中国正研制真空磁悬浮列车+理论时速2万公里
中国高铁为何没有选择磁悬浮?
中国高铁为何没有选择磁悬浮?一提磁悬浮,大家立马就会有一种高大上的感觉,认为磁悬浮在技术上必然是最新的、在速度上必然是最快的。
毕竟列车是悬浮在轨道上飞行,这很难让人不产生科幻的感觉。
高大上的真空磁悬浮列车真空磁悬浮概念的提出,进一步强化了人们这种感觉,中国西南交通大学与美国约翰·霍普金斯大学,均提出了真空磁悬浮方案。
通常情况下,民用飞机的空中巡航速度在每小时850公里左右,对于超过8000公里以上的旅行,乘坐飞机耗费的时间与经济成本是惊人的,并会因为大量排放严重污染环境。
有没有一种更高速的旅行工具能让人们更快、更经济、更环保的旅行呢?于是,真空磁悬浮就作为一个选项被人们提出。
所谓真空磁悬浮,就是在一个真空的管道里面铺设磁悬浮线路,然后让列车在真空管道中运营。
由于没有了空气阻力,真空磁悬浮时速可达3000—4000公里,能耗不到民航客机的十分之一,而噪音、废气排放接近于零。
中国西南交通大学的张耀平主持的“真空管道高速磁浮交通基础研究项目编号50678152)”,2007年获得了国家自然科学基金项目的支持。
目前张耀平已经调入陕西省西京学院,专门组建了真空管道运输研究所,正全力推进这一“运输革命”进入现实。
但是,截至目前,真空磁悬浮毕竟还停留在概念阶段,考虑到巨大的建设成本以及维护等问题,真空磁悬浮离实际应用还有很远的距离。
不仅是真空磁悬浮,就是普通的常导磁悬浮与超导磁悬浮技术在全球的应用也是寥寥无几。
如此高大上的一种技术,为什么没有在全球普及?中国高铁建设为什么没有采用磁悬浮技术?磁悬浮技术全球推广的坎坷之路与大家心目中的“高大上”有所不同,揭开磁悬浮的神秘面纱你会发现如下事实:其一,磁悬浮其实并不是一项新技术。
1922年起源于德国,1934年国工程师赫尔曼·肯佩尔就申请了磁悬浮列车专利。
其二,磁悬浮并不一定意味高速。
1984年,第一辆商用磁悬浮列车在英国伯明翰国际机场投入运营,全长仅600米,运营时速42公里,11年后因维护问题关闭。
中国磁悬浮列车发展史
中国磁悬浮列车发展史
中国磁悬浮列车的发展可以追溯到20世纪80年代,虽然起步较晚,但发展迅速。
在80年代初期,中国开始磁悬浮列车的相关研究,出于实际情况考虑,主要研究常导型磁浮技术。
1989年3月,国防科技大学研制出中国第一台磁悬浮试验样车。
进入90年代,中国政府持续扶持磁浮列车系统研究,并提出在“十二五”期间“系统掌握高速磁悬浮技术,优化完善中低速磁悬浮技术”的目标。
1995年,中国第一条磁悬浮列车试验线在西南交通大学建成,并成功进行了时速为30.0公里的稳定悬浮、导向、驱动控制和载人运行等试验,这标志着中国已经掌握制造磁悬浮列车的技术。
2001年,德国的Transrapid公司在中国上海浦东国际机场至地铁龙阳路站兴建磁悬浮列车系统,2003年1月4日上海磁浮列车示范运营线正式开始商业运营,它是世界第一条商业运营的磁悬浮专线,为中国发展磁悬浮列车积累了宝贵的经验。
2016年5月6日,中国国内第一条自主设计、自主制造、自主施工、自主管理的中低速磁悬浮——长沙磁浮快线正式开通,标志着中国磁浮技术实现了从研发到应用的全覆盖,中国成为世界上少数几个掌握该项技术的国家之一。
近年来,中国在磁悬浮列车领域取得了显著的成就,这不仅为人们提供了更加便捷、高效的出行方式,也为中国在全球磁悬浮列车领域的发展奠定了坚实的基础。
追梦第五种交通运输:真空管道超高速磁悬浮列车
追梦第五种交通运输:真空管道超高速磁悬浮列车
王宇[1]
【期刊名称】《交通建设与管理》
【年(卷),期】2018(000)001
【摘要】刘子忠记不清这是第多少次向人介绍他的梦想:建造时速超过600公里的真空管道超高速磁悬浮列车。
在他看来,这已经不是什么高精尖的技术了,其所需要的悬浮隧道技术(阿基米德桥)、真空技术、磁悬浮技术、磁驱动技术现在都有成熟的解决方案,只需要把这些系统有机地集合起来,就能够将超高速磁悬浮列车的时速从600公里提高到1000公里、2000公里,甚至更高。
应用该技术建设的横跨海峡两岸的海底悬浮隧道,可以抵御各种恶劣的海洋天气影响,真正实现全天候运营。
采用这种技术制造的真空列车(类似胶囊)将成为人类历史上继火车、汽车、轮船和飞机之外的第五种交通工具。
【总页数】2页(P32-33)
【作者】王宇[1]
【作者单位】[1]不详
【正文语种】中文
【中图分类】U292.917
【相关文献】
1.一种新的高速磁悬浮列车--瑞士真空管道高速磁悬浮列车方案 [J], 张瑞华;严陆光;徐善纲;武瑛
2.追梦第五种交通运输:r真空管道超高速磁悬浮列车 [J], 王宇
3.低真空管道超高速磁悬浮铁路车地无线通信系统的需求及现状调研 [J], 刘畅;蒋志勇
4.真空管道超高速磁悬浮列车通信信号系统展望 [J], 刘振玉;杨凯;樊亮;屈永正
5.我国将研发高速磁悬浮列车、真空管道飞行列车 [J],
