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世界首条高温超导高速磁浮真车验证线今日在川开跑

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113日上午,采用西南交通大学原创技术的世界首条高温超导高速磁浮工程化样车及试验线在四川成都正式启用,这标志着高温超导高速磁浮工程化研究从无到有的突破,具备了工程化试验示范条件。

西南交通大学校领导班子全体成员,中国科学院院士、中国工程院院士沈志云、中国工程院院士钱清泉、王家素教授、王素玉教授,以及四川省科技厅副厅长杨品华、成都市科技局局长丁小斌、云南省发改委副主任周民欣、中车唐山机车车辆有限公司副总经理吴胜权等出席仪式。轨道交通实验室、牵引动力国家重点实验室负责人及研发团队代表,交大设计院、中国中铁、中国交建、中国中车、株洲电机、中铁二局、中铁三局、中建铁投、中铁磁浮等国内轨道交通领域产、学、研、用单位的代表参加仪式。

西南交通大学校长杨丹在致辞中表示,高温超导高速磁浮交通,作为中国交通科技创新的重要革命性成果,是支撑和驱动交通运输事业开拓发展、高质量发展的新制式轨道交通方式。“高温超导磁浮技术作为革命性的技术创造,首先诞生于西南交通大学。”杨丹谈道,西南交大将坚守初心、不负使命,以高温超导高速磁浮工程化样车及试验线启用作为新的起点,接续奋斗、开拓创新,推动高温超导高速磁浮列车技术早日实现工程化应用,让“交大磁浮”这张名片越擦越亮、越叫越响;同时,也将发挥并不断强化学科优势,继续深耕轨道交通事业,努力产出更多标志性、引领性的交通科技创新成果,创造新的、更大的发展奇迹,持续为交通强国建设贡献卓越的交大力量!

启动仪式上,西南交通大学党委书记王顺洪宣布高温超导高速磁浮工程化样车及试验线正式启用。与会嘉宾共同为高温超导高速磁浮工程化样车及试验线剪彩揭幕。

高温超导高速磁浮交通样车验证段建设项目位于西南交通大学九里校区牵引动力国家重点实验室,验证段全长165米,建设占地约1250平方米。项目主要内容包括:高温超导磁浮原理工程化样车、悬浮系统、牵引制动系统、运控系统、线下土建及附属工程建设,以及整个系统工程的联调联试和综合性能检测系统。

高温超导高速磁浮交通工程化样车及试验线项目的建成是推动高温超导高速磁浮列车技术走向工程化的重要实施步骤,可实现高温超导高速磁浮样车的悬浮、导向、牵引、制动等基本功能,以及整个系统工程的联调联试,满足后期研究试验。结合西南交通大学校内磁浮列车模型试验台(400 弹射试验台、700滚动试验台),可验证高温超导磁浮列车高速化及长期运行可靠性,对于技术转化、工程示范、学科建设都有着重要意义。

高温超导磁浮列车技术拥有无源自稳定、结构简单、节能、无化学和噪声污染、安全舒适、运行成本低等优点,是理想的新型轨道交通工具,适用于多种速度域,尤其适合高速及超高速线路的运行;具有自悬浮、自导向、自稳定特征的高温超导磁浮列车技术,是面向未来发展、应用前景广阔的新制式轨道交通方式。该技术拟首先在大气环境下实现工程化,预期运行速度目标值大于600 km/h,可望创造在大气环境下陆地交通的速度新纪录。下一步计划结合未来真空管道技术,开发填补陆地交通和航空交通速度空白的综合交通系统,将为远期向1000 km/h以上速度值的突破奠定基础,从而构建陆地交通运输的全新模式,引发轨道交通发展的前瞻性、颠覆性变革。

