隨著科技的飛速發(fā)展,我們正置身于一個充滿無限可能的未來時代。在這個時代,科幻元素不再僅僅停留在文學(xué)和影視作品中,而是逐步融入我們的日常生活。
特別是在交通領(lǐng)域,貼地飛行、自動駕駛……這些科幻場景正在一步步變成現(xiàn)實。
3月28日,2025中國科幻大會在北京首鋼園點燃“科學(xué)夢想”,中國鐵建鐵四院高級工程師王輝煌在科幻+未來交通專題論壇上,以“高速磁浮重塑未來時空距離”為題作主題演講。從首鋼四高爐的科幻機(jī)甲展,到低真空管道中疾馳的“中國飛車”,這場演講揭開磁懸浮如何以“無輪之翼”重構(gòu)人類交通版圖。
中國科幻大會由中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會與北京市人民政府共同主辦,大會以“科學(xué)夢想 創(chuàng)造未來”為主題,堅持創(chuàng)新自信、文化自信,以科幻激發(fā)全社會的創(chuàng)新意識和科學(xué)精神,厚植創(chuàng)新文化土壤;堅持“以會促產(chǎn),以會興業(yè)”,聚焦發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力,見證并推動了科幻與科技、文化、產(chǎn)業(yè)的深度融合、協(xié)同共進(jìn)。中國科幻大會已經(jīng)成為國內(nèi)獨(dú)具規(guī)?;⑶把匦缘目苹眯袠I(yè)盛會。
從上海高速磁浮,到長沙磁浮、清遠(yuǎn)磁浮,再到青島高速磁浮調(diào)試平臺、長春高溫超導(dǎo)電動懸浮全要素試驗系統(tǒng)、成都多態(tài)耦合軌道交通動模試驗平臺,中國鐵建始終奮斗在磁浮建設(shè)第一線。
破繭之路
從蒸汽轟鳴到磁浮飛馳
古人云”天地交而萬物通”,交通的本質(zhì)就是打破距離的壁壘,擁抱世界。
回望歷史,中國交通的變遷,堪稱是一部波瀾壯闊的史詩。從19世紀(jì)末蒸汽機(jī)車僅僅30公里的時速,到20世紀(jì)中期解放牌卡車速度突破50公里。進(jìn)入21世紀(jì),高速公路的汽車時速達(dá)到120公里,復(fù)興號動車組達(dá)到350公里/小時,國產(chǎn)C919大飛機(jī)巡航速度達(dá)到980公里/小時。中國交通完成了從“追趕”到“引領(lǐng)”的歷史性轉(zhuǎn)變,這個路程走了一百多年。
新中國第一臺蒸汽機(jī)車“八一號”
中國標(biāo)準(zhǔn)動車組被命名為“復(fù)興號”,2017年6月26日在京滬高鐵兩端雙向首發(fā)
2025年,國鐵集團(tuán)將利用滬渝蓉高鐵武宜段等新線聯(lián)調(diào)加快完成CR450動車組型式試驗
當(dāng)前,全球城市化率已超60%,交通擁堵、空氣污染、能源消耗成為城市病。傳統(tǒng)高鐵采用輪軌接觸,350和400的運(yùn)行時速難以再得到大幅提升;而民航飛機(jī)雖然平均速度可達(dá)800~1000公里/時,但存在城區(qū)接駁時間長、安檢繁瑣、受天氣影響大等劣勢。
站在2025年的今天,一種新的交通方式正在加速融入現(xiàn)代交通體系,那就是——高速磁??!
