超級高鐵再一次成為熱門話題。
日前,西南交通大學首席教授張衛華在2018年世界交通運輸大會上透露,世界上時速最快的超級高鐵試驗線正在成都搭建,預計今年年底前將建成,并投入試驗測試。
據他介紹,中國版超級高鐵將采用“高溫超導磁懸浮+真空管”技術,且目前已著手探討時速1500公里的可行性。
“1500公里/小時只是目標的試驗性速度,是否可行尚有待驗證,即便在試驗線上達到了,能否載人、能否實際應用更是另說。”6月21日,國家磁浮交通工程技術研究中心副主任林國斌對21世紀經濟報道記者表示,從目前的研究階段來看,超級高鐵投入商業化運行還有很長的路要走。
事實上,相對“炸眼”的速度,需要注意的是,目前國內的超級高鐵項目至今沒有搭建成功的試驗線。中國科學院院士孫鈞曾指出,國產高速列車磁懸浮技術由于沒有試驗線,至今無法進行完整的驗證。
除了成都,山東煙臺經濟開發區也于去年宣布與北京交通大學合作,建設高鐵試驗線和車間。此前,中國中車宣布啟動時速600公里高速磁浮鐵路項目研發,并計劃在山東建成一條高速磁浮試驗鐵路;中國航天科工集團也于去年宣布研制“超高速飛行列車”,但截至目前,這些項目尚均未有新的進展。
試驗線落戶成都?
所謂高溫超導,是指在零下196攝氏度的液氮環境中,特殊材料制成的超導體具有零電阻效應。與低溫超導磁懸浮相比,高溫超導磁懸浮有自穩定性。
早在今年3月,西南交通大學的牽引動力國家重點實驗室便對外宣布,世界上時速最快的真空高溫超導磁懸浮直道試驗線正在成都搭建,今年年底將建成,并投入工程化測試。
資料顯示,這條全新的試驗線直徑4.2米、長140米的特制管道,將在低氣壓環境中測試,實驗車車底布滿特制的高溫超導材料,依靠液氮形成的低溫,達到超導和磁懸浮效果,懸浮高度10毫米,承重200公斤,測試時速最高可達400公里/小時。
該速度比馬斯克的同類型超級高鐵試驗線還要高。在首次全真空條件下測試中,馬斯克的Hyperloop(超級高鐵)測試車最高時速僅達到了113公里,今年1月在Devloop實驗基地,國外媒體報道的最高測試時速則達到386公里。
張衛華進一步介紹稱,由西南交通大學承擔的“多態耦合軌道交通動模試驗平臺”,是在1500米可模擬不同低氣壓環境的真空管道里,開展不同磁懸浮模式比例模型車運行測試,包括高溫超導磁懸浮模式在內,試驗速度超過音速。
“‘多態耦合軌道交通動模試驗平臺’或在今年9月獲國家批準,項目從開始實施到建成約需31個月。”張衛華透露,按這個進程,我國最快將于2021年4月達到1500公里試驗時速。1500公里時速什么概念?目前,民航客機的飛行時速也才達到900公里。
從當前情況來看,我國最新研制的“復興號”動車組最高設計速度為400公里/小時,在測試中速度曾達到420公里/小時,而在實際中,仍以350公里/小時的速度運行。
要實現超高速的鐵路運行,傳統的輪軌式列車在技術上不能滿足需求。據介紹,受粘著、弓網和噪聲等制約,輪軌交通技術時速臨界線為600公里,因此高速磁懸浮軌道交通是超級高鐵的主攻方向。
2013年,馬斯克首次提出“Hyperloop”概念。從理論上說,Hyperloop是一款通過亞音速浮空列車系統構建一個局部真空管道以承載膠囊型座艙的列車,因克服空氣阻力和輪對摩擦,速度堪比音速。
