1月13日上午,采用西南交通大學(xué)原創(chuàng)技術(shù)的世界首條高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化樣車及試驗(yàn)線在四川成都正式啟用,這標(biāo)志著高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化研究從無(wú)到有的突破,具備了工程化試驗(yàn)示范條件。
西南交通大學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)班子全體成員,科學(xué)院院士、工程院院士沈志云、工程院院士錢清泉、王家素教授、王素玉教授,以及四川省科技廳副廳長(zhǎng)楊品華、成都市科技局局長(zhǎng)丁小斌、云南省發(fā)改委副主任周民欣、中車唐山機(jī)車車輛有限公司副總經(jīng)理吳勝權(quán)等出席儀式。軌道交通實(shí)驗(yàn)室、牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人及研發(fā)團(tuán)隊(duì)代表,交大設(shè)計(jì)院、中鐵、交建、中車、株洲電機(jī)、中鐵二局、中鐵三局、中建鐵投、中鐵磁浮等國(guó)內(nèi)軌道交通領(lǐng)域產(chǎn)、學(xué)、研、用單位的代表參加儀式。
西南交通大學(xué)校長(zhǎng)楊丹在致辭中表示,高溫超導(dǎo)高速磁浮交通,作為交通科技創(chuàng)新的重要革命性成果,是支撐和驅(qū)動(dòng)交通運(yùn)輸事業(yè)開(kāi)拓發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展的新制式軌道交通方式?!案邷爻瑢?dǎo)磁浮技術(shù)作為革命性的技術(shù)創(chuàng)造,首先誕生于西南交通大學(xué)。”楊丹談道,西南交大將堅(jiān)守初心、不負(fù)使命,以高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化樣車及試驗(yàn)線啟用作為新的起點(diǎn),接續(xù)奮斗、開(kāi)拓創(chuàng)新,推動(dòng)高溫超導(dǎo)高速磁浮列車技術(shù)早日實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用,讓“交大磁浮”這張名片越擦越亮、越叫越響;同時(shí),也將發(fā)揮并不斷強(qiáng)化學(xué)科優(yōu)勢(shì),繼續(xù)深耕軌道交通事業(yè),努力產(chǎn)出更多標(biāo)志性、引領(lǐng)性的交通科技創(chuàng)新成果,創(chuàng)造新的、更大的發(fā)展奇跡,持續(xù)為交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)貢獻(xiàn)卓越的交大力量!
啟動(dòng)儀式上,西南交通大學(xué)黨委書(shū)記王順洪宣布高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化樣車及試驗(yàn)線正式啟用。與會(huì)嘉賓共同為高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化樣車及試驗(yàn)線剪彩揭幕。
高溫超導(dǎo)高速磁浮交通樣車驗(yàn)證段建設(shè)項(xiàng)目位于西南交通大學(xué)九里校區(qū)牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,驗(yàn)證段全長(zhǎng)165米,建設(shè)占地約1250平方米。項(xiàng)目主要內(nèi)容包括:高溫超導(dǎo)磁浮原理工程化樣車、懸浮系統(tǒng)、牽引制動(dòng)系統(tǒng)、運(yùn)控系統(tǒng)、線下土建及附屬工程建設(shè),以及整個(gè)系統(tǒng)工程的聯(lián)調(diào)聯(lián)試和綜合性能檢測(cè)系統(tǒng)。
