西南交大突破高温超导磁悬浮技术,620公里时速样车下线
西南交大突破高温超导磁悬浮技术,620公里时速样车下线
2021年1月13日,由我国自主研发设计、自主制造的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车及试验线在成都下线启用,标志着高温超导高速磁浮工程化研究实现从无到有的突破。这一重大成果的背后,是西南交通大学研究团队近30年的持续探索和创新。
西南交通大学高温超导磁悬浮研究团队依托牵引动力国家重点实验室新型轨道交通技术研究所,前身为1988年王家素教授和王素玉研究员在成都成立的“低温与超导技术实验室”。团队长期致力于高温超导钉扎磁浮应用基础研究,在载重能力提升、动态悬浮稳定性、应用样机研制方面取得创新性成果。
2000年12月31日,团队研制成功世界首辆载人高温超导磁悬浮实验车“世纪号”,实现了从无到有的突破。2013年,团队建成国际首条真空管道高温超导磁悬浮车环形试验线,该试验线全长45米,设计载重300公斤,最大载重可达1吨,悬浮净高大于20毫米,是目前国际上同等载重能力下磁轨截面最小、永磁材料用量最少的超导悬浮系统。
2014年,团队进一步建成真空管道高温超导磁浮车高速试验平台,最高试验速度可达400公里/小时。2021年,团队成功下线高温超导高速磁浮工程化样车,设计时速620公里,为未来高速磁浮交通系统的工程化应用奠定了坚实基础。
高温超导磁悬浮列车具有多种显著优势。其节能效果突出,悬浮和导向不需要主动控制和车载电源,系统相对简单,仅需使用廉价的液氮(77K)冷却。环保性能优异,能实现静止悬浮,完全无噪音,永磁轨道产生的静磁场在乘客接触区域磁场为零,无电磁污染。
在安全性方面,高温超导磁悬浮列车具有自稳定特性,垂直方向无需控制即可保证运行安全,水平方向也具备自稳定导向系统。乘客乘坐时能体验到极高的平稳性,这是其他交通工具难以达到的。此外,由于系统结构简单,维护成本低,与德国常导磁悬浮车和日本液氦低温超导磁悬浮车相比,具有明显的成本优势。
在新材料研究方面,国内高校也取得了重要进展。复旦大学物理学系赵俊教授团队成功合成新型高温超导体La4Ni3O10单晶样品,在69 GPa的压力下,超导临界温度可达30 K,超导体积分数高达86%。这一发现为高温超导材料的研究提供了新的视角和平台。
目前,高温超导磁悬浮列车技术正在向工程化应用推进。预期在大气环境下的运行速度将超过600公里/小时,未来结合真空管道技术后,速度有望达到1000公里/小时以上,这将为陆地交通带来革命性的变革,填补陆地交通和航空交通之间的速度空白。
西南交通大学研究团队表示,人类对速度的追求永无止境。高温超导磁悬浮列车不仅能够提供更快的出行选择,还能与现有交通方式形成互补,让速度体系更加完善。随着技术的不断进步和成本的降低,这一新型交通工具有望在不久的将来投入实际应用,为人们的出行带来全新的体验。