安全穩(wěn)定,?！?/p>
和尋常交通工具不同的是，高速飛車在低真空管道中運行,，低真空管道的設(shè)計研發(fā)對于飛車的速度一樣起著至關(guān)重要的作用,，由航天科工集團(tuán)聯(lián)合中國中鐵建成了國內(nèi)首個面向工程化的低真空管道試驗平臺。超高速低真空管道磁浮交通系統(tǒng)試驗平臺主要由運控室,、真空泵房,、管梁基礎(chǔ)、21米NU梁,、6米鋼管梁及相關(guān)配套設(shè)施組成,。建設(shè)過程中，研發(fā)部門攻克了高大鋼構(gòu)件的吊裝,、運輸,、安裝、一級焊縫的焊接,、真空氦氣檢漏等一個又一個技術(shù)難題,。這是國內(nèi)首個建成的低真空管道磁浮梁，它的竣工代表高速磁懸浮列車向工程化方向邁出了實際性的第一步,。如今高速飛車的研發(fā)已經(jīng)進(jìn)入到落地實施階段,。2021年5月24日，高速飛車山西省實驗室揭牌暨大同(陽高)試驗線工程開工奠基活動在大同舉行,，這也標(biāo)志著我國首條超高速低真空管道磁浮交通系統(tǒng)全尺寸試驗線正式開工建設(shè),。
在大同市陽高縣,，高速飛車山西省實驗室正式揭牌，這里正在建設(shè)國內(nèi)首條完全自主知識產(chǎn)權(quán)的磁懸浮試驗線,。這個目前世界上最快的地面交通工具實驗項目,，不僅有了科研平臺，而且它的大科學(xué)裝置,，2公里長的核心試驗線,，也全部開工。高速飛車山西省實驗室由中北大學(xué)和中國航天科工集團(tuán)第三研究院聯(lián)合共建,，將重點開展高速飛車系統(tǒng)總體技術(shù)研究,。完成后將實現(xiàn)全尺寸全系統(tǒng)穩(wěn)定懸浮推進(jìn)集成演示驗證，并突破一批核心關(guān)鍵技術(shù),，為國家大科學(xué)試驗裝置落地奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ),。在此基礎(chǔ)上,，未來將進(jìn)一步拓展線路長度,，逐步構(gòu)建我國在該領(lǐng)域的綜合研究體系、試驗體系,、標(biāo)準(zhǔn)體系和產(chǎn)品體系,。前沿的交通技術(shù)與山西結(jié)緣，緣于我省有良好的基礎(chǔ)條件,，具備滿足各項實驗技術(shù)條件,。特別是中北大學(xué)跟中國航天科工三院一直有長期技術(shù)合作，特別是中北大學(xué)在動態(tài)的測控處于全國的領(lǐng)先水平,，保證這個項目順利進(jìn)行既為山西省的經(jīng)濟(jì),，為高速飛車這個項目的技術(shù)，同時也為中北大學(xué)的一流學(xué)科建設(shè)起到重要的推動作用,。
扎實推進(jìn)的科學(xué)研究,，讓高速飛車未來可期
每一次交通工具變革都引發(fā)了一系列的蝴蝶效應(yīng)，那高速飛車會給未來的生活帶來什么樣的變化,？北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院教授楊中平認(rèn)為,，目前，我國已擁有世界上運行速度最快的輪軌式高速列車和磁懸浮列車,，因此,，我國研發(fā)運行速度更高的高速飛車有其必然性，高速飛車未來有很好的發(fā)展前景,。高速飛車一旦商業(yè)運營,，對優(yōu)化我國資源配置，改善地區(qū)經(jīng)濟(jì)不平衡,，形成“超級城市群”“一小時經(jīng)濟(jì)圈”都具有重要意義,，這也必將有力地推動我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,。
馬鐵華也意識到，按照現(xiàn)在中國的版圖面積,，1000公里的距離基本上把主要的大型城市都覆蓋在1小時之內(nèi),，高速飛車的時速如果達(dá)到1000公里，對我國“1小時經(jīng)濟(jì)圈”經(jīng)濟(jì)拉動,，不可限量,。“另一方面,，高速飛車是電磁力熱強(qiáng)耦合的高技術(shù)集群產(chǎn)業(yè),，發(fā)展它，不僅僅是把項目做成,，還能帶動一大批技術(shù)和產(chǎn)業(yè),，比如說人工智能、大數(shù)據(jù),、電力電子,、集成電路，我們也相信高速飛車項目,，能夠給山西的經(jīng)濟(jì),、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)帶來強(qiáng)大的推動力?！壁w明這樣認(rèn)為,。
高速飛車試驗線落地山西，會給山西帶來一些怎樣的可預(yù)見性的影響和變化呢,？在馬鐵華看來,，這對山西省整個轉(zhuǎn)型發(fā)展的企業(yè)升級，應(yīng)該會帶來一個非常好的拉動效應(yīng),，后期對整個產(chǎn)業(yè)鏈條,，涉及從原材料到整車的裝配方方面面有促進(jìn)作用。高速飛車不僅僅是個技術(shù)含量高的項目,，它對公眾也有很大的吸引力,，可以拉動科普宣傳。對中北大學(xué)來說,，學(xué)校有軌道交通專業(yè),、電氣工程專業(yè)、控制系統(tǒng)專業(yè),，很多專業(yè)學(xué)科都是跟飛車項目緊密結(jié)合,，學(xué)校將充分發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢，提升科研水平,。
“足不踐土,、行越飛禽,、夜行萬里、逐日而行……”的八匹駿馬承載的是中國人對速度的想象和憧憬,，今天,，科研人員通過高速飛車正在將這一想象化為現(xiàn)實，未來以更快的高速飛車為代表的新型運輸工具,，將構(gòu)建讓人民滿意,、保障有力、世界前列的現(xiàn)代化交通強(qiáng)國,。
本欄目內(nèi)容源自山西衛(wèi)視“轉(zhuǎn)型進(jìn)行時”