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沈志云院士真空管道高速交通(精)
沈志云院士:真空管道高速交通必须“三步走”“科学研究不能靠起哄,时速为400~600公里的真空管道都还没开始研制,哪来1000公里甚至更高。
”最近有报道称,我国正在研制时速1000公里甚至2万公里的真空磁悬浮列车。
对于这类带有浮夸风式的炒作,两院院士、西南交通大学牵引动力国家重点实验室教授沈志云有些愤怒。
“科学研究不能靠起哄,时速为400~600公里的真空管道都还没开始研制,哪来1000公里甚至更高。
”沈志云在接受《科学时报》记者专访时表示,真空管道高速交通虽是未来的发展趋势,但仍需立足现实,一步一个脚印分阶段规划实施,真正实现真空管道高速交通还有很长的路要走。
改变介质密度是地面超高速交通唯一出路“当速度增加时,气动阻力会随速度的平方上升,气动噪音则会随速度的7次或8次方急增,这是任何形式的交通工具都无法避免的客观规律。
”沈志云告诉《科学时报》,在地表稠密大气层中运行的地面高速交通,最高经济时速不能超过400公里,否则列车的能耗和对环境的破坏将大大增加,导致它根本无法实现商业运营。
沈志云引用德国磁悬浮列车和日本新干线轮轨列车实测数据说明,不管是磁悬浮还是轮轨列车,当时速达到400公里以上时,空气阻力在总阻力中所占比重将超过80%,而噪音则高达89分贝,大大高于交通噪音的环保国际标准。
因此,克服稠密大气层的阻力成为地面超高速交通的主要任务。
那么,怎样才能摆脱地表稠密大气层的作用?沈志云给出了两种思路:一是让列车在万米高空上运行,以摆脱大气层的作用;二是为列车创造一个低密度介质环境,以摆脱阻力与噪音困扰。
“实际上,列车当然不能飞到万米高空,但可以利用密闭的真空管道,改变介质密度,实现任意高速度的运行。
”“我国上海的磁悬浮列车时速虽达到430公里,但在大城市和人口稠密的地区,也只能降低到时速300公里甚至200公里及以下,才能通过环保大关。
”沈志云表示,只有不回避真空管道,改变列车运行介质,才能大幅度降低能耗和环境污染,实现时速400公里以上超高速交通梦想。
磁悬浮
磁悬浮列车从北京运行到上海,不超过4个小时,从杭州至上海只需23分钟。
在时速达200公??磁悬浮列车里时,乘客几乎听不到声响。
磁悬浮列车采用电力驱动,其发展不受能源结构,特别是燃油供应的限制,不排放有害气体。
据专家介绍,磁悬浮线路的造价只是普通路轨的85%,而且运行时间越长,效益会更明显。
因为,磁悬浮列车的路轨寿命可达80年,而普通路轨只有60年。
磁悬浮列车车辆的寿命是35年,轮轨列车是20至25年。
此外,磁悬浮列车的年运行维修费仅为总投资的1.2%,而轮轨列车高达4.4%。
磁悬浮高速列车的运行和维修成本约是轮轨高速列车的1/4。
磁悬浮列车和轮轨列车乘客票价的成本比约为1:2.8。
作为目前最快速的地面交通工具,磁悬浮列车技术的确有着其他地面交通技术无法比拟的优势:首先,它克服了传统轮轨铁路提高速度的主要障碍,发展前景广阔。
第一条轮轨铁路出现在1825年,经过140年努力,其运营速度才突破200公里/小时,由200公里/小时到300公里/小时又花了近30年,虽然技术还在完善与发展,继续提高速度的余地已不大,而困难却很大。
还应注意到,轮轨铁路提高速度的代价是很高的,300公里/小时高速铁路的造价比200公里/小时的准高速铁路高近两倍,比120公里/小时的普通铁路高三至八倍,继续提高速度,其造价还将急剧上升。
与之相比世界上第一个磁悬浮列车的小型模型是1969年在德国出现的,日本是1972年造出的。
可仅仅十年后的1979年,磁悬浮列车技术就创造了517公里/小时的速度纪录。
目前技术已经成熟,可进入500公里/小时实用运营的建造阶段。
第二,磁悬浮列车速度高,常导磁悬浮可达400-500公里/小时,超导磁悬浮可达500-600公里/小时。
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。
中国研发真空磁悬浮 时速最低4000km
( ) 制 闭水 试 验 的水 位 。 验 水 位 应 为试 验 3控 试 段 上 游 管 段 内 顶 以 上 2m, 如 上 游 管 内 顶 到 检 查 井 的 高 度 不 足 2m, 闭 水 试 验 的 水 位 可 到 井
口为止 。
( ) 格控 制 回填 土 密 实度 。 沟胸 腔 部 位 密 3严 管 实度不小 于 9 % ; 0 管顶 5 m范 围内密实度 应在 0e 8 % 8 %之 间 , 5 8 以防压 坏 管材 和盖 板 ; 管项 5 m 0e 以上 密 实度 要 求 同路 基 密 实度 一 样 。
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带 水 回填 或 回填 土 土 质 不 符 合 要求 ;没 有 分 层 回填 ; 回填 土 密 实 度 控 制不 严 。 对
92 质 量 控 制措 施 .
