今天是咱們國家成功自主研發磁懸浮列車的紀念日。歷史上的1995年5月11日,中國第一臺載人磁懸浮列車在國防科技大學研制成功。所以我國成為繼德國、日本、英國、俄羅斯和韓國之后第6個研制成功磁懸浮列車的國家。
磁懸浮的原理概念:磁懸浮技術的系統,是由轉子、傳感器、控制器和執行器4部分組成,其中執行器包括電磁鐵和功率放大器兩部分。假設在參考位置上,轉子受到一個向下的擾動,就會偏離其參考位置,這時傳感器檢測出轉子偏離參考點的位移,作為控制器的微處理器將檢測的位移變換成控制信號,然后功率放大器將這一控制信號轉換成控制電流,控制電流在執行磁鐵中產生磁力,從而驅動轉子返回到原來平衡位置。因此,不論轉子受到向下或向上的擾動,轉子始終能處于穩定的平衡狀態。
我國的磁懸浮列車技術發展經歷了從實驗室研究到商業運營的跨越,成為全球軌道交通領域的重要突破。
這也確實經過了幾個漫長而艱巨的階段,是科研團隊一點一滴自主研發達到技術突破和成功的。
早在80年代中期,國防科技大學常文森教授在日本國際科技博覽會上首次看到了他們的磁懸浮列車技術,就堅定了我國自主研發的決心。之后過了10年到1995年5月11日,中國首臺載人磁懸浮列車在國防科技大學試車成功。
該樣車重達數噸以上,軌道僅10m長,但是實現了懸浮、導向,牽引與制動功能,當時可以承載30人。
當時的團隊已經攻克了大功率斬波器、單轉向架機械解耦等難題。還通過改進懸浮控制算法解決了列車的運行穩定問題。
進入新世紀之后,我們還有工程化與試驗線建設。這個期間大概在2000年到2010年。
2001年,國防科大建成了國內首條磁懸浮試驗線。工程樣車下線,當時面臨了一個車軌共振的難題,科研團隊借鑒導彈振動控制技術,提出新型抑制算法,成功消除了振動。我們的技術那時就達到國際領先水平。
2005年,改進行數字化懸浮系統工程樣車研制成功,推動技術向實用化邁進。
之后,就是商業化的運營,還有對人民交通出行做出了綠色貢獻。
例如中低速磁浮的商業化,在2016年,中國首條自主知識產權中低速磁浮線,就是長沙線開通了,懸浮間隙8mm,最高時速100km以上,噪聲僅僅64分貝,成為了全球最長的中低速商業線。后來又出現了2017年的北京s1線,也投入了運營。當時采用的是輕量化設計,載客量達1032人。電磁輻射低于國際標準,也進一步驗證了技術的成熟性。
研發單位突破了懸浮限制,車軌共振抑制等關鍵技術,使懸浮的功耗降低了20%,牽引效率提高了10%以上,懸浮總重比國外提高了25%。
另外,我國還實行了軍民融合模式的發展,通過與中車集團,北京磁浮公司等合作實現技術工程化與裝備國產化,推動產業鏈的發展。
之后在各種應用場景也實現了拓展,比如中低速磁浮,因為低噪音,零排放,轉彎半徑小(最小50米),就是比較適合城市內的交通以及景區、還有城際短途。然后它的綜合造價比地鐵要低30%~40%,這些也都是優點。
未來的發展前景也非常看好,因為我們已經啟動了時速600千米的高速磁浮系統研發,并且規劃低真空管道技術儲備。我們的目標是壓縮城際通勤時間,助力城市的經濟圈一體化。比如,將來那些在廊坊三河等等地方睡覺的同志們就可以很快的到北京上班了。又比如,我們可以去天津參觀一圈,聽完相聲快板然后再去一趟起士林,時間都還來得及,而且路上也不會很堵車了。
今年,新一代的磁浮列車實現了中低速與高速技術融合,采用碳纖維車身牽引效率更高,能耗也更低,還支持無人駕駛。
目前,我國成為全球少數掌握全譜系磁浮技術的國家,從低速到高速形成完整的技術鏈,占據了該項技術的國際前列地位。磁浮列車無摩擦運行的特點,大幅降低能耗與污染,也符合全球低碳交通的趨勢,被視為21世紀的綠色交通工具。
所以說中國速度和中國制造都很令人鼓舞,我國的磁懸浮技術從實驗室的樣車一直到商業運營,不僅解決了多項國際難題,還通過自主創新與軍民融合模式推動了軌道交通的綠色革命,未來隨著高速磁浮技術的突破,中國有望在全球磁浮技術領域占據更核心的地位。而立之年,大有可為,讓我們繼續期待。
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