高温超导磁浮列车技术作为革命性的技术创造,诞生于西南交通大学。学校从上世纪80年代开始磁浮的研制,1997年获批国家863计划项目“高温超导磁悬浮实验车”,正式开展高温超导磁浮车的研究。经过近40年科研攻关、几代人不懈努力,形成了车载高温超导体-永磁轨道相互作用理论,建立起高温超导磁浮电磁热力多场耦合模型,构建了高温超导磁浮车轨耦合动力学模型,揭示了其高速运行动态悬浮特性变化机理,突破了大载重、高速高温超导悬浮技术,掌握了高温超导高速磁浮列车及其运行系统的设计技术,验证并探索了低真空管(隧)道 高温超导磁浮的应用可行性和优势,学校在高温超导磁浮基础理论研究和关键技术创新方面已经形成了优势和基础,具备了工程化的条件。

2020年,西南交通大学联合中车公司、中国中铁等单位协同攻关,共同开展高温超导磁浮交通工程化样车和试验线的工程化研究,构建了高温超导高速磁浮交通系统集成技术体系。西南交通大学负责工程化样车与试验线的总体设计并与中车唐山机车车辆有限公司共同负责磁浮样车的开发与研制,成都西南交通大学设计院有限公司负责试验线的设计并完成项目的总集成,中车株洲电机有限公司负责电机制造、中铁二局集团有限公司负责线路施工。该车采用轨抱车安全结构技术、大载重高温超导磁浮技术、长定子永磁同步直线电机、全碳纤维轻量化车体、低阻力头型、电涡流制动与安全导向一体化等新技术和新工艺。

西南交通大学高温超导磁浮技术研发历程

据了解,西南交通大学从上世纪80年代开始磁浮的研制,1997年获批国家863计划项目“高温超导磁悬浮实验车”,正式开展高温超导磁浮车的研究。

20001231日,学校研制成功世界首辆载人高温超导磁悬浮实验车“世纪号”。2001年,该成果获四川省科技进步特等奖,同年被评为中国高等学校十大科技进展。

2001年,北京863计划十五周年成就展上,时任中共中央总书记、国家主席江泽民同志亲自乘坐“世纪号”首辆载人高温超导磁悬浮实验车,并称赞“stable

1997年,时任中央政治局常委、中央书记处书记胡锦涛同志参观“西南交通大学未来号”磁浮列车

2004年,学校提出了600km/h及以上载人超高速高温超导磁悬浮交通系统方案,并得到了包括12位院士在内的50余位专家的肯定,从此开始了高温超导磁浮车工程化的探索。

2013年,学校研制完成我国首条高温超导磁悬浮环形试验线,是当时国际上同等载重能力,截面最小、永磁用量最少的超导悬浮系统。

2014年,学校建成国际首条真空管道高温超导磁悬浮车环形试验线。

2019年,学校建成真空管道高温超导磁浮车高速试验平台,最高试验速度400km/h,可开展高温超导磁浮车动力学、气动、振动、噪声等方面的研究。

高温超导磁浮列车的优越性

节能:悬浮和导向不需要主动控制、不需要车载电源,系统相对简单。悬浮和导向只需用廉价的液氮(77 K)冷却,空气中78 %是氮气。

环保:高温超导磁悬浮能静止悬浮,完全无噪音;永磁轨道产生的是静磁场,乘客接触的地方磁场为零,无电磁污染。

高速:悬浮高度(1030 mm)可根据需要设计,可用于从静止至低、中、高速和超高速运行。与其它磁悬浮技术比较,更适合真空管道交通运输(大于1000 km/h)。

安全:悬浮力随悬浮高度的降低成指数函数增加,垂直方向无需控制的情况下也能保证运行安全。自稳定的导向系统在水平方向也可以保证运行安全。

舒适:高温超导体的特殊的“钉扎力”保持车体上下左右稳定,是任何交通工具都难以达到的平稳性。乘客乘坐时体会到的是“没有感觉的感觉”。

运行成本低:与德国的常导磁悬浮车和日本用液氦的低温超导磁悬浮车比较,具有系统重量轻,结构简单,制造和运行成本低的优点。