( ) 格 控 制 回填 土 土质 。 1严 回填 土 中不 得含 有 碎 砖 、 块 、 凝 土 碎 块 及 大 于 1 m 的 硬 土 块 ; 石 混 0e 填 土 含 水 量 以接 近 最 佳 含 水 量 为 宜 。 土 前 , 对 还 应
目前 , 类 采 用 的 高 速 远 程 客 运 工 具 以 飞 机 为 主 , 人 民航 客 机 的运 营 速 度 约 为 每 小 时 1 0 m 0 。对于500k 0 k 0 m以上 的远程旅行来说 , 乘飞机旅行耗费的时间、 经济成本惊人 , 并 且 造 成 了严 重 的环 境 污 染 。 不 过 , 分 中美 科 学 家 在 接 受 记 者 专 访 时 透 露 , 种 最 低 时 速 400k 能 耗 不 到 民 部 一 0 m、 航客机 1 0 / 、噪音和废气污染及事故率接近于零 的新型交通工具——真空 管道磁悬 浮列 1 车 已呼之欲出。 真空管道磁 悬浮列车将把北京 与华盛顿纳入两小 时交通圈 , 用数小时完成 环球旅行已经成为科学家近期努力 的 目标 , 中国在此项研究 中已经走在世界前列。 而 身兼 “ 院” 两 院士的沈志云认 为 , 国应将 目标定位 在发展每小 时6 0 1 0 m 高 我 0 ~ 0k 超 0
中国时速4000公里的磁悬浮列车
中国时速4000公里的磁悬浮列车近日,中国航天科工集团正在论证研制的“最高时速4000公里”高速飞行列车在网络上“刷屏”,被网友称为“飞铁”,也引发了对“北京到上海半小时”的未来憧憬。
毕竟,相比京沪高铁最高时速350公里,“高速飞行列车”要快出10倍。
据航天科工透露,“高速飞行列车”的原理是利用超导磁悬浮技术和真空管道,实现超音速的“近地飞行”。
时速4000公里,意味着车中乘客的速度,是地面音速的3倍、步枪子弹出膛速度的1.5倍。
面对这个数字,许多人最关注的还是舒适性和安全性的问题。
对人体来说,“飞”得比子弹还快究竟意味着什么呢?站点要“远”:以磁悬浮的加速度,要从北京一路加速到上海首先,对于“坐地日行八万里”的我们来说,速度本身并不是关键,关键在于加速度。
要通俗地理解加速度给人带来的感受,可以参考超级跑车全力启动的过程。
一辆能够做到3秒内突破百公里时速的超级跑车,其最快加速度可以超过1g(重力加速度,约为9.8m/s²),这时,驾驶者会有一个强烈的“推背感”,感觉人像是被紧紧地钉在座椅上,这个力的大小,相当于一个人压在自己的身上。
中国工程院院士、空军航空医学研究所航空医学工程研究中心主任俞梦孙曾介绍,战机飞行员一般需要承受高达9g的加速度,但飞行员可能会出现黑视或晕厥的现象。
“神舟”十一号航天员陈冬也曾向公众描述过训练时体验4g加速度时的感受:身体像被三个自己牢牢按死,眼泪直流,十分狼狈。
但这种加速持续时间只是数秒或几十秒,是瞬间的事。
对于一般的交通运输工具来说,设计者要权衡加速度、加速时间和加速路程,尽量保证乘客的舒适性。
8月31日,航天科工三院三部“高速飞行列车”技术总负责人毛凯回应媒体称:“列车进入高速运行状态前有个缓慢的加速过程,加速度比飞机启动要小”。
在“缓慢加速”的情况下,加速时间和加速距离都会相应增加。
波音787客机启动的加速度约为0.25g,以0.25g加速到时速4000公里,加速时间约为450秒,即7.5分钟,加速距离约为250公里。
高铁线路图
高速铁路[gāo sù tiě lù]“高铁”列车高速铁路简称“高铁”,是指通过改造原有线路(直线化、轨距标准化),使最高营运速率达到不小于每小时200公里,或者专门修建新的“高速新线”,使营运速率达到每小时至少250公里的铁路系统。
高速铁路除了在列车在营运达到一定速度标准外,车辆、路轨、操作都需要配合提升。
中国高速铁路“四纵四横” 铁路快速客运通道“四纵”客运专线京沪客运专线▪京沪高速铁路( 2011/06/30)▪合蚌客运专线( 2012/10/16)京港客运专线▪京石客运专线( 2012/12/20)▪石武铁路客运专线( 2012/12/20)▪武广客运专线( 2009/12/26)▪广深港高速铁路( 2011/12/26)京哈客运专线▪京沈客运专线 ( 待定)▪哈大客运专线( 2012/12/01)▪盘营客运专线( 2013/10)杭福深客运专线▪杭甬客运专线( 2013/05)▪甬台温铁路( 2009/09/28)▪温福铁路( 2009/09/28)▪福厦铁路( 2010/04/26)▪厦深铁路 ( 2013/06)“四横”客运专线徐兰客运专线▪郑徐客运专线( 2015)▪郑西客运专线( 2010/02/06)▪西宝客运专线( 2012)▪宝兰客运专线( 2017)沪昆客运专线▪沪杭城际高速铁路( 2010/10/26)▪杭长客运专线( 2013/06/30)▪长昆客运专线( 2013/06/30)青太客运专线▪胶济客运专线( 2008/12/20)▪石济客运专线( 2015/12)▪石太客运专线( 2009/04/01)沪汉蓉客运专线▪沪宁高速铁路( 2010/07/01)▪合宁客运专线( 2008/04/18)▪合武铁路客运专线( 2009/04/01)▪汉宜高速铁路( 2012/07/01)▪宜万铁路( 2010/12/22)▪渝利铁路 ( 2012) ▪遂渝铁路二线( 2012)▪达成铁路( 2009/07/07)中国标准新建高速铁路的基础设施设计速度至少达到250公里/小时。
