在所有交通工具中，軌道交通自其誕生，就以其運量大、速度快等優(yōu)點在人類歷史中發(fā)揮著獨一無二的作用。在我國，以高速鐵路為代表的軌道交通，不僅為我國的經(jīng)濟社會發(fā)展作出重大貢獻，也以高技術(shù)含量成為我國科技創(chuàng)新領(lǐng)域的一張靚麗名片。
今年1月13日，采用西南交通大學牽引動力國家重點實驗室原創(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線在成都正式啟用，這標志著我國在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從無到有的突破，具備了工程化試驗示范條件。智能磁浮系統(tǒng)被很多專家認為將成為中國乃至世界后高鐵時代的發(fā)展趨勢，那么，地處成都、以面向未來交通為重要研究對象的這家國家重點實驗室，在磁懸浮方面有什么研究成果和過人之處呢？
【走進未來】
未來速度：時速大于600公里 節(jié)能無噪還安全舒適
西南交通大學九里堤校區(qū)，牽引動力國家重點實驗室，一臺銀黑相間的工程化樣車在試驗線上啟動。
在樣車運行的同時，科研人員同步進行動力學、氣動、振動、噪聲等方面的研究——這是由我國自主研發(fā)設(shè)計、自主制造的世界首臺高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化樣車及試驗線正式啟用，設(shè)計時速大于600公里，標志著我國高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化研究實現(xiàn)從無到有的突破。
西南交通大學研發(fā)團隊介紹，樣車采用全碳纖維輕量化車體、低阻力頭形、大載重高溫超導(dǎo)磁浮技術(shù)等新技術(shù)和新工藝。該技術(shù)擬首先在大氣環(huán)境下實現(xiàn)工程化，預(yù)期運行速度目標值大于600公里/小時，可望創(chuàng)造在大氣環(huán)境下陸地交通的速度新紀錄。
記者看到，高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化樣車車頭采用流線設(shè)計，形狀如子彈頭。不同于高鐵靠車載電源驅(qū)動在鋼軌上“奔跑”，該樣車懸浮在永磁軌道上，軌道中間鋪有直線電機，在車子底部裝有超導(dǎo)懸浮裝置替代了車輪。
在樣車體驗乘坐時，記者發(fā)現(xiàn)，整個樣車設(shè)計非常具有科技感、未來感，進入其中仿佛置身科幻片場景。樣車行進時，聽不到列車車輪與鐵軌碰撞的聲音，整個行進過程非常平穩(wěn)，乘坐體驗非常舒適�！斑@正是該技術(shù)的優(yōu)勢所在�！惫ぷ魅藛T介紹，高溫超導(dǎo)磁浮列車技術(shù)擁有無源自穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能、無化學和噪聲污染、安全舒適、運行成本低等優(yōu)點，所以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運行。
記者進一步了解到，除了樣車，高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化研究項目還包括懸浮系統(tǒng)、牽引制動系統(tǒng)、運控系統(tǒng)，以及整個系統(tǒng)工程的聯(lián)調(diào)聯(lián)試和綜合性能檢測系統(tǒng)，可實現(xiàn)高溫超導(dǎo)高速磁浮樣車的懸浮、導(dǎo)向、牽引、制動等基本功能，以及整個系統(tǒng)工程的聯(lián)調(diào)聯(lián)試。結(jié)合西南交通大學校內(nèi)磁浮列車模型試驗臺，試驗線可驗證高溫超導(dǎo)磁浮列車高速化及長期運行的可靠性，對于技術(shù)轉(zhuǎn)化、工程示范、學科建設(shè)都有著重要意義。
下一步計劃結(jié)合未來真空管道技術(shù)，開發(fā)填補陸地交通和航空交通速度空白的綜合交通系統(tǒng)，將為遠期向1000公里/小時以上速度值的突破奠定基礎(chǔ)，從而構(gòu)建陸地交通運輸?shù)娜履Ｊ�，引發(fā)軌道交通發(fā)展的前瞻性、顛覆性變革。
未來交通：“磁浮車”或?qū)⑴c“真空管道”相結(jié)合
以滿足中國軌道交通現(xiàn)代化的需要為宗旨，牽引動力國家重點實驗室研究的領(lǐng)域幾乎涵蓋了軌道交通的方方面面。
記者了解到，牽引動力國家重點實驗室設(shè)有車輛工程與測控研究所、輪軌關(guān)系與振動噪聲研究所、新型軌道交通技術(shù)研究所(含超導(dǎo)技術(shù)研究所)、摩擦學研究所等多個研究所。
就拿與高溫超導(dǎo)磁浮列車技術(shù)關(guān)系非常緊密的新型軌道交通技術(shù)研究所(含超導(dǎo)技術(shù)研究所)來說，所內(nèi)不同研究員從不同角度，提前對高溫超導(dǎo)磁浮列車技術(shù)可能面臨的問題進行研究。