中國對高速列車的研究也由來已久。2004 年,西南交通大學教授、中國兩院院士沈志云舉辦了一場“真空管道高速交通”院士研討會,他在會上提出,真空(或低壓)管道式地面交通是達到超高速的唯一途徑,并認為我國應將目標定位在發展時速600至1000公里的超高速地面交通上。
不過,截至目前,國內的超級高鐵項目還未展開公開的試驗,相關技術也尚處于研發階段。上述真空高溫超導磁懸浮直道試驗線若真能在今年年底建成,將有望成為國內第一條真正意義上的超級高鐵試驗線。
商業化仍需時日
西南交通大學并非唯一研究超級高鐵的團隊。事實上,關于超級高鐵的試驗線建設,每隔一段時間便會有新聞出現。除了成都,煙臺等地也有可能建成超級高鐵的試驗線。
去年一則消息顯示,北京交通大學煙臺研究院將與煙臺經濟開發區管委會共同建設國家超級高鐵實驗室,在開發區內先期建設一條長1公里的超級高鐵試驗線和中試車間,加強真空管道高速磁浮交通技術研究,爭取在超級高鐵技術取得重大突破,積極推動產業化進程。
但開發區相關人士彼時在接受21世紀經濟報道記者采訪時表示,目前該項目只有合作意向,是打算要建一個超級高鐵的研究項目,不過具體詳情還未談。
另外,中國航天科工集團也于去年宣布研制“超高速飛行列車”,并將研制方向分為了三個階段:第一步研制出最大運行時速1000公里的列車,建設區域性城際飛行列車交通網;第二步研制最高時速2000公里的列車,建設國家超級城市群飛行列車交通網;第三步研制出最高時速4000公里的列車,建設“一帶一路”飛行列車交通網。
這個速度構想比現在提及的超級高鐵還要駭人,盡管聽上去激動人心,但項目本質上仍處于“想象”階段。林國斌對21世紀經濟報道記者表示,1000公里的時速并非不可能實現,但需要花費大量的人力、物力與財力。
相比于這些時速動輒1000公里的超級高鐵,山東省的另一項磁懸浮項目相對“現實”。2016年10月,中國中車宣布啟動時速600公里高速磁浮鐵路項目研發,預計將于2020年交付首臺樣車,并在山東建成一條高速磁浮試驗鐵路。
根據山東當地媒體最新報道,2018年中國第一臺能夠進入商用的高速磁懸浮列車將在山東下線,2019年建成5公里試驗線、2020年建成30公里試驗線。
事實上,僅在研究階段,超級高鐵所需要的花費已是很大。上述成都實驗線的相關負責人此前在接受四川當地媒體采訪時坦言,作為一個新興前沿領域,需要科研自信和各方支持,“最缺的是資金和社會的支持。一公里的試驗線,大概需要 2 億元資金。”
此前,21世紀經濟報道記者從另外一場海底真空磁懸浮列車項目的研討會中了解到,無論是真空技術還是磁懸浮技術,并非沒有突破的可能,但需推動落地試點。“原理上行得通,但要加快發展工程,把商業運行和科學實驗結合起來。” 中國工程院院士樂嘉陵建議。
中國科學院院士孫鈞則指出,總體而言,涉及磁懸浮,項目投資額將會是個不小的數字。“當年京滬高鐵1300公里,磁懸浮預算是4000億元人民幣,造價高昂;而輪軌造價預算大約是1300億,實際建造也花了2200億。”由于造價過高,磁懸浮在實際中推廣也相對困難。
他還表示,除造價高昂之外,運行成本也將是不小的負擔。“高速運行物體能耗是速度的三次方,磁懸浮能耗將非常高。”據了解,速度提升之后,空氣阻力將翻倍增長,而且接觸面的阻力還會進一步制約速度的提升。
而林國斌則對21世紀經濟報道記者表示,即便在試驗上實現了超高的速度,離商業使用仍有很長距離,現在就展望乘坐超級高鐵出行還為時尚早,因為目前只是進行驗證性試驗,車是模型,項目投產前還要進行載人測試。
推薦