“胶囊高铁”-真空里的空想-
“胶囊高铁”-真空里的空想-“胶囊高铁”:真空里的空想?2小时,北京到纽约美国科技狂人艾伦?马斯克现在迷上了“胶囊高铁”。
按照他的设想,这种外形像“胶囊”一样的交通工具,重量为183公斤,长度约5米,可载客4-6人,其总重量将达到363-400公斤。
在“胶囊高铁”运输系统中,每一个“胶囊”都被放置于真空管道中,可以像炮弹一样被发射至目的地。
该项目的动力供应采用的是磁悬浮技术,处于一个几乎没有摩擦力的环境中。
按照设计师的预想,它将能达到每小时6500公里的惊人速度,从美国的纽约到洛杉矶仅需要45分钟,从纽约到北京也只花费2小时,而来个环球游也就6个小时。
“胶囊高铁”中,连接两个目的地的管道跟高速铁路一样,会在地上予以搭建。
因为采用的是真空管道,根据设计,所有管道的入口和出口都会有两道门。
运行时,工作人员首先打开外层门,“胶囊”将从车站进入管道两门之间的夹层,外层门关闭后,真空泵开始抽走空气,此时,工作人员再打开里层的门,“胶囊”就会进入真空管道,开始加速、运行。
出管道时,则是相反的顺序。
除了在管道口要设立泵站,真空管道内大概每隔2—3公里也要设一个泵站抽取管道内的空气。
根据设计标准,管道内甚至达到千分之一的大气压,这样的气压范围也是列车高速运行的基本保障。
尽管很多人对这个项目不以为然,但艾伦?马斯克显然不只是说说而已。
在他的支持下,日前美国科罗拉多州的“ET3”公司已经开始建造一个3英里长的真空管道交通系统。
负责具体细节设定的设计师戴睿?奥斯特是美国佛罗里达州的机械工程师,为了能够专心致力于真空管道运输的研究与开发工作,奥斯特夫妇甚至已经辞去了高薪职位。
最高速度,2.52万公里/小时“胶囊高铁”从理论上讲并不完全是天方夜谭。
随着科技的进步,地面交通工具的速度越来越快。
但是浙江省交通科学研究所副总工程师许云飞在接受记者采访时表示,地面高速运输系统要克服巨大的空气阻力,当速度超过每小时500公里后,空气阻力就非常大。
介绍真空管道磁悬浮列车
介绍真空管道磁悬浮列车克服空气阻力的能耗是轮轨列车或飞机等交通工具的主要费用之一。
功耗与空气阻力成正比,而空气阻力与速度的平方成正比,因此速度每提高一倍,能量消耗将变为原来的4倍,速度提高9倍,则能耗将变为原来的100倍,面对人们日益增长的旅行速度要求,这样的能耗增加是地球环境和资源无法承受的。
不过近年来,部分中美科学家透露,一种最低时速4000公里、能耗不到民航客机1/10、噪音和废气污染及事故率接近于零的新型交通工具——真空管道磁悬浮列车,已在理想中呼之欲出。
它就是建造一条与外部空气隔绝的管道,将管内抽为真空后,使其中磁悬浮列车在真空中运行,并与地面零接触,完全消失了摩擦阻力,理论上讲,列车的速度想要加速到多快都可以,同时列车运行的功耗非常小,理论上讲,只需在启动阶段和减速阶段才需要消耗动力,在中途运行过程中基本不消耗能量,因此说能源消耗异常小!此外,由于列车运行于封闭的管道中,对外部世界毫无干扰,不会引起噪声污染,可以在海底及气候恶劣地区运行而不受任何影响。
与此同时,也不易受到攻击,十分安全,而目前的高速火车裸露在外面,极易受到外物可能的攻击。
目前世界上有美国、瑞士、中国三个国家正在研究真空管道磁悬浮技术,美国和瑞士还在理论阶段,我国已经开始着手试验了。
有关人士指出:超高速磁悬浮列车的研发,在真空度问题上并不会存在原则性困难。
美国搞的是高真空管道交通,大气压甚至只有外界的百万分之一,但成本很高,难度很大,所以很难投入实际运营。
瑞士则把真空管放在地下隧道中,这同样增加了很大的成本,最终也难以进入实际应用。
而我国的方案相对于它们更优越、更现实。
首先在管道内,只要实施降到0.5个大气压,就能实现大大降低空气对于运动列车阻力的实际效果。
不仅大大降低了运输成本,而且使理想变现实更容易。
所以在各国研究者中我国研究进度最快。
对于整体真空磁悬浮列车研究将分三步走:第一步普通真空高铁,时速500-600公里,预计2020年-2030年实现运营;第二步低真空磁悬浮,在低真空管道中采用磁悬浮技术,时速1000公里以上,两三年后开始研究;第三步高真空磁悬浮,时速可望超4000公里,目前处于理论阶段。
