時速4000公里的“超級高鐵”,你準備好乘坐了么?昨天中國航天科工集團公司宣布,我國正在研制高速飛行列車。將來,從北京到上海有望縮短到20分鐘以內。
“高速飛行列車”開始研制,最高時速可達4000公里
未來我國列車最大速度有望達到每小時4000公里。昨天在武漢召開的第三屆中國(國際)商業航天高峰論壇上,首次公布中國航天科工集團公司即將開始研制時速達千公里級的“高速飛行列車”,實現超聲速“近地飛行”。
8月20日中國鐵路總公司才宣布,9月21日起“復興號”動車組將在京滬高鐵率先實現以350公里時速正式運營,讓京滬之間全程運行時間縮短到4個半小時左右,讓我國成為世界上高鐵商業運營速度最高的國家。沒幾天,又一個好消息來了。即將研制的“高速飛行列車”作為下一代交通系統,最大運行速度可達每小時4000公里,不僅比普通高鐵快10倍以上,相比民航客機也快了5倍。如果乘坐這樣的交通工具,北京到天津將只需要3分鐘,到上海也只需不到20分鐘。住在北京的人早上7點多出門,可以從容地前往南京參加10點鐘的會。這無疑是正在醞釀發酵的一場能改變我們生活方式的技術變革。
專家介紹,“高速飛行列車”是利用低真空環境和超聲速外形減小空氣阻力,通過磁懸浮減小摩擦阻力,實現超聲速運行的運輸系統。它不僅拉近城市之間的時空距離,同時具有不受天氣條件影響,不消耗化石能源,可與城市地鐵無縫接駁等諸多優點,是未來交通領域的發展趨勢和技術制高點。
據中國航天科工集團公司相關負責人介紹,我國“高速飛行列車”項目落地開花將按照三步走戰略逐步實現:第一步通過1000公里/小時運輸能力建設區域性城際飛行列車交通網;第二步通過2000公里/小時運輸能力建設國家超級城市群飛行列車交通網;第三步通過4000公里/小時運輸能力建設“一帶一路”飛行列車交通網,最終形成一張繼航天、高鐵、核電之后的中國新名片。
該項目建設完成后,不僅會改變人類的出行方式,也將改寫中國乃至世界經濟版圖,加快國內資源配置,形成超級城市群一小時經濟圈。如果走出國門,還可以有效支撐國家“一帶一路”發展戰略,推動世界經濟駛入“高速軌道”,把“速度改變生活”滲透到社會經濟、生活的方方面面。
全球率先提出“超聲速地面運輸系統”,起點更高
當前,全世界對外宣布開展時速大于1000公里運輸系統研究的有三家公司,包括美國HTT公司、HyperloopOne公司以及中國航天科工集團。兩家美國公司起步早,但我國航天科工是全球首個利用航天超聲速相關技術,提出超聲速地面運輸系統的企業,起點更高。
中國航天科工集團公司“高速飛行列車”工程項目技術負責人毛凱說,航天科工擁有豐富的重大項目系統工程實踐經驗和技術積累,具有大工程必備的仿真建模和大系統試驗能力,以及國際一流的超聲速飛行器設計能力,這些為“高速飛行列車”工程項目建設提供了重要的基礎。
據了解,中國航天科工集團公司“高速飛行列車”工程項目聯合了國內外20多家科研機構,成立了國內首個國際性高速飛行列車產業聯盟,目前團隊擁有相關領域的200多項專利。
高速飛行列車項目將站在國際視角引領全球發展趨勢。該項目在技術創新方面選用了最具前景的技術路線,通過關鍵技術攻關實現系統的安全性、可行性和經濟性;在商業模式上采用“沿途下蛋”模式,通過關鍵技術的產品轉化,可實現不斷自我造血;在管理模式上繼續聯合國內外優勢團隊,保證研發力量的先進性。
時速600公里的高速磁浮列車明年有望下線
雖然時速上千公里的列車還只是計劃中的一個目標,但更高速度的磁懸浮列車離我們已經真的不遠了。8月24日舉行的2017年中國民營經濟發展峰會上傳出令人振奮的消息: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5公里試驗線、2020年30公里實驗線將全面實現,“十四五”“十五五”將進入山東進行商業運行。山東實現四橫六縱三環高速鐵路網,將預留用高速磁懸浮列線路車。
