成都造時速600公裡“超級高鐵” 要把科幻變成現實

還在建設中的高速列車運行模擬試驗管道。

現場體驗高鐵在管道中運行的感覺。

磁懸浮試驗模型，金屬也能懸浮在空中。

　　5月26日，在成都市政府新聞辦舉行的成都市軌道交通產業媒體集中採訪活動中，記者了解到，西南交大的“多功能高速運行模擬試驗台”預計將在今年底投入使用。

　　這個正在建設中的試驗台，其功能主要是試驗高速列車在包括雨、雪、風等情況下的運行響應，以及研究地震、側風等對高速列車運行安全的影響。“試驗台配備了類似航母上的飛機彈射器，可以讓模型車在50米內加速到每小時300公裡至400公裡。”工作人員介紹，該試驗台還能創造出真空管道，形成類似於美國目前研發的“超級高鐵”的運行環境，“可以試驗各種車型在多種情況的運行狀態。”

　　所有的高科技，最初都被認為是天方夜譚。本月初，在美國內華達州的沙漠中，一項短短數秒鐘的測試引爆了全世界的好奇心——美國超回路1號公司成功完成超高速管道運輸系統的測試。這種被稱為“超級高鐵”的運輸系統，從零加速到時速96公裡隻需一秒鐘，理論最高時速可達1200公裡。“超級高鐵”是利用磁懸浮技術讓運輸艙懸浮於被抽成真空的管道中，從而實現以很少的能量驅動運輸艙高速前進。

　　消息一出，不少網友驚呼“中國高鐵的勁敵來了”。其實，這樣的擔憂尚為時過早，美國的“超級高鐵”目前也僅為初期測試階段，離真正實現運營還很遙遠。另一方面，中國的“超級高鐵”的研究其實早在本世紀初就已經開始了，而且“研究中心”就在成都。5月26日，華西都市報記者走進位於西南交通大學的牽引動力國家重點實驗室，見到了正處於“嬰兒期”的中國版“超級高鐵”。

　　測試時速可達600公裡

　　在成都西南交大牽引動力國家重點實驗室內，我國第一個“載人高溫超導磁懸浮環形實驗線”基本搭建完成。實驗線將模擬高鐵在真空中運行的狀態，測試時速可高達600公裡，中國的“超級高鐵”或許就將在這裡誕生。

　　探索之路

　　磁懸浮技術是未來“超級高鐵”的核心技術，而經過 30 年的探索研究，以西南交大為代表的我國研究團隊，已經掌握了中低速磁浮交通系統關鍵技術，磁浮列車在我國已初步具備產業化的能力。

　　很科幻

　　中國版“超級高鐵”試驗線

　　就像科幻小說裡的“膠囊列車”

　　通過嚴格的關卡，記者進入牽引動力國家重點實驗室外圍，一個巨大的工廠式實驗室赫然眼前。開敞的大廠房，高約35米，裡面布滿了軌道、機車頭、輪軸等。而記者要做的第一件事，是在門口領取耳塞。因為裡面進行的各種列車的平台測試，聲音有點大。實驗室建成以來，我國幾乎所有機車車輛的動力學研究都在這裡完成。“超級高鐵”的實驗場，就低調地設置在這個實驗室裡。

　　當記者走近一圈罩著有機玻璃的全封閉管道的實驗平台前時，同行的參觀者驚訝地喊出：“這不就是傳說中的‘膠囊列車’嗎？”實驗部負責現場控制的老師王思明解釋說：“這是我國第一個搭建完成的‘載人高溫超導磁懸浮環形實驗線’，此前僅德國有先例。這個玻璃罩，是為了以后做真空運行實驗的，因為要讓車輛達到上千公裡的時速，必須排除空氣的噪聲和阻力。這也是‘膠囊列車’的前期設想。”

　　那麼，在“膠囊”裡坐車是啥感覺？記者上車進行體驗。因為是在空氣裡運行，時速自然無法達到上千公裡，但是當研究員觸動遙控器后，這輛裝著多媒體娛樂設備的試驗車，便輕盈地啟動起來。幾乎聽不見噪聲，在轉彎過程中，也不會有眩暈感，一圈下來，乘坐體驗比較舒適。

　　“如果是在直道上跑，這個車體的速度上限不可估量。”王思明介紹，在理想狀態下，這種“超高速真空管道高溫超導磁懸浮車”在低壓管道中最終能實現時速大於1000公裡，並且能耗低，也沒有噪聲污染。

　　那麼，中國造的“超級高鐵”多久能應用於生活中呢？王思明預測，根據目前的技術探索，未來10年應該會有大的進展。

　　高科技

　　成本更低，科技含量更高

　　材料價格只是日本新干線的1/50

　　記者體驗的“超級高鐵”的雛形，和日本的新干線同樣是超導磁懸浮列車，但是科技含量卻更高，材料價格也僅是后者的1/50。

　　王思明介紹了個中奧妙。日本的新干線之所以稱“低溫超導磁懸浮”，是因為它需要用零下269攝氏度的液氦來保証車上超導材料的性能，“液氦很貴，而我們選擇用溫度相對較高的、零下196攝氏度的液氮來保証超導材料的性能，價格僅是液氦的1/50，因為空氣中超70%都是氮，很好獲取。”也是因為這樣，西南交大的研究才命名為“高溫超導磁懸浮”。