戰(zhàn)略突圍
高速磁浮成為大國交通新引擎
對于高速磁浮,國家已經(jīng)有所部署。在《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》中明確提出合理統(tǒng)籌安排時速600公里級高速磁浮系統(tǒng)、低真空管(隧)道高速列車等技術(shù)儲備研發(fā)。發(fā)展高速磁浮對于建設(shè)現(xiàn)代化高質(zhì)量綜合交通網(wǎng)絡(luò),形成“全國123出行交通圈”具有重要意義,是支撐交通強(qiáng)國建設(shè)的新引擎。
當(dāng)前,我國正面臨著全球競爭新形勢、區(qū)域協(xié)同新要求、產(chǎn)業(yè)發(fā)展新趨勢和驅(qū)動要素新變化。發(fā)展高速磁浮,可以實現(xiàn)前沿引領(lǐng)和創(chuàng)新升級。
高速磁浮利用磁懸浮來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的輪軌摩擦接觸,利用直線電機(jī)驅(qū)動,實現(xiàn)高速運(yùn)行,簡單來說,它像武俠小說里的“凌波微步”,車輛不與軌道直接接觸,靠電磁力“貼地飛行”。
根據(jù)不同的懸浮方式,高速磁浮又衍生出不同的制式和技術(shù)路線。
01
常導(dǎo)電磁懸浮
基于電磁吸力,車廂下方的電磁鐵與軌道磁場產(chǎn)生吸引力,實現(xiàn)懸浮運(yùn)行。
02
超導(dǎo)電動懸浮
基于楞次定律,利用車載超導(dǎo)磁體與軌道感應(yīng)部件之間產(chǎn)生斥力,實現(xiàn)懸浮運(yùn)行。
03
超導(dǎo)釘扎懸浮
利用超導(dǎo)體的釘扎效應(yīng),產(chǎn)生與車輛自重平衡的懸浮力,實現(xiàn)懸浮運(yùn)行。
三種制式,所涉及的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展進(jìn)程均有所不同,呈現(xiàn)出百花齊放的狀態(tài)。但他們共同的特點,就是高速便捷、舒適安全、低碳出行等,可填補(bǔ)航空與高鐵間的速度空白,將是未來十年高速交通發(fā)展的戰(zhàn)略選項之一,被世界各國重點關(guān)注。
全球競速
世界高速磁浮技術(shù)“三足鼎立”
其實早在上世紀(jì)七十年代,日本、德國等就先后開展了高速磁浮的研究。
其中,日本建設(shè)的山梨試驗線,已實現(xiàn)603公里/小時的試驗速度,計劃2034年開通中央新干線,實現(xiàn)東京到名古屋40分鐘直達(dá)。德國建設(shè)了31.5公里的埃姆斯蘭試驗線,1993年就已跑出450公里時速。
日本山梨實驗線
德國TVE試驗線
2021年7月20日,我國時速600公里高速磁浮交通系統(tǒng)在山東青島下線
我國在2003年引入德國技術(shù)建成了上海高速磁浮示范線,經(jīng)過二十余年的引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新,已基本掌握時速600公里級常導(dǎo)高速磁浮關(guān)鍵技術(shù),為當(dāng)下成熟度最高的一種制式。同時,航天科工、中國中車、中國鐵建、鐵科院等單位均已組織科研團(tuán)隊,開展超導(dǎo)電動高速磁浮的技術(shù)攻關(guān),并于2024年7月下線了工程樣車。
國鐵建參與建設(shè)的我國首條常導(dǎo)高速磁浮——上海磁懸?。ㄗ罡邔嶒灂r速501公里,最高運(yùn)營時速430公里)
真空管道
解鎖時速千公里的“終極”秘鑰
對于未來陸路交通,高速磁浮真的是終極方案嗎?
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),雖然磁懸浮列車能“貼地飛行”減少摩擦,但跑得越快,空氣阻力就像“隱形剎車片”一樣拖后腿。于是,他們想到,把列車裝進(jìn)低真空的管道里。這樣一來,空氣阻力能減少90%以上,列車就能像脫離地球引力一樣狂飆。由此,低真空管道+超高速磁浮應(yīng)運(yùn)而生。
效果圖
2005年,兩院院士沈志云就提出了我國發(fā)展真空管道高速交通的戰(zhàn)略方針和技術(shù)方案。在科學(xué)家的啟發(fā)下,我國和歐美國家都先后開啟了低真空管道高速磁浮的研究。在國內(nèi),西南交通大學(xué)自上世紀(jì)90年代開始研究,目前在成都建設(shè)有1.6公里長的多態(tài)耦合動模試驗平臺,預(yù)計2025年投入試驗;航天科工在山西大同建設(shè)了高速飛車一期并開始試驗,待二期建成后,目標(biāo)速度瞄準(zhǔn)1000公里/時。
鐵四院在高速磁浮及超高速磁浮的研究中也走在前列,成立了磁浮中心和高速磁浮研究院,先后承擔(dān)了科技部、工信部、國鐵集團(tuán)等省部級科研課題10余項,結(jié)合自主開展的30余項科研課題,對相關(guān)理論體系及關(guān)鍵技術(shù)開展了研究,實現(xiàn)了工程應(yīng)用技術(shù)的重大突破,基本具備開展600公里級高速磁浮勘察設(shè)計的能力。
未來已來
高速磁浮將重構(gòu)城市時空格局
未來,高速磁浮列車將以時速600公里突破傳統(tǒng)交通的限制。北京至上海僅需2.5小時,2000公里內(nèi)的城市群可實現(xiàn)4小時通達(dá)。高速磁浮與低真空管道技術(shù)的深度融合,更將帶來通勤革命,打造立體交通體系,模糊城市邊界,徹底重構(gòu)城市時空格局。
曾經(jīng)毛澤東主席寫下”坐地日行八萬里”的豪邁詩句。1978年,中國鐵路平均時速僅40公里;2008年,350高鐵讓千里京滬朝發(fā)夕至;而50年后的今天,我們正站在時速600~1000公里的臺階上。
或許有一天,我們真的能像詩句中那樣,日行萬里。
中國鐵建有關(guān)部門、單位負(fù)責(zé)人參加上述活動。
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