磁浮列车
常导磁吸式(EMS)利用装在车辆两侧转向架上的常导电磁铁(悬浮电磁铁)和铺设在线路导轨上的磁铁,在磁 场作用下产生的吸引力使车辆浮起,见图二中的图2所示。车辆和轨面之间的间隙与吸引力的大小成反比。为了保 证这种悬浮的可靠性和列车运行的平稳,使直线电机有较高的功率,必须精确地控制电磁铁中的电流,使磁场保 持稳定的强度和悬浮力,使车体与导轨之间保持大约10 mm的间隙。
超导磁斥式的导向系统可以采用以下 3种方式构成: ①在车辆上安装机械导向装置实现列车导向。这种装置 通常采用车辆上的侧向导向辅助轮,使之与导向轨侧面相互作用(滚动摩擦)以产生复原力,这个力与列车沿曲线 运行时产生的侧向力相平衡,从而使列车沿着导向轨中心线运行。②在车辆上安装专用的导向超导磁铁,使之与 导向轨侧向的地面线圈和金属带产生磁斥力,该力与列车的侧向作用力相平衡,使列车保持正确的运行方向。这 种导向方式避免了机械摩擦,只要控制侧向地面导向线圈中的电流,就可以使列车保持一定的侧向间隙。 ③利用 磁力进行导引的“零磁通量”导向系铺设“8”字形的封闭线圈。当列车上设置的超导磁体位于该线圈的对称中心 线上时,线圈内的磁场为零;而当列车产生侧向位移时,“8”字形的线圈内磁场为零,并产生一个反作用力以平 衡列车的侧向力,使列车回到线路中心线的位置。
磁悬浮列车日本从1962年开始研究常导型磁悬浮列车,后来由于超导技术的发展,日本从70年代开始转向研究 超导型磁悬浮列车。1972年12月在宫崎磁悬浮铁路试验线上,时速达到了204 km/ h。1979年12月又进一步提高 到517 km/ h。1982年 11月,磁悬浮列车的载人试验获得成功。1995年载人磁悬浮列车试验时的时速高达 411km/h。1997年12月在山梨县的试验线上创造出时速为550km/h的世界最高记录。最高时速与试验线的长度有 关,德国的试验线两端是环形的,直线部分只有约7km,日本的试验线是直线且很长,故能达到较高的时速。
真空管道磁悬浮列车
真空管道磁悬浮列车姓名:梁豪晴学院:轨道交通学院学号:3118005037 _______________________________在现代社会的今天,人们的生活水平逐渐提高,对出行的要求也越来越高。
无论从出行的时间还是出行的质量,人们都期待有所提高。
在这个时候,真空管道交通未必不是一种好的选择。
在未来的一段时间内除非有新型列车材料或动力能源的发现或发明,否则胶囊管道列车将是未来一段时间列车发展的主流。
1.真空管道列车的优点胶囊轨道列车与传统的列车相比具有以下的一些优点:1.经济性好:高速管道列车可极大的缩短两地的时空的距离,尽管前期的投入可能很巨大,但高速管道列车的运输效率很高,列车运行图可以更加紧密,并且一条高速列车开通对地方的经济效益的拉动也是不可估计的。
2.节能性强:高速管道列车不消耗化石能源,可与城市地铁无缝接驳等优点。
另外,真空管道列车摩擦阻力小,所以不需要额外的能量去克服摩擦力做功,同一个质量为m的列车,分别在铁轨运行和磁轨运行,运行速度都为v(可认为匀速),所受空气阻力f,摩擦力为F1,磁悬浮列车在真空中受到的阻力为f1铁轨列车此时牵引力做功为(t为运动时间)磁悬浮列车牵引力做功为(t为运动时间)显然相同质量相同速度运动相同时间下>所以真空管道磁悬浮列车更加节能。
3.安全性好:真空管道可在地面或埋在地下,与其他方式相比不用考虑天气等其他因素的影响。
中国航天科工集团技术的总负责人也曾说过高速飞行列车对人体的危害可忽略不计,这和我们传统直接在户外行驶的列车相比会更加安全。
4.平衡稳定。
因为采用超导磁悬浮,列车在运行过程中与传统的有轨接触更加平稳。
同时列车因为在真空中或者近似中行驶,会有更少的空气振动,在乘车过程中乘客可以有更好的乘车体验。
5.我国西南交大教授沈志云院士看来,这一方案的最大优点是与我国高速铁路网兼容。
同一列高速列车,在有真空管道的区段,超高速运行,到了没有这一装置的区段,仍按普通高速度行驶。
高速铁路
世界铁路历史发展证明,高速铁路是经济社会发展的必然趋势。
自1825年英国修建了世界第一条铁路以来,由于运输速度和运输能量上的优点,铁路在很长的历史时期内成 为各国的交通运输骨干。从20世纪50年代开始,公路和航空运输迅速发展,使铁路在速度上居于劣势,长途客运 受航空运输排挤,短途客运被汽车运输取代,铁路进入“夕阳产业”的被动局面。然而进入20世纪70年代以后, 由于能源危机、环境恶化、交通安全等问题的困扰,人们重新认识到铁路的价值。特别是高速铁路以其速度快、 运能大、能耗低、污染轻等一系列的技术优势,适应了现代社会经济发展的新需求。