例如，“磁浮車”與“真空管道”相結(jié)合的交通模式正逐漸成為國內(nèi)外專家和學者的研究熱點，但在真空管道下高速運轉(zhuǎn)，將給列車和管道帶來什么其他意想不到的影響呢？針對這個問題，實驗室研究員李田與其他學者共同研究了“初始環(huán)境溫度對真空管道高速列車氣動特性的影響”。為了提高超導(dǎo)電動磁懸浮列車的乘坐舒適性，實驗室研究員馬光同將目光放在減震上，與其他學者共同完成“超導(dǎo)電動磁懸浮列車次級懸掛半主動控制研究”……
種種研究成果，不一而足。與此同時，牽引動力國家重點實驗室的研究人員積極舉辦各類學術(shù)活動，邀請相關(guān)領(lǐng)域的權(quán)威專家來到實驗室，與研究員們深入交流。實驗室官網(wǎng)顯示，今年6月，主要從事高溫超導(dǎo)和磁性材料領(lǐng)域研究的中國科學院物理研究所副研究員羅會仟博士就曾來到這里進行學術(shù)分享。
記者注意到，實驗室的很多研究都是面向未來的——從軌道交通的未來需求出發(fā)，以未來軌道交通可能在現(xiàn)有速度條件下大幅提速為基礎(chǔ)，通過建模、數(shù)學計算等方式，提前研究未來可能遇到的問題并給出解決方案，從而實現(xiàn)技術(shù)的超前儲備，到速度真的發(fā)展到那一步時，相關(guān)的研究成果即可以馬上投入使用。這一點，或許就是中國軌道交通能夠?qū)崿F(xiàn)從追趕到領(lǐng)先的原因，也是成都這片土地能夠誕生走向未來交通技術(shù)的原因所在。
【未來場域】
產(chǎn)業(yè)鏈條齊備
成都軌道交通企業(yè)超過440家
當高校將面向未來的交通作為重要研究對象的同時，在產(chǎn)業(yè)端也頻頻傳來成都軌道交通企業(yè)實現(xiàn)技術(shù)突破的好消息。今年1月，首臺國產(chǎn)氫燃料電池混合動力機車在山西下線。這是我國氫能源在鐵路機車領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的最新成果，標志著我國氫能利用技術(shù)取得關(guān)鍵突破。為該車提供核心能源技術(shù)的，正是來自成都的四川榮創(chuàng)新能動力系統(tǒng)有限公司。
今年4月，由成都企業(yè)新筑路橋機械股份有限公司推出的全球首個時速160公里的內(nèi)嵌式磁浮交通系統(tǒng)正式亮相。該系統(tǒng)的最高速度、加速能力、爬坡能力、轉(zhuǎn)彎半徑等指標具有比較優(yōu)勢；比同其他城市軌道交通制式節(jié)約建設(shè)和運營維保成本30%以上。公司總工程師簡煉表示：“運營實踐證明，磁浮交通更安全、更環(huán)保、更經(jīng)濟，且更適應(yīng)惡劣氣候，是智能化革命性的交通方式。”
中車長春軌道客車股份有限公司也于今年進行了“新型時速160公里全自動智慧市域列車”的國內(nèi)首發(fā)。該列車由成都中車長客公司本地研發(fā)制造。列車不僅融入三星堆、太陽神鳥、成都銀杏樹等蜀地文化，還擁有“最強智慧大腦”：車輛采用最高等級自動駕駛技術(shù)，同時還應(yīng)用障礙物主動檢測、5G車地通訊網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)列車控制系統(tǒng)等軌道交通最新科技，具有智能、綠色、安全、舒適等特點。
目前，成都市已有軌道交通企業(yè)超過440家，形成以中車成都、新筑股份等企業(yè)為龍頭，康尼、�？低暤绕髽I(yè)配套的產(chǎn)業(yè)集群，是全國軌道交通產(chǎn)業(yè)鏈最齊備城市之一、全國第五大軌道交通零部件配套基地。成都將把軌道交通產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈打造成為世界級軌道交通產(chǎn)業(yè)基地和軌道交通產(chǎn)學研用融中心。
【對話未來】
西南交通大學牽引動力國家重點實驗室研究員鄧自剛：
超高速真空管道磁浮交通的意義如同蒸汽機取代畜力
超高速真空管道磁浮交通的意義如同蒸汽機取代畜力，是劃時代的。有陸上飛行器的第五代交通工具之稱的磁浮交通，具有成本低、運營能耗低及安全性高等優(yōu)勢，其順利實現(xiàn)將更好助力構(gòu)建超高速交通網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)國內(nèi)各大型城市間的一小時經(jīng)濟圈、國際各大型城市四小時經(jīng)濟圈，這對全球政治、經(jīng)濟、文化等方面將產(chǎn)生巨大影響。
相信未來在新一輪科技革命背景下，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、寬帶通信等技術(shù)快速發(fā)展，以科技創(chuàng)新為源動力，加快新技術(shù)、新材料、新工藝的應(yīng)用和轉(zhuǎn)化，高速及超高速磁浮行業(yè)孕育著重大技術(shù)創(chuàng)新需求和發(fā)展機遇。加快智能磁浮科技攻關(guān)，將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)應(yīng)用在磁浮各專業(yè)領(lǐng)域，打造更加安全可靠、經(jīng)濟高效、溫馨舒適、方便快捷、綠色節(jié)能的智能磁浮系統(tǒng)將成為中國乃至世界后高鐵時代的發(fā)展趨勢。
