中國軌道交通又多了一位“明星”——高速磁浮列車(chē)。近日,600公裏高速磁浮(fú)試(shì)驗樣車在山東青(qīng)島(dǎo)正式下線(xiàn)。
這是國家重點研(yán)發計(jì)劃“先(xiān)進軌道(dào)交通”重點專項結(jié)出的豐碩成果,标志着我國在高速(sù)磁浮技術領(lǐng)域實現重大(dà)突破。憑借(jiè)着長期深厚的技術積累(lèi)、産學研用緊密結合,3年來,科(kē)學(xué)家、工程師(shī)們在懸浮導向、牽引控制、運控通信等高速磁浮交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術上取得(dé)了系(xì)列突破,鞏固了我國(guó)在軌道(dào)交通領域的技術優勢,将關鍵核(hé)心技(jì)術牢牢掌握在(zài)自己手中。
搶先布局 發力高速磁浮産業
藍灰相間、造型科幻的車頭,堪稱(chēng)豪華(huá)、比肩飛機的(de)内飾,漆面(miàn)經過特殊處理(lǐ)的超高速磁懸浮試驗樣(yàng)車(chē)在陽光下熠熠生(shēng)輝。
5月23日,高速磁浮交通系統關(guān)鍵技術階(jiē)段成(chéng)果彙報會暨首輛高速磁(cí)浮試驗樣車下線儀(yí)式(shì)在青島舉行,這輛時速可達600公(gōng)裏的列車首次向(xiàng)世人揭開(kāi)了神秘面紗。
“未來的5年将(jiāng)是(shì)高(gāo)速磁浮産業發展的關鍵時期(qī),也是全球高速磁浮産業格局初(chū)步(bù)形成的關(guān)鍵5年。”中(zhōng)國工程院副院長、院士何華武說,“高速磁浮(fú)交通已經發展成爲全球軌道交通的潮流和方向。”
高速(sù)磁浮作爲一(yī)種新型尖(jiān)端軌道交通技術,其優(yōu)勢已被越來越(yuè)多的國家關注,德國、日本等發達國(guó)家沿用不同技術路線發展了多種磁浮交通運輸方案。
我國2016年開始部署高速磁浮交(jiāo)通系統研發工(gōng)作,目的是研制具有自主(zhǔ)知識産權、時速600公裏的高速磁浮工程化系統,形成(chéng)我國高速磁浮産業化能(néng)力。
“高(gāo)速磁浮将改變(biàn)人們對交通和距離的(de)認知,實現500公裏通勤化(huà)、1000—1500公裏同城化、2000—2500公裏走廊化的交通格局。”國家重點研(yán)發計劃“先(xiān)進軌道交通”重點專項總體專家組組長賈利民告訴科技日報記者。
突破核心技術恰在毫厘之間(jiān)
讓滿載旅客的(de)龐然大(dà)物懸浮在軌道上,并以600公裏/小時的速度飛馳,需要解決多項軌道交通的核心關(guān)鍵技術。
其中關鍵的一項,就是列車(chē)與軌(guǐ)道間距離必須穩定(dìng)保持在10毫米以(yǐ)内。這對懸浮導向等系統提出了嚴苛的要求。爲了解決這個問題,工程師們在列車上安裝了多個傳感器,實時向控制系統“彙報”車身與軌(guǐ)道的距離,而後通過調整(zhěng)電流強弱将間距控制在(zài)設定範圍内。
“這就(jiù)要求我們必須确保(bǎo)磁鐵—懸浮架—車體間(jiān)有效運動解耦,利用車軌耦合(hé)、懸挂優化、懸浮導(dǎo)向系統協同等辦法,解決(jué)包括自激振(zhèn)動在内的一系(xì)列問題。”高速磁浮(fú)課題負責人、中車四方(fāng)股份(fèn)公司副總工程師丁叁(sān)叁告訴科(kē)技日報記者。
由于列車以超高速向前行進,車輛與軌道的位置時刻發生變化。因此,所安裝的傳感(gǎn)器必(bì)須非常“聰明(míng)”,在短時(shí)間内做出(chū)反饋。“我們通過優化磁鐵能力、響(xiǎng)應(yīng)帶寬和控制算(suàn)法、引(yǐn)入電流負反饋(kuì)等辦法(fǎ),将響應時間從0.824秒減至(zhì)0.01秒。”丁叁叁說。
從參數、技術指标上看,這輛試驗車在(zài)高精度(dù)懸浮導向、測速定位裝置及控制(zhì)系統方面都達到了國(guó)際領先水平(píng),取得了階段性的成(chéng)果。
超高速帶來的(de)挑戰還有許多,風(fēng)阻就是其中一項。當時速達到600公裏(lǐ),氣動阻力占據90%以(yǐ)上。爲了解決超高速工(gōng)況下氣動阻(zǔ)力、強度、剛度等系列難題(tí),中車四(sì)方專門(mén)開發出輕質高強度的新一代車體。新一代車體(tǐ)使用了碳纖維密封材料,較(jiào)鋁合金(jīn)減重30%;專門研發的3D編織懸浮架等部件,提高了部件的疲勞強度和阻尼特性。
在加工技術上,新(xīn)車體采用了激光複合焊接技術,精度比弧焊提高3倍,誤差僅僅有(yǒu)±1毫(háo)米。“安裝内部組件時(shí),幾乎都是一次成功,以前是不(bú)敢想象的。”丁叁叁說,“這爲後期(qī)生産、維護提供(gòng)了巨大(dà)便利。”
正是這毫厘之間的突破,展示了(le)中(zhōng)國制造的真正實力。
“聯合艦(jiàn)隊”協同作(zuò)戰 打造中國式技術創新體系
高速磁浮交通(tōng)系統(tǒng)由中國中車股份有限公司組(zǔ)織、中車青(qīng)島四方(fāng)機車車輛股份有限公司實施,聚集了國内(nèi)高(gāo)鐵、磁浮(fú)領域(yù)優勢(shì)資源,先後共有30餘家企業(yè)、高校、科研院所組成“聯合艦隊”展開(kāi)技術攻關。在協同(tóng)作(zuò)戰中,參與單位配合默契,産、學、研、用聯系(xì)緊(jǐn)密,取得了階段性成果。
“這(zhè)個項目由産業龍頭企業牽頭,配(pèi)置優勢産業和創新資源(yuán),集聚了優勢(shì)機(jī)構,充分利用了過去積累的資源和技術。”賈利民說。雖然項目(mù)啓動僅3年,但背後卻凝(níng)聚着我(wǒ)國多年來在軌道交通領域的智慧、經驗與技術。
丁叁叁也表示(shì),在技術攻關過程中,借鑒了高鐵科學(xué)嚴謹的研發流程,高速磁浮(fú)和高速輪軌的長期積累,系統優(yōu)化科學研(yán)發流程,組建跨行業、跨(kuà)專(zhuān)業、跨單位的聯合研發團隊(duì),分工協作,協同創新。
依托中國式技術創新體系,研究(jiū)團隊攻克了牽(qiān)引運(yùn)控、懸浮導向、車地通信、超高強度車身等一系列核心技術。“我們可(kě)以驕傲地說,中國的(de)高速磁浮已經從(cóng)研發階段發(fā)展到(dào)工程化、産業化階段,中國的高速磁(cí)浮産業正呈現(xiàn)出蓬勃的生機(jī),将成(chéng)爲全球高速磁浮産業和(hé)市場開拓的一支不可或缺的力量。”何華武如是說。(來源:央廣(guǎng)網)
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