高速铁路以及高速列车中国铁路在速度方面上分了高速铁路(250-380)、快速铁路(160-250)、普速铁路 (80-160)三级,2012年《十二五综合交通运输体系规划》有区分且设立快速铁路专栏,2015年铁路总公司说年 底中国高速铁路1.9万公里而快速铁路网4万多公里(铁路共12万公里),三个数据不同。中国高速铁路全部采用 高铁级,快速铁路则以中高标准的国铁Ⅰ级为主,低标准的高铁级为辅。高铁级和国铁Ⅰ级分别位于中国铁路等 级(技术等级)中的第一二位。其中高铁级主要用于东部铁路客运干线和特大城市群城际铁路;国铁Ⅰ级主要用 于东部铁路客货干线、中西部铁路客运干线和大中城市群城际铁路。
城际高铁同时兼有城铁和高铁的特点,符合《高速铁路设计规范》、《城际铁路设计规范》和《中长期铁路 网规划》中的主要标准,无论从技术方面、路网方面和运营方面都满足多种高铁的定义。例如:广珠城轨预留开 行速度250km/h、实际运营速度200km/h,且已被纳入“八横八纵”高铁路网中的京港澳通道,所以广珠城际客专 符合两种高铁定义,称“广珠高铁”是正确的。类似情况还有昌九城际铁路等。中国第一条路网型高铁是广深铁 路(城际),第一条技术型高铁是秦沈客运专线,第一条300km/h的高铁是京津城际铁路。
项目一 城市轨道交通线路车站
费用过载问题。
轻轨的分类
轻轨可以分为两类: ◆车型和轨道结构类似地铁,运量较地铁 略小的轻轨交通称为准地铁; ◆运量比公共汽车略大,在地面行驶,路 权可以共用的新型有轨电车。
意大利的轻轨
重庆轻轨
天津轻轨
美国西雅图轻轨
悬挂式轻轨
5、磁悬浮(The maglev train )
• 磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力(即磁的吸 力和排斥力)来推动的列车。由于其轨道 的磁力使之悬浮在空中,行走时不同于其 他列车需要接触地面,因此只受来自空气 的阻力。磁悬浮列车的速度可达每小时400 公里以上,比轮轨高速列车的380多公里还 要快。
五、福州西北段地图
• 北二环路— —梅峰路— —洪甘路— —永丰公交 站(永丰枢 纽)——三环 路 • 西二环路— —琴亭高架 桥(新店互 通)——三环 路
六、福州大学城
• 福州大学城位 于福州闽侯上 街镇。橘园洲 大桥、洪塘大 桥、浦上大桥 连接市区至闽 侯县大学校区 的交通,公交 线路有41、43、 89、95、96、 123路等,预 计2016年后, 大学城与市区 连接将开通福 州地铁2号线。
地铁和轻轨铁路
• 有人以为,在地面以下行驶的叫地铁,在地面高架上行驶的就是轻轨; 还有人以为,轻轨铁路的钢轨重量比地铁轻,这两种认识都是错误的。那 么地铁和轻轨的区别到底在哪里呢 ? 其实,无论是轻轨还是地铁,都可以建在地下、地面或高架桥上,二者 的主要区别是单向最大高峰每小时客流量的区别。地铁的铁路能适应的单 向最大高峰客流量为每小时 3 万 -6 万人次,轻轨铁路能适应单向最大高峰 客流量为 1-3 万人次。轻轨与地铁的钢轨无轻重之分。大载客量的地铁车厢, 一般的额定载客量为每辆 310 人,超员为 410 人,编组采用每列 6 辆;中等 载客量的轻轨铁路车厢,一般的额定载客量为 202 人,超员 224 人,编组采 用每列 2-4 辆,轻轨铁路可以根据地形的变化而灵活变更运行轨道,有的建 在地面,有的驶入地下,有的建成高架,具有投资省、见效快、适用范围 广等优点。
未来出行最佳方式探讨
再来 接受车速 较低 的车型确有 难度 。 但 在城 市 区域 现 可行 驶 的实 际车 速
也 只 能 是 6 k /。 即 按 实 际 可 能 行 0mh
6 王贵 明,王金 懿. 于四大基础 基 部 件 的 电动 汽 车 结 构 : 中 国 ,
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真空 高铁 ,使 时速达 Nso 6 0k o ~ 0 m,技术 上预 计 1年可达到运营要求 ;第2 0 阶段 :采用低真空
磁悬 浮 ,使时 速达 到 10 m以上 ;第3 0 0k 阶段 : 采用高真空磁悬浮 ,时速 可望超过4 0 mo 0 0k 为保持真 空管道 内相应 的真 空度 ,管道 与 管道间 的接 头处必须 密封严实 ,管道沿线需 有 多个抽气泵 站 ,并还需 为维修 、检查时 预留其
地 方 。 可 以 想 象 , 该 电 动 微 轿 车 租
车最 佳结 构 的 四大基 础部 件 也更 易
在 该 小 而 全 的 微 型 车 上 实 施 , 通 过