高溫超導(dǎo)高速磁浮交通工程化樣車及試驗(yàn)線項(xiàng)目的建成是推動(dòng)高溫超導(dǎo)高速磁浮列車技術(shù)走向工程化的重要實(shí)施步驟,可實(shí)現(xiàn)高溫超導(dǎo)高速磁浮樣車的懸浮、導(dǎo)向、牽引、制動(dòng)等基本功能,以及整個(gè)系統(tǒng)工程的聯(lián)調(diào)聯(lián)試,滿足后期研究試驗(yàn)。結(jié)合西南交通大學(xué)校內(nèi)磁浮列車模型試驗(yàn)臺(tái)(400+彈射試驗(yàn)臺(tái)、700滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)),可驗(yàn)證高溫超導(dǎo)磁浮列車高速化及長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性,對(duì)于技術(shù)轉(zhuǎn)化、工程示范、學(xué)科建設(shè)都有著重要意義。
高溫超導(dǎo)磁浮列車技術(shù)擁有無(wú)源自穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)能、無(wú)化學(xué)和噪聲污染、安全舒適、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn),是理想的新型軌道交通工具,適用于多種速度域,尤其適合高速及超高速線路的運(yùn)行;具有自懸浮、自導(dǎo)向、自穩(wěn)定特征的高溫超導(dǎo)磁浮列車技術(shù),是面向未來(lái)發(fā)展、應(yīng)用前景廣闊的新制式軌道交通方式。該技術(shù)擬首先在大氣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)工程化,預(yù)期運(yùn)行速度目標(biāo)值大于600 km/h,可望創(chuàng)造在大氣環(huán)境下陸地交通的速度新紀(jì)錄。下一步計(jì)劃結(jié)合未來(lái)真空管道技術(shù),開(kāi)發(fā)填補(bǔ)陸地交通和航空交通速度空白的綜合交通系統(tǒng),將為遠(yuǎn)期向1000 km/h以上速度值的突破奠定基礎(chǔ),從而構(gòu)建陸地交通運(yùn)輸?shù)娜履J?,引發(fā)軌道交通發(fā)展的前瞻性、顛覆性變革。
高溫超導(dǎo)磁浮列車技術(shù)作為革命性的技術(shù)創(chuàng)造,誕生于西南交通大學(xué)。學(xué)校從上世紀(jì)80年代開(kāi)始磁浮的研制,1997年獲批國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目“高溫超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)車”,正式開(kāi)展高溫超導(dǎo)磁浮車的研究。經(jīng)過(guò)近40年科研攻關(guān)、幾代人不懈努力,形成了車載高溫超導(dǎo)體-永磁軌道相互作用理論,建立起高溫超導(dǎo)磁浮電磁熱力多場(chǎng)耦合模型,構(gòu)建了高溫超導(dǎo)磁浮車軌耦合動(dòng)力學(xué)模型,揭示了其高速運(yùn)行動(dòng)態(tài)懸浮特性變化機(jī)理,突破了大載重、高速高溫超導(dǎo)懸浮技術(shù),掌握了高溫超導(dǎo)高速磁浮列車及其運(yùn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù),驗(yàn)證并探索了低真空管(隧)道+高溫超導(dǎo)磁浮的應(yīng)用可行性和優(yōu)勢(shì),學(xué)校在高溫超導(dǎo)磁浮基礎(chǔ)理論研究和關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新方面已經(jīng)形成了優(yōu)勢(shì)和基礎(chǔ),具備了工程化的條件。
2020年,西南交通大學(xué)聯(lián)合中車公司、中鐵等單位協(xié)同攻關(guān),共同開(kāi)展高溫超導(dǎo)磁浮交通工程化樣車和試驗(yàn)線的工程化研究,構(gòu)建了高溫超導(dǎo)高速磁浮交通系統(tǒng)集成技術(shù)體系。西南交通大學(xué)負(fù)責(zé)工程化樣車與試驗(yàn)線的總體設(shè)計(jì)并與中車唐山機(jī)車車輛有限公司共同負(fù)責(zé)磁浮樣車的開(kāi)發(fā)與研制,成都西南交通大學(xué)設(shè)計(jì)院有限公司負(fù)責(zé)試驗(yàn)線的設(shè)計(jì)并完成項(xiàng)目的總集成,中車株洲電機(jī)有限公司負(fù)責(zé)電機(jī)制造、中鐵二局集團(tuán)有限公司負(fù)責(zé)線路施工。該車采用軌抱車安全結(jié)構(gòu)技術(shù)、大載重高溫超導(dǎo)磁浮技術(shù)、長(zhǎng)定子永磁同步直線電機(jī)、全碳纖維輕量化車體、低阻力頭型、電渦流制動(dòng)與安全導(dǎo)向一體化等新技術(shù)和新工藝。