　　除了便宜外，高溫超導磁懸浮還是自然界中唯一能實現無源穩定懸浮的技術：它不像低溫超導磁懸浮那樣，需要復雜的懸浮和控制導向，且在車輛靜止時也能懸浮。

　　在實驗場，研究員展示了縮小版的高溫超導磁懸浮原理，不僅可以在軌道上面跑，也可以將列車置於軌道下方運行。

　　超高速

　　世界最高速的測試平台

　　高鐵模擬時速可達600公裡

　　你知道麼，如果一輛設計時速300公裡的動車，在投入運營前，至少要先經過時速400公裡的綜合測試，通過數據分析車輛的穩定性、乘客舒適性等。而在中國，不管是地鐵、動車還是高鐵，這些車輛要上前線“開工”前，都在西南交大牽引動力國家重點實驗室裡進行試驗研制。這裡也是世界上第二個、亞洲第一個機車車輛（四軸）整車滾動振動試驗台，運行的模擬時速可以達到600公裡，創造了鐵路機車車輛台架運行模擬試驗的世界最高速度。

　　在這個轟隆隆的試驗台上，一輛設計時速200公裡的客運電力機車，正在進行測試。

　　記者注意到，車身上方是固定在懸梁上，車輪則調整到了需要測試的速度，與軌道接觸。“一列車輛，當然也可以在真正的軌道上實驗，但是付出的成本肯定要大，隨之而來也有危險性。在這個平台上，因為車身被固定，通過大數據的分析，就能預判各種情況。”王思明介紹，這個實驗室從理論分析、試驗驗証到跟蹤試驗，在我國高速動車組的創新發展中起到不可替代的作用。

　　從“漂浮”鐵球到“懸浮”4噸列車

　　磁懸浮技術在成都萌芽開花

　　磁浮列車是20世紀的一項重大技術發明。科學家將“磁性懸浮”運用在鐵路運輸系統上，使列車完全脫離軌道而懸浮行駛，成為“浮”在空中的列車，這就是“磁浮列車”。早在1988年，交大磁浮團隊就已經完成了單自由度鐵球懸浮實驗，對電磁吸力懸浮原理有了本質的認識。

　　今年82歲的連級三教授，如今已是我國磁浮領域的著名專家，作為那次“鐵球懸浮實驗”的親歷者，他回想起當年的研究起步不無感慨：“一個鐵球僅重幾十克，而小球也僅浮在空中8至10毫米。這看似不起眼，但電流是波動的、磁力是波動的，要讓鐵球相對穩定懸浮，就必須有一個控制系統不斷地調整。”

　　而西南交大的磁浮交通攻關也正是從這個“漂浮”的鐵球，邁出了第一步。

　　1994年10月，連級三教授帶領的研究團隊成功地研制出了我國第一輛可載人4噸磁浮車及其試驗線，並實現了系統的穩定懸浮與運行，這是我國在磁浮列車領域的首次突破，標志著我國開始擁有自主知識產權的磁浮列車技術。

　　此后，西南交通大學開始正式啟動磁浮列車的工程化研究，2001年，開始動工修建長430米的青城山磁浮列車工程試驗線。2006年4月30日，我國磁浮交通科研又一次在西南交大取得進展：採用三懸浮架結構的“青城山中低速磁浮車工程實驗線”聯調成功，一輛具有自主知識產權的中低速磁浮列車在成都實地正式實驗運行，這標志西南交大初步掌握磁浮列車系統設計技術，驗証並初步掌握中低速磁浮交通系統關鍵技術。

　　至此，歷經30年的探索研究，“磁浮列車”終於在我國初步具備產業化的能力。

　　新聞縱深

　　美國“超級高鐵”的商業夢還有多遠？

　　就在中國高鐵大步“走出去”的時候，美國“超級高鐵”也悄悄地來了。

　　那麼，“超級高鐵”時代真的要來了嗎？分析人士認為，美國“超級高鐵”對這一技術的經濟效益估計過於樂觀，這種“真空管道運輸方式”的成本可能遠高於此前預計。

　　中國科學院院士、西南交通大學教授翟婉明表示，“管道高鐵”要實現商業化面臨著不少實際問題，比如磁懸浮本身的高技術成本、遠距離真空管道建設和維護的高昂投入，以及在超高速情況下保障乘客安全性的要求等，“在工程上還要靠一項項安全技術來保障”。

　　在機電技術完全可行的假設下，土建技術尚需實踐驗証，資金問題可能也更大：上一輪8000萬美元的融資對於如此規模的工程完全不夠用，后續以億為單位的融資資本可能會比較謹慎。此外，整個項目至今總體投入和收益計算沒有公布過。

　　新聞鏈接

　　西南交大牽引動力國家重點實驗室

　　這間於1989年開始籌建的實驗室，歲數已經超過了如今慕名報考它的“90后”研究生。1993年，世界第二台機車車輛滾動振動試驗台在此誕生，經它測試的列車飛馳在京津、京滬等動車線上﹔2005年，實驗室主任張衛華關於受電弓混合模擬的研究論文，被英國機械工程師學會 授 予“Thomas Hawksley金獎”，這是中國人首次獲此榮譽﹔2014年，國內首個載人高溫超導磁懸浮環形實驗線正在這裡研發。（記者 賴芳杰）