中国航天科工“飞铁”技术揭秘：4000公里时速的交通革命

中国航天科工“飞铁”技术揭秘：4000公里时速的交通革命

引用

澎湃

等

12

来源

1.

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_1779787

2.

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_1784348

3.

https://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab446/info70202.htm

4.

https://www.kepuchina.cn/kpcs/lcb/lcb3/201709/t20170907_223277.shtml

5.

https://jingji.cctv.com/2017/09/12/ARTI8zIw9dK5qL4aI0Vh6Dky170912.shtml

6.

https://www.zhihu.com/question/64662234

7.

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_10770066

8.

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_11564332

9.

https://www.sohu.com/a/202793866_561855

10.

https://www.abc.net.au/chinese/2024-04-18/china-s-maglev-train-broke-the-world-speed-record-in-a-test-run/103636338

11.

https://news.dayoo.com/guangdong/202501/28/139996_54781596.htm

12.

https://www.gov.cn/xinwen/2021-01/14/content_5579751.htm

中国航天科工集团正在研发的“高速飞行列车”（简称“飞铁”）项目，以其4000公里的惊人时速，引发了广泛关注。这一融合了真空管道和超导磁悬浮技术的创新项目，不仅代表了未来交通方式的革命性突破，更可能重塑人类的出行方式和城市布局。

“飞铁”技术的核心原理是利用低真空环境和超声速外形减小空气阻力，通过磁悬浮减小摩擦阻力，实现超音速“近地飞行”。这一概念最早由特斯拉创始人埃隆·马斯克提出，被称为“Hyperloop超级高铁”，被视为继陆、海、空、天之后的“第五种交通方式”。

与传统高铁相比，“飞铁”具有以下优势：

• 速度：最高时速可达4000公里，是普通高铁的10倍以上，民航客机的5倍。
• 能耗：在真空管道中运行，几乎无空气阻力，能耗大幅降低。
• 可靠性：不受天气条件影响，可与城市地铁无缝接驳。
• 环保：不消耗化石能源，零排放。

要实现4000公里的时速，需要攻克三大核心技术难题：

1. 真空管道的制造与维护

   • 如何低成本获得并维持数千公里长的真空管道是一个巨大挑战。虽然不需要绝对真空，但要保持低气压状态仍需解决密封、抽气和维护等技术问题。
   • 目前，中国在真空技术方面已有一定积累，但如此大规模的真空管道系统尚属首次。

2. 磁悬浮系统的动力学稳定性

   • 高速运动下，如何确保列车稳定悬浮是关键。西南交通大学超导中心教授赵勇表示，这需要解决悬浮、导向和牵引三大核心技术。
   • 航天科工集团选择的高温超导磁悬浮技术具有结构简单、安全、自导向等优势，但要达到1000公里以上的速度，仍需进一步提升其能力。

3. 高速运动下的直线驱动效率

   • 如何在长距离上实现高效驱动是另一个难题。目前，国内对400-600公里时速的直线电机已有研究，但600公里以上的技术仍在探索中。

此外，还有其他技术挑战：

• 加减速舒适性：以磁悬浮列车的加速度，从北京到上海的距离刚好达到最高时速，这意味着站点间距离必须非常远。
• 转弯与过桥：高速运行下，最小曲线半径可能达到900公里，基本不具备地面转弯能力。这要求线路设计必须尽量平直。
• 安全性：高速运行下，紧急制动距离长达63公里，需要极高的预警和制动能力。

航天科工集团已规划了清晰的三步走战略：

1. 第一步：实现时速1000公里，建设区域性城际交通网。例如，北京至武汉、上海等1000-1500公里距离的线路。
2. 第二步：提升至时速2000公里，建设国家超级城市群之间的一小时交通网。
3. 第三步：最终实现4000公里时速，建设“一带一路”交通网，形成继航天、高铁、核电之后的又一张“中国新名片”。

目前，项目已取得重要进展。2024年4月，山西大同完成了全尺寸超导电动悬浮试验，试验列车最快时速达到623公里，打破了中国国内全尺寸超导电动磁悬浮系统的最高速度记录。

在全球范围内，美国的HTT和Hyperloop One公司也在进行类似研究，但航天科工集团是全球首个将航天超声速技术应用于地面运输的企业，起点更高。项目已联合国内外20多家科研机构，成立了国内首个国际性高速飞行列车产业联盟，拥有相关领域专利200多项。

“飞铁”技术一旦实现商业化，将带来深远影响：

• 城市一体化：形成超级城市群1小时经济圈，促进区域经济一体化。
• 交通格局重塑：改变长途运输格局，可能对航空业产生重大影响。
• 环保与可持续发展：提供更环保、高效的交通选择，助力碳中和目标。

然而，这一技术也面临诸多挑战：

• 成本问题：HTT的8公里测试轨道预估耗资1亿美元，大规模建设成本高昂。
• 安全性与可靠性：高速运行下，