真空高速列車

真空高速列車

真空高速列車是懸浮列車飛行列車,用於超級高鐵

未來實驗室將推出時速600-1000公里的真空管道高速列車小比例模型。而根據現在的理論研究,這種真空磁懸浮列車時速可達到250公里。

我國在建高鐵達1萬公里。除了在建的時速350公里的高鐵外,我國還在研製跑得更快的、時速可達1000公里的真空磁懸浮列車。從北京到廣州2300公里的路程,不用坐飛機、乘坐地面交通,同樣可以用2個小時甚至1個小時達到。這就是我國正在積極研發試驗的真空管道高速交通。西南交通大學牽引動力國家重點實驗室課題組正在研製時速500-600公里的真空高速列車,這種技術預計10年後實現運營。世界上共有美國、瑞士、中國3個國家正在研究真空管道磁懸浮技術,我國已經開始著手試驗了,美國和瑞士還在理論階段。

基本介紹

  • 中文名:真空高速列車
  • 外文名:Vacuum high-speed train
  • 時速:600~1000km/h
  • 所屬領域懸浮列車飛行列車超級高鐵
  • 特點:無需電源,安全性高
優點,技術,實驗,計畫,爭議,

優點

真空高速列車是懸浮列車飛行列車,用於超級高鐵
1、無需車載電源
真空高速列車
2、.安全性
3、能靜止懸浮,啟動耗能很少
4、運行噪聲小,不容易耳鳴
5、車體輕,適合高頻率發車
缺點:大大提高軌道成本

技術

大氣環境下列車時速不宜超過600公里
西南交大牽引動力國家重點實驗室成員、兩院院士沈志雲接受法晚記者採訪時說,任何一種地面交通工具,商業運營速度都不宜超過每小時800公里,否則能耗大、噪音超標,難以被市場接受。
真空高速列車
沈志雲介紹,真空管道高速交通,就是建造一條與外部空氣隔絕的管道,將管內抽為真空後,在其中運行磁懸浮列車,由於在管道內沒有空氣摩擦的阻礙,列車將運行至令人瞠目結舌的高速。而且管道是密封的,可以在海底及氣候惡劣地區運行而不受任何影響。
該課題組成員張耀平做了一個比喻:“管道就像排污管道一樣,連線緊密,是一個完全密閉的空間。”
真空磁懸浮造價比普通鐵路更便宜
張耀平介紹,真空磁懸浮列車只是列車在真空環境下運行,而車廂內並非真空的,乘客乘坐這種高速的列不會有眩暈等異樣的感覺。
從造價上來看,普通鐵路造價每公里0.5億,其隧道斷面大概在6米到8米之間,而真空磁懸浮管道斷面只有4米到8米之間,可省去很多鋼材費用,所以費用比普通鐵路更便宜。
對於票價,張耀平猜,如果該技術剛剛投入運行時,其票價應該要比高鐵的價格高,但是隨著技術不斷地成熟更新,其價格也會逐漸降低。
中美瑞比較我國技術占優
沈志雲介紹,美國和瑞士也在研究真空管道技術。美國搞的是高真空管道交通,大氣壓甚至只有外界的百萬分之一,但成本很高,難度很大,所以很難投入實際營運。
瑞士則把真空管放在地下隧道中,這同樣增加了很大的成本,最終也難以進入實際套用。
“而我們的方案相對於他們更優,管道內只要降到0.5個大氣壓,就可以大大減少空氣對於機車的阻力,這樣,就大大降低了成本。”沈志雲介紹。
沈志雲估算,在現有的高速鐵路上,每公里只需要增加一兩千萬就可以建造成這個管道了,而增加的成本將在後來的運行成本中節約出來。這種方案,火車運行速度可以超過600公里/小時。