西南交通大學(xué)高溫超導(dǎo)磁浮技術(shù)研發(fā)歷程
據(jù)了解,西南交通大學(xué)從上世紀(jì)80年代開(kāi)始磁浮的研制,1997年獲批國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目“高溫超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)車”,正式開(kāi)展高溫超導(dǎo)磁浮車的研究。
2000年12月31日,學(xué)校研制成功世界首輛載人高溫超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)車“世紀(jì)號(hào)”。2001年,該成果獲四川省科技進(jìn)步特等獎(jiǎng),同年被評(píng)為高等學(xué)校十大科技進(jìn)展。
2001年,北京863計(jì)劃十五周年成就展上,時(shí)任中共中央總書(shū)記、國(guó)家主席江澤民同志親自乘坐“世紀(jì)號(hào)”首輛載人高溫超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)車,并稱贊“stable”
1997年,時(shí)任中央政治局常委、中央書(shū)記處書(shū)記胡錦濤同志參觀“西南交通大學(xué)未來(lái)號(hào)”磁浮列車
2004年,學(xué)校提出了600km/h及以上載人超高速高溫超導(dǎo)磁懸浮交通系統(tǒng)方案,并得到了包括12位院士在內(nèi)的50余位專家的肯定,從此開(kāi)始了高溫超導(dǎo)磁浮車工程化的探索。
2013年,學(xué)校研制完成我國(guó)首條高溫超導(dǎo)磁懸浮環(huán)形試驗(yàn)線,是當(dāng)時(shí)國(guó)際上同等載重能力,截面最小、永磁用量最少的超導(dǎo)懸浮系統(tǒng)。
2014年,學(xué)校建成國(guó)際首條真空管道高溫超導(dǎo)磁懸浮車環(huán)形試驗(yàn)線。
2019年,學(xué)校建成真空管道高溫超導(dǎo)磁浮車高速試驗(yàn)平臺(tái),最高試驗(yàn)速度400km/h,可開(kāi)展高溫超導(dǎo)磁浮車動(dòng)力學(xué)、氣動(dòng)、振動(dòng)、噪聲等方面的研究。
高溫超導(dǎo)磁浮列車的優(yōu)越性
節(jié)能:懸浮和導(dǎo)向不需要主動(dòng)控制、不需要車載電源,系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單。懸浮和導(dǎo)向只需用廉價(jià)的液氮(77 K)冷卻,空氣中78 %是氮?dú)狻?
環(huán)保:高溫超導(dǎo)磁懸浮能靜止懸浮,完全無(wú)噪音;永磁軌道產(chǎn)生的是靜磁場(chǎng),乘客接觸的地方磁場(chǎng)為零,無(wú)電磁污染。
高速:懸浮高度(10~30 mm)可根據(jù)需要設(shè)計(jì),可用于從靜止至低、中、高速和超高速運(yùn)行。與其它磁懸浮技術(shù)比較,更適合真空管道交通運(yùn)輸(大于1000 km/h)。
安全:懸浮力隨懸浮高度的降低成指數(shù)函數(shù)增加,垂直方向無(wú)需控制的情況下也能保證運(yùn)行安全。自穩(wěn)定的導(dǎo)向系統(tǒng)在水平方向也可以保證運(yùn)行安全。
舒適:高溫超導(dǎo)體的特殊的“釘扎力”保持車體上下左右穩(wěn)定,是任何交通工具都難以達(dá)到的平穩(wěn)性。乘客乘坐時(shí)體會(huì)到的是“沒(méi)有感覺(jué)的感覺(jué)”。
運(yùn)行成本低:與德國(guó)的常導(dǎo)磁懸浮車和日本用液氦的低溫超導(dǎo)磁懸浮車比較,具有系統(tǒng)重量輕,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造和運(yùn)行成本低的優(yōu)點(diǎn)。