運用磁懸浮技術是未來高鐵的發展方向

　　從古至今，人類對速度的追求和探索從未停息。飛機、火車、輪船、汽車……傳統交通工具的行駛速度正在被一次次刷新。日前，中國航天科工集團公司對外宣布，將研制時速2000公里以上的“超級高鐵”，消息傳出后，立即引發社會各界的高度關注和廣泛討論。

　　傳統火車的輪子是放在軌道上的，要跑到每小時2000公里以上的速度，什么樣的“超級高鐵”才能辦到？西南交通大學首席教授張衛華說，所謂“超級高鐵”那一定是在真空磁懸浮環境下開行的列車，只有運用這樣的技術才能在理論上達到如此的速度。不過，到目前為止，還沒有這樣的試驗數據產生。

　　“傳統火車的速度越快，阻力就會變得越大，車輪和軌道的黏著力會降低，所以當速度提高以后，車輪和軌道就無法產生足夠的摩擦力，進而速度就會受影響，如果再遇上軌道上有冰霜時，速度也會受影響。”張衛華認為，要突破現在高鐵速度發展瓶頸，首先要解決兩個問題。一要改變傳統輪軌列車的輪軌黏著極限的制約和公網運行的極限速度、波動速度的制約。二要克服列車運行速度越高所帶來的空氣阻力越大的問題，所以運用磁懸浮技術是未來高鐵發展的方向。

　　“運用此項技術后，當磁懸浮列車在真空管道中高速行駛時，能夠極大地減弱空氣阻力對列車的影響。”張衛華說，雖然我國高鐵起步較晚，但目前我們的高鐵發展速度是最快的，里程和所生產出的高鐵列車也是最多的，現在全國每天發送的高鐵大概有4300列，這充分說明我國的高鐵技術已相對成熟穩定，一些科研機構正在嘗試用不同的模式進行更高速度的機車試驗。

　　“目前有三種磁懸浮技術，一種是德國發明的電磁懸浮技術，上海磁懸浮列車、長沙和北京在建的磁懸浮列車均應用此類技術；第二種是日本發明的低溫超導磁懸浮液氦冷卻（零下269攝氏度）技術，在實驗室試驗跑過每小時603公里的紀錄；第三種是高溫超導磁懸浮，與日本低溫超導磁懸浮技術不同，高溫超導磁懸浮采用液氮冷卻（零下196攝氏度），工作溫度得到了提高。”張衛華認為，日本低溫超導磁懸浮技術的優點是超導能力特別強，缺點是溫度很低，不容易長距離實現穩定，因為低溫超導是電動懸浮，在速度沒有起來的時候，機車就浮不起來，也不好控制。

　　據了解，2000年，西南交通大學超導技術研究所教授王家素和王素玉研制成功載人高溫超導磁懸浮實驗車。但因受經費限制，從2001年到2011年的10年時間里，高溫超導磁懸浮幾乎沒有大的應用進展。

　　“目前，該項技術已解決高溫超導的原理和物理性能。”張衛華說，高溫超導磁懸浮是利用丁扎原理，解決了在低溫環境下很難長距離實現的平穩問題，該種技術穩定性好，可以實現往上、下、左、右方向都能平穩移動。但在幾百公里范圍內還能不能讓機車懸浮在那里，從理論到實際應用的過程中，還有更多的技術難點等待發現和解決。同時，機車在低壓環境下的超導磁懸浮及線性電機驅動特性也缺乏相關實驗研究，除考慮磁懸浮列車高速下的懸浮穩定性外，還需要考慮磁懸浮列車驅動系統在低壓環境下的穩定性。

　　“目前國家已對時速為五六百公里的磁懸浮列車研究立項。未來，超高速列車的速度應該會逐步達到音速和超音速。”張衛華認為，要達到這種速度，一定是在真空環境下進行。目前西南交大實驗室正在不遺余力地研究高溫超導列車，其目的就是把傳統輪軌技術改成高溫超導技術，充分解決輪軌的限制和機械問題。同時，針對此項技術，學校實驗室正在搭建一條時速為400公里的跑道線，預計今年年底或明年初就能進行試驗。理論上，讓試驗機車在試驗線上跑到1500公里的時速是有可能的。（本報記者 李曉東）