用 服务 的实 施 和推 广 ,将 为我 们 的 出行 带 来极 大 的便 利 ,并 为节 能减 排 、资 源共 享 以及 推广 电动汽 车等 都 将发 挥作 用 。 由于 该 车 成 本 低 , 估计仅为 1 ~ 万元 ,即可便于实施 。 .3 5 可喜 的是 :《 能源 汽车产 业发 新 展规 划》 的意见 征询稿 其 中也提 到:
油还 快) ,用 户 按 所 驶 里 程 数 缴 纳 租 金 。当然该电动微轿 车还须配有G S P
序渐 进 ,使技 术 与经 济互 为促 进 以
形 成 良性 循 环 的 发 展 规 律 , 电 动 汽
低真空管道高速磁悬浮系统技术发展研究
低真空管道高速磁悬浮系统技术发展研究冯仲伟;方兴;李红梅;程爱君;潘永杰【摘要】轮轨式是目前轨道交通技术体系的主流,但由于空气阻力、轮轨黏着、运行噪声等问题的限制,在现有的技术水平下,难以经济地实现运营速度大幅度提高.为满足更高经济运行速度的需求,在利用磁悬浮技术减少轮轨摩擦、振动的基础上,构建低真空运行环境以减小空气阻力和噪声是未来更高速度轨道交通技术发展的重要方向.本文阐述了发展低真空管道高速磁悬浮系统的意义,研究了其技术特点、发展现状,分析了低真空管道高速磁悬浮系统的科学问题和关键技术,并提出了在国家层面立项研究、建设试验线和国家级实验室的政策建议.【期刊名称】《中国工程科学》【年(卷),期】2018(020)006【总页数】7页(P105-111)【关键词】轨道交通;低真空管道;高速磁悬浮;系统技术【作者】冯仲伟;方兴;李红梅;程爱君;潘永杰【作者单位】中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京100081;中国铁道科学研究院科技管理部,北京100081;中国铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心,北京100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TB79一、前言党的“十九大”明确提出要建设“交通强国”,而衡量一个国家交通行业发展水平和科技创新能力,速度是最重要的指标之一,交通运输速度的每一次提升,都对人类文明的加速发展发挥了重要作用。
现有轨道交通技术体系的主流是轮轨式,轮轨式试验列车最高试验速度为574.8 km/h(法国高速动车组试验车V150)[1],运营列车最高试验速度为486.1 km/h(中国CRH380AL动车组),最高运营速度为350 km/h(中国)。
轮轨式轨道交通由于受制于空气阻力、轮轨黏着、蛇行失稳、运行噪声以及弓网接触受流等问题,运营速度很难经济地大幅度提升,而且能耗和机械摩擦磨损亦随着速度的提高显著增大。
中低速磁悬浮与轻轨、地铁的比较
中低速磁悬浮在城市轨道交通中的运用磁悬浮技术的研究源于德国,1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔提出了电磁悬浮原理,1934年他申请了磁悬浮列车的专利,1953年完成科学报告?电子悬浮导向的电力驱动铁路机车车辆?。
20世纪70年代以后,世界工业化国家经济实力不断加强,为提高交通运输能力以适应经济开展的需要,德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等兴旺国家相继开场对磁悬浮运输系统进展开发,并取得令人瞩目的进展。
磁悬浮列车与传统轮轨列车不同,它用电磁力将列车浮起,导向和驱动。
在运行时不与轨道发生摩擦,中低速磁悬浮列车〔时速小于200km〕在运行时发出的噪声非常低。
此外,磁悬浮列车还具有速度高,制动快,爬坡能力强,转弯半径小,振动小,舒适性好等优点。
在修建城市轨道交通线路的造价攀升的情况下,中低速磁悬浮线的性能价格比好的优势得以显示出来。
1 磁悬浮技术的种类目前,载人试验获得成功的磁浮列车系统有3种,它们的磁悬原理和系统技术完全不同,不能兼容。
〔1〕用常导磁吸式〔EMS〕进展悬浮导向,同步长定子直线电机驱动的高速磁浮列车系统。
以德国的TR〔Trans rapid〕磁浮列车系统为代表。
TR采用常规电导吸引的方式进展悬浮和导向,悬浮的气隙较小,一般为10mm 左右;由地面一次控制的直线同步电机驱动。
我国机场磁悬浮线就是引进的德国TR系统〔2〕采用超导磁斥式〔EDS)进展悬浮和导向,同步长定子直线电机驱动的高速磁浮列车系统。
高速超导磁悬浮列车以日本的ML系统为代表。
车上的超导线圈在低温下进入超导状态,通电后产生很强的磁场,列车运动时,超导磁体使线路上的导体产生感应电流,该电流也将产生磁场,并与车上的超导磁体形成斥力,使车辆悬浮〔悬浮高度较大,一般为100mm左右〕。
