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青島打造世界級高速磁浮列車研制基地 未來將建設100多公里的高速磁浮試驗線
 

“聯合艦隊”攻克三大核心子系統

 

2016年7月,國家重點研發計劃“先進軌道交通”重點專項對時速600公里高速磁浮交通系統進行了部署,目標是攻克高速磁浮核心技術,全面自主掌握高速磁浮設計、制造、調試和試驗評估方法,研制具有自主知識產權的時速600公里高速磁浮工程化系統,形成我國高速磁浮產業化能力。該項目由中國中車組織,中車四方股份公司具體實施,聚集國內高鐵、磁浮領域優勢資源,聯合30余家企業、高校、科研院所組成“聯合艦隊”共同攻關。

高速磁浮的研制難點在哪?高速磁浮課題負責人、中車四方股份公司副總工程師丁叁叁告訴記者,高速之下的阻力、升力、電磁控制都是需要攻克的核心問題。

經過近三年的技術攻關,由丁叁叁帶領的課題團隊成功突破高速磁浮系列關鍵核心技術,在車輛、牽引、運控通信等核心子系統研發上已經取得重要階段性成果。

三年里,課題組攻克磁浮列車核心技術,成功研制時速600公里高速磁浮試驗樣車,解決了超高速工況下車體輕量化、強度、剛度、噪聲等系列難題,開發出輕質高強度的新一代車體;突破高速條件下流固耦合復雜作用的制約,解決氣動阻力、升力等問題,氣動性能達到國際先進水平;研制出的高精度懸浮導向、測速定位裝置和控制系統,性能指標達到國際領先。此外,課題組還攻克長大薄壁鋁合金車體激光復合焊、電磁鐵箔繞、懸浮架精鑄等系列關鍵工藝,研制的車體、電磁鐵及其控制裝置等關鍵部件性能優異,實現了工程化技術的重大突破。

目前,列車的牽引系統和運控通信系統均已完成試驗樣機研制。牽引系統方面,全新自主研發世界首套基于有源中點嵌位技術的24MVA大功率牽引變流系統,以及高速多分區牽引控制系統。運控通信方面,創新系統架構,研發適合于長大干線、多分區追蹤運行的高速全自動控制系統,并研發基于LTE架構、融合低時延技術的新型通信系統。

1500公里運程內“制霸”海陸空

高速磁浮,作為一種新型尖端軌道交通技術,其系統化難度、技術難度極高。目前,日本的超導磁浮技術實現603km/h的試驗速度,德國的磁浮技術最高試驗速度為505km/h。我國研制時速600公里高速磁浮,意義何在?

對此,丁叁叁給大家算了一筆賬:“以北京至上海為例,加上旅途準備時間,乘飛機需要約4.5小時,高鐵需要約5.5小時,而高速磁浮僅需3.5小時左右。”丁叁叁說道。在行程1000—1500公里的城市之間,高速磁浮將是最優選擇。

“作為目前可實現的、速度最快的地面交通工具,高速磁浮擁有的‘快起快停’技術優點,使其可以同時滿足長途和中短途運輸,有利于在大型樞紐城市之間或城市群與城市群之間形成高速‘走廊’,打造3-5小時經濟圈。”丁叁叁介紹。

時速600公里的高速磁浮,填補我國高鐵和航空運輸之間的速度空白,將推動我國形成由航空運輸網、高速輪軌網和高速磁浮網組成的高速運輸網。

沒了傳統車輪的高速磁浮列車還多了其他諸多優點:采用“抱軌”的方式運行,列車沒有脫軌風險;牽引供電系統布置在地面,采用分段供電,同一供電區間只能有一列車行駛,基本無追尾風險;與輪軌列車相比,磁浮列車無輪軌摩擦,維護量也更少,具備全壽命周期成本優勢。

高速磁浮更為深遠的意義,在于其國家戰略意義。

當前,隨著國內高速線路“達速”趨勢初顯,超高速產品的研制備受關注。中車四方表示,目前高速磁浮的戰略意義要大于其微觀經濟意義,旨在突破他國在該技術領域的遏制,在高速導向運輸系統領域保持世界領先。研發高速磁懸浮技術,還是國家科技實力的體現,是為“后高鐵時代”所做的技術儲備。

青島打造世界級高速磁浮列車研制基地

據記者統計,國內共有3條在營磁懸浮線路。其中包括最高時速100公里的北京中低速磁懸浮S1線,其列車由唐山公司生產;時速430公里的上海磁浮列車示范線,其技術和裝備引自德國;時速100公里長沙中低速磁懸浮線路,其車輛由中車株洲生產。

目前,中國中車集團旗下有唐山、大連、株洲三家企業在做時速160公里的中低速磁浮研制。時速200公里中速磁浮技術由中車株洲研發,而時速600公里的高速磁浮則由青島四方股份在研發。

青島是中國目前唯一的高速磁浮列車研制基地,且起點就是世界級的速度與技術水準,探索建立起“后高鐵時代”的技術儲備優勢。

記者從中車四方獲悉,5輛編組時速600公里高速磁浮工程化樣車的研制目前也在順利推進當中。按照項目計劃,時速600公里高速磁浮工程樣車將在2020年下線;2021年在調試線上開展系統綜合試驗,完成集成驗證,形成高速磁浮工程化能力。

同時,作為一種國際尖端技術,高速磁浮的長期持續研發,需要有完善的高速磁浮試驗線等研發驗證平臺支撐。據了解,圍繞高速磁浮項目,中車四方股份公司目前正在建設高速磁浮實驗中心、高速磁浮試制中心,預計今年下半年投入使用。此外,未來青島還將建設一條100多公里的高速磁浮試驗線,進一步完善高速磁浮系統試驗驗證和設計優化平臺,形成高速磁浮全系統全速度級的試驗驗證能力,構建完整的技術體系和標準體系。


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