中國中車是去年10月在北京宣布啟動時速600公里高速磁浮鐵路項目研發的。同時啟動的還有時速400公里可變軌距高速列車、時速200公里中速磁浮以及軌道交通系統安全保障技術研發項目。
據介紹,作為國家科技重大專項,中車啟動的磁浮項目獲得國家專項撥款4.33億元,中車自己配套研究資金27.88億元,這使得該項目經費高達32.21億元。項目將建設一條長度不小于5公里的高速磁浮試驗線并研制一列高速磁浮試驗列車,與國外同類高速磁浮相比,我國的磁浮能耗將降低35%、電磁鐵溫升降低40攝氏度、單位有效載荷車輛減重6%以上。
科技狂人提出“超級高鐵”新概念
說到“超級高鐵”這一概念,是有“科技狂人”之稱的美國太空探索技術公司和特斯拉汽車公司創始人埃隆·馬斯克于2013年提出的。
在超級高鐵系統中,車廂利用磁懸浮技術在一個真空管道中,以超過1130公里的時速行駛,這種高鐵具有超高速、高安全、低能耗、噪聲小、污染小等特點。因其膠囊形外表,也被稱為“膠囊高鐵”。
在構想中,乘坐超級高鐵從舊金山市中心到洛杉磯市中心的全程,包括前往車站、安檢和候車等,將只有50分鐘。這一時間遠遠低于普通高鐵的3小時10分和飛機的5小時20分。
據媒體報道,目前世界上在磁浮方面領先的是日本與德國。日本是超導磁浮,最高試驗速度達到了603公里。德國采用的則是常導磁浮,最高試驗時速505公里。
而世界上首條也是目前唯一的一條商用高速磁浮線,出現在我國上海,采用的是德國技術,運營速度430公里。這條30公里長的磁浮線路將浦東機場與上海市區間的車程縮短至13分鐘,一度成為國人的熱門體驗項目。不可忽視的是,磁浮線“燒錢”“噪音過大擾民”“電磁輻射損害人體”等不同聲音接踵而來。
理論上講,磁浮列車速度可以“無極限”
讓時速達到數百甚至上千公里,在公眾眼里看起來挺懸,但專家對磁浮列車的提速空間頗有信心。
“高鐵等傳統列車運行,依靠輪子的旋轉運動。當速度高到一定數值,輪子轉動產生的離心力,或導致輪子開裂損壞。因此,其速度提升空間有限。而磁浮列車的運行,是一種直線平衡運動,避開了離心力影響。因此,從磁浮原理上看,速度可以無極限。”國防科技大學磁浮技術工程研究中心教授李杰說。
雖然在牽引控制技術上,高速與中低速磁浮列車的電機研發有著“楚河漢界”之差,但“中低速和高速磁浮列車在原理上相通,不存在先后研究的遞進關系。譬如,德國就直接研究的高速磁浮列車。兩類研究可同步開展,不受互相的牽制和影響。但技術的積累,會有幫助。”李杰說。
上世紀七八十年代,為提高交通運輸能力和效率,德國、日本、美國等發達國家相繼啟動磁浮運輸系統的開發。上世紀末,約31公里的德國埃姆斯蘭磁浮試驗線、約19公里的日本山梨磁浮試驗線相繼建成,高達400至500公里的列車時速震驚世界。在那個中國鐵路平均運行時速僅60.3公里、最高時速僅160公里的年代,高速磁浮技術的出現讓很多中國人看到了鐵路提速的另一種可能。
“研發高速磁浮技術是科技強國的實力體現。高速磁浮有技術先導性和引領性,也能帶動很多關鍵共性技術和基礎工業的發展,促進產業鏈整體升級。”中國中車科技管理部副部長任健分析,旅客對出行速度的追求是永無止境的,但是既有高鐵進一步提速后,運輸成本較高,輪軌技術的經濟時速就是250公里到300公里。而高速磁浮列車的經濟時速與飛機相當,運量是波音737機型的8倍,運輸效率更高。
在中國中車國際事業部總經理陳大勇看來,研發高速磁浮系統不僅是技術能力的儲備,更是市場的儲備與培育。環顧世界,磁浮技術一直都是跨國巨頭技術攻關的熱點,高速磁浮項目更是大國搶奪的戰略性新興產業制高點。