列车由地面一次控制的线性同步电机进展驱动,同步电机定子三相绕组铺设在地面线路两侧,无需通过弓网受电方式供电。
〔3〕采用常导磁吸式〔EMS〕进展悬浮和导向,异步短定子直线电机驱动的中低速磁浮列车系统。
真空磁悬浮列车的原理和相关资料
真空磁悬浮列车的原理和相关资料
真空磁悬浮列车是一种先进的交通工具,采用电磁原理和真空管道技术,能够以高速运行、无摩擦、无污染、低噪音的方式进行长距离的运输。
其主要原理是通过电磁感应和电磁悬浮技术,使列车悬浮于轨道上,同时通过真空管道的减压,减小空气阻力,从而实现高速运行。
该技术还可以节省大量能源和减少环境污染,具有极高的经济和环保价值。
目前,世界上已经有多个国家和地区开始研究和开发真空磁悬浮列车技术,其中最著名的是中国的磁悬浮列车。
中国的磁悬浮列车已经成功实现了商业化运营,运行速度达到了每小时600公里以上,成为了世界上速度最快的列车之一。
需要注意的是,真空磁悬浮列车技术还存在一些技术难题,如运行成本高、维护难度大等问题,需要不断进行技术创新和研究。
但是,随着科技的发展和进步,相信真空磁悬浮列车必将成为未来交通运输的重要组成部分。
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技术揭秘
大气环境下列车时速不宜超过400公里
西南交大牵引动力国家重点实验室成员、两院院士沈志云接受法晚记者采访时说,目前任何一种地面交通工具,商业运营速度都不宜超过每小时400公里,否则能耗大、噪音超标,难以被市场接受。
沈志云介绍,真空管道高速交通,就是建造一条与外部空气隔绝的管道,将管内抽为真空后,在其中运行磁悬浮列车,由于没有空气摩擦的阻碍,列车将运行至令人瞠目结舌的高速。
而且管道是密封的,可以在海底及气候恶劣地区运行而不受任何影响。
该课题组成员张耀平做了一个比喻:“管道就像排污管道一样,连接紧密,是一个完全密闭的空间。
”
真空磁悬浮造价比普通铁路更便宜
张耀平介绍,真空磁悬浮列车只是列车在真空环境下运行,而车厢内并非真空的,乘客乘坐这种高速的列车也不会有眩晕等异样的感觉。
从造价上来看,目前普通铁路造价每公里1.5亿,其隧道断面大概在6米到8米之间,而真空磁悬浮管道断面只有4米到5米之间,可省去很多钢材费用,所以费用比普通铁路更便宜。
对于票价,张耀平猜测,如果该技术刚刚投入运行时,其票价应该要比高铁的价格高,但是随着技术不断地成熟更新,其价格也会逐渐降低。
实验故事
网上找材料引进真空管道交通概念
张耀平在接受法晚记者采访时说,美国佛罗里达州机械工程师戴睿·奥斯特于1999 年将真空管道磁悬浮运输概念落实到图纸并在美申请发明专利。
2001年,与戴睿相识并成为密友的张耀平将这项技术首次引进中国。
张耀平说:“当时我在中外运工作,感到我国物流运输能力赶不上经济的快速发展,要解决的运输物流最关键问题是交通要快捷安全,我就在网上找快速交通类的资料,于是就发现了戴睿的资料,这样我们通过网络认识了。
”
2002年初,张耀平联系到轨道交通领域两位权威专家——西南交大机车车辆动力学专家沈志云和磁悬浮专家王家素,他们均对此表现出极大的兴趣,觉得能够进行试验研究。
当年11月,张耀平放弃了在国企每月拿5000多元工资的工作,毅然到西南交大和这些专家一起进行真空管道交通研究,当了一名拿着1 500元薪水的博士后。
2002年下半年,戴睿和妻子来到中国,帮助张耀平和同事在西南交通大学组建了“真空管道运输研究所”。
张耀平介绍,当时申请国家自然科学基金时,共申请了3次,2006年终于申请下26万元的项目基金。
2006年底,带着项目资金,包括研究生、教授在内的共有10多位人员开始了研究。
真空磁悬浮列车优点
1.无需车载电源
2.安全性高
3.能静止悬浮,启动耗能很少
4.运行噪声小
5.车体轻,适合高频率发车,大大降低路基和轨道成本
●各国对比
中美瑞比较我国技术占优
沈志云介绍,美国和瑞士也在研究真空管道技术。
美国搞的是高真空管道交通,大气压甚至只有外界的百万分之一,但成本很高,难度很大,所以很难投入实际营运。
瑞士则把真空管放在地下隧道中,这同样增加了很大的成本,最终也难以进入实际应用。
“而我们的方案相对于他们更优,管道内只要降到0.5个大气压,就可以大大减少空气对于机车的阻力,这样,就大大降低了成本。
”沈志云介绍。
沈志云估算,在现有的高速铁路上,每公里只需要增加一两千万就可以建造成这个管道了,而增加的成本将在后来的运行成本中节约出来。
这种方案,机车运行速度可以超过600公里/小时。
张耀平介绍,目前世界上共有美国、瑞士、中国3个国家正在研究真空管道磁悬浮技术,我国已经开始着手试验了,美国和瑞士还在理论阶段。
本版专家支持西南交通大学牵引动力国家重点实验室两院院士沈志云课题组成员张耀平。