世界轨道交通领域的一大制高点,已被我

近日,一则关于“时速公里的高速磁浮正式下线”的消息再次向世界宣告了我们的科技水平的伟大进步。“7月20日,在山东青岛,我国时速公里高速磁浮正式下线。这是世界首套时速公里高速磁浮交通系统,作为国际尖端技术,高速磁浮是世界轨道交通领域的一大“制高点”,是全球交通科技竞争的战略高地。目前,该系统已完成了集成和系统联调”。小编不大懂尖端科技领域的事,但就这则报导所讲的“制高点”、“全球交通科技竞争的战略高地”和“正式下线”就让小编与有容焉。作为一个在金融领域混饭的板砖者,小编给小伙伴们叭叭点“时速公里的高速磁浮正式下线”背后的价值。

磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力来推动的列车,它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向,再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中,减少了摩擦力,行走时不同于其他列车需要接触地面,只受来自空气的阻力,高速磁悬浮列车的速度可达每小时公里以上。

在世界上对磁悬浮列车进行过研究的国家主要是德国、日本、英国、加拿大、美国、苏联和中国。美国和苏联分别在上世纪70年代和80年代放弃了研究计划,但美国最近又开始了研究计划。英国从年才开始研究磁悬浮列车,却是最早将磁悬浮列车投入商业运营的国家之一。我国第一辆磁悬浮列车(买自德国)年1月开始在上海磁浮线运行。现在我国拥有了自主生产的磁悬浮列车。

随着经济的发展,人们对交通出行的时间成本越来越计较,各个城市之间现有的交通方式面临的压力越来越大。对于客运来说,提高速度的主要目的在于缩短乘客的旅行时间,因此,运行速度的要求与旅行距离的长短紧密相关。各种交通工具根据其自身速度、安全、舒适与经济的特点,分别在不同的旅行距离中起骨干作用。专家们对各种运输工具的总旅行时间和旅行距离的分析表明,按总旅行时间考虑,公里/小时的高速轮轨与飞机相比在旅行距离小于公里时才优越。而公里/小时的高速磁悬浮,则比飞机优越的旅行距离将达公里以上。

磁悬浮列车与传统轮轨列车不同的地方在于它用电磁吸力或电动斥力来克服车辆重力和产生过弯道时的导向力,用电磁力将列车浮起,采用长定子同步直流电机将电供至地面线圈,驱动列车高速行驶,从而既取消了轮轨也取消了受电弓,实现了不触地、不带燃料的地面“飞行”,因而有“地上飞机”之美誉。因此磁悬浮列车具有噪音小、占地少、爬坡能力强、污染少、能耗低等优点,并以此作为一种现代化交通工具被各国越来越重视。

先说说磁悬浮列车的经济价值。

磁悬浮列车时速可达五六百公里。如果京沪间修建磁悬浮铁路,2个半小时便可一“飞”而至。可以解决京沪线现在一票难求的问题。运行成本和能耗低是它的又一优点。由于没有轮子、无磨擦等因素,它比目前最先进的高速火车省电30%。在500公里/小时速度下,每座位/公里的能耗仅为飞机的1/3至1/2,比汽车也少耗能30%。因无轮轨接触,震动小、舒适性好,对车辆和路轨的维修费用也大大减少。发展磁悬浮列车交通有利于保护环境。它在运行时不与轨道发生磨擦,且爬坡能力强、转弯半径小,所以发出的噪音很低。它的磁场强度非常低,与地球磁场相当,远低于家用电器。由于采用电力驱动,避免了烧煤烧油给沿途带来的污染。磁悬浮列车的爬坡能力为高于一般轨道交通。

磁悬浮铁路的造价是它存在争议的一个突出的原因,它的造价要比高速轮轨交通高,上海段约30公里的线路设计投资为亿元人民币,而德国的两条线路,一条36.8公里长,耗资约26亿欧元;另一条长度78.9公里,则耗资32亿欧元(1欧元约等于8元人民币)。一公里的路线至少需要8亿元人民币的投资,也就是说,1厘米线路就需要花费0元来修建。但相对于它所带来的价值是可以接受的,并且随着产业的发展与经验的积累,其降低投资的可能性与幅度将远大于高速轮轨。

磁悬浮列车的车厢下端像伸出了两排弯曲的胳膊,将路轨紧紧搂住,绝对不可能出轨。列车运行的动力来自固定在路轨两侧的电磁流,同一区域内的电磁流强度相同,不可能出现几辆列车速度不同或相向而动的现象,从而排除了列车追尾或相撞的可能,因而它是一种高安全度的交通工具。

再说说磁悬浮列车的科技价值。

磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成,尽管可以使用与磁力无关的推进系统,但在绝大部分设计中,这三部分的功能均由磁力来完成。悬浮系统的设计,可以分为两个方向,分别是德国所采用的常导型和日本所采用的超导型。从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统(EMS)(一种吸力悬浮系统,是结合在机车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互排斥产生悬浮,使车轮与轨道保持10毫米的侧向距离,实现轮轨在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向,此外由于悬浮和导向实际上与列车运行速度无关,所以即使在停车状态下列车仍然可以进入悬浮状态)和电力悬浮系统(EDS)(将磁铁使用在运动的机车上以在导轨上产生电流,机车和导轨的缝隙减少时电磁斥力会增大,从而产生的电磁斥力提供了稳定的机车的支撑和导向)。

磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理。车辆下部支撑电磁铁线圈的作用就像是同步直线电动机的励磁线圈,地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组起到电枢的作用,它就像同步直线电动机的长定子绕组。从电动机的工作原理可以知道,当作为定子的电枢线圈有电时,由于电磁感应而推动电机的转子转动。同样,当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时,由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就像电机的“转子”一样被推动做直线运动。从而在悬浮状态下,列车可以完全实现非接触的牵引和制动。

导向系统是一种侧向力来保证悬浮的机车能够沿着导轨的方向运动。必要的推力与悬浮力相类似,也可以分为引力和斥力。在机车底板上的同一块电磁铁可以同时为导向系统和悬浮系统提供动力,也可以采用独立的导向系统电磁铁。

这些技术从研究到应用都将带动我国众多前沿高新技术的发展。这些高新技术本身又将形成新兴产业,对经济发展可发挥重要拉动作用。除此之外,磁悬浮列车交通的应用发展,会带动配套的周边产业的发展,投资的跟进更能推动我国经济建设快速前进的脚步。必须重点申明的是由于磁悬浮列车作为一种轨道交通工具,必须要考虑到意外灾害的发生,最近郑州地铁被千年一遇的洪水淹没的事让小编坐地铁心里都有障碍了。

愿天佑中华,河南安康。




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