實驗

網上找材料引進真空管道交通概念
張耀平在接受法晚記者採訪時說,美國佛羅里達州機械工程師戴睿·奧斯特於1999 年將真空管道磁懸浮運輸概念落實到圖紙並在美申請發明專利。
2001年,與戴睿相識並成為密友的張耀平將這項技術首次引進中國。
張耀平說:“當時我在中外運工作,感到我國物流運輸能力趕不上經濟的快速發展,要解決的運輸物流最關鍵問題是交通要快捷安全,我就在網上找快速交通類的資料,於是就發現了戴睿的資料,這樣我們通過網路認識了。”
2002年初,張耀平聯繫到軌道交通領域兩位權威專家——西南交大機車車輛動力學專家沈志雲和磁懸浮專家王家素,他們均對此表現出極大的興趣,覺得能夠進行試驗研究。
當年11月,張耀平放棄了在國企每月拿5000多元工資的工作,毅然到西南交大和這些專家一起進行真空管道交通研究,當了一名拿著15000元薪水的博士後,2002年下半年,戴睿和妻子來到中國,幫助張耀平和同事在西南交通大學組建了“真空管道運輸研究所”。
張耀平介紹,當時申請國家自然科學基金時,共申請了3次,2006年終於申請下2.6萬元的項目基金。
2006年底,帶著項目資金,包括研究生、教授在內的共有10多位人員開始了研究。
國外媒體 2016年12月13日,據中東媒體報導,阿聯阿布達比市政運輸部門已經與美國Hyperloop One列車運輸技術公司簽訂協定,後者將研究建設從阿布達比至艾因的Hyperloop列車的可行性,也就是俗稱的超級列車。
這一工程的可行性報告將在幾個月內完成。按照構想,超級高鐵將把阿布達比至艾因之間的行程縮短到8-12分鐘。
在此之前,阿聯的另一個酋長國杜拜已經和Hyperloop One達成了合作,研究在杜拜和阿布達比之間建設超級高鐵。
超迴路列車是在封閉管道內運行的真空技術列車,時速可達1200千米,其構想由工程師、企業家、投資人、SpaceX/Tesla公司創始人伊隆-馬斯克於2012年提出。

計畫

真空超級高鐵三步走
第一步普通真空高鐵
時速500-600公里,預計2020年-2030年實現運營
第二步低真空磁懸浮
在低真空管道中採用磁懸浮技術,時速1000公里以上,兩三年後開始研究
第三步高真空磁懸浮
時速可望超4000公里,於理論階段

爭議

科技日報:真空管道列車:是夢想還是炒作?
媒體報導稱,我國正研製真空高速磁懸浮列車,並稱理論時速可達2萬公里。然而該報導的當事人——西南交大教授沈志雲院士卻否認此事,稱至今沒有開展任何有關該技術的實質性研究。請關注——真空管道列車:是夢想還是炒作?
,某媒體報導的“我國正在研製真空磁懸浮高速列車,時速可達2萬公里”,“北京到廣州2300公里的路程,可以用2個半小時甚至1個小時到達”的新聞被各大報紙、入口網站紛紛轉載,甚至國外的媒體如《歐洲時報》也聞風出動,開始報導“這一可喜的科技成果”。
該報導中稱“記者從牽引動力國家重點實驗室課題組了解到,目前他們正在研製時速500—600公里的真空高速列車,這種技術預計10年後實現運營。未來兩三年內,實驗室將推出時速600—1000公里的真空管道高速列車小比例模型。而根據現在的理論研究,這種真空磁懸浮列車時速可達到2萬公里。”
至今沒有開展任何該技術的實質性研究
報導中涉及了西南交大牽引動力國家重點實驗室成員、兩院院士沈志雲和“該課題組成員張耀平”,但是,筆者在專訪了機車車輛動力學專家、西南交大沈志雲院士後,了解到:一、張耀平並非西南交大牽引動力國家重點實驗室課題組成員;二、沈志雲所在的實驗室和他自己,至今沒有開展任何有關真空管道技術的實質性研究;三、某些媒體報導時,混淆了當事人的說法。
沈志雲所在的實驗室和他自己,至今沒有開展任何有關真空管道技術的實質性研究,他也從未提到北京到廣州走地面交通2個半小時甚至1小時就可到達的的“神話”。“這是某媒體報導時,混淆對他和對張耀平採訪的結果,而後者從來不是他所在實驗室的成員,業務上沒有任何關係。”
“任何美好的構想提出來總是容易的,而要真正實現則要面對更大的挑戰。這裡提出的和其他已經有的真空管道技術一樣,都不過是一種空談而已。我只是希望將來有一天,這種‘空談’會變成現實。”沈志雲說。
真空管道列車實現不容易
如今,某些實驗機構通過媒體宣稱真空管道這種技術可以“在10年內實現”“理論上可達2萬公里的時速”……那么,真空管道運輸技術真是“觸手可及的神話”嗎?在地面上“日行萬里”真的可以不再是夢了嗎?沈院士向筆者介紹說,真空管道技術的實現並不容易,但是他也表示,該技術有一定科研價值和發展前景。
據沈志雲介紹,真空管道運輸技術的原理,就是在地面或地下建一個密閉的管道,用真空泵抽成真空或部分真空。在這樣的環境中開行車輛,(不一定是磁浮列車),行車阻力就會大大減小,可有效降低能耗,同時氣動噪聲也可大大降低,符合環保要求。
沈志雲說:“真空管道運輸技術的原理雖很簡單,但實現起來卻很困難。1922年德國工程師赫爾曼·肯培爾在提出磁浮列車概念時,同時也提出了真空管道的構想,至今快90年了。磁浮列車雖做了大量研究,卻一直未能真正進入運輸市場。真空管道技術更慘,至今在世界範圍內連像樣的試驗研究都沒有,有的只是一些構想方案。不少人熱衷於把這些紙上談兵的東西申報專利,組建公司,成立研究所,出版書籍,而不去認真探討為什麼不能實現。”
那么,什麼原因阻礙了真空管道技術的發展呢?沈院士說:“我認為最主要的原因,同磁浮列車一樣,是技術不成熟,成本過高,與其他運輸方式不兼容,與運輸市場格格不入。”
沈志雲談到真空管道技術的前景時說:“當前的問題是要停止空談,踏踏實實為真空管道技術的套用找到一個可行的切入點。”
為“和諧號”進一步提速提供支撐
沈志雲認為,為“和諧號”高速列車的進一步提速提供支撐是真空管道技術發展的最好機遇。“從該列車技術本身來說,進一步提速到時速500公里甚至600公里是有可能的。然而,時速超過400公里在稠密大氣層中能耗和噪聲嚴重超標,無法投入商業運營。如果在條件較好的整體道床上加罩,構建密閉管道,通過抽氣站抽成0.2-0.1個大氣壓的低真空,就能實現和諧號高速列車的超高速運行。”
在沈志雲看來,這一方案的最大優點是與我國高速鐵路網兼容。同一列高速列車,在有真空管道的區段,超高速運行,到了沒有這一裝置的區段,仍按普通高速度行駛。“當然,這樣做要克服大量技術和經濟上的難題,要在基礎理論研究和技術開發方面做艱苦細緻的工作,沒有30到50年,是難以實現的。這只是我個人的一種構想,沒有向任何方面正式建議過。 ”
既然這種超高速的真空運輸有可能成為未來的交通工具,那么,它是否會對其他交通工具造成衝擊?沈志雲院士明確指出,不是衝擊,而是相互補充,在競爭中求得更好的協調發展。例如對高速列車,真空管道將幫助可以達到500甚至600公里時速的世界第四代高速列車投入商業運營。
在未來石油短缺的前提下,真空管道運輸將能提供一種大眾化的地面超高速交通工具,以彌補飛機之不足。“但也是在30年、50年之後的事。那種說10年之後真空管道運輸就會替代高速列車和飛機的“預言”,只是用來在網上炒作,引發一時的轟動而已。”
能否套用尚存變數
對於時速600公里的真空管道磁懸浮技術在10年後能否套用,張耀平說,在技術上可以,但能否最終套用還取決於鐵道部的決策。鐵道部有關領導已經注意到此項研究,並給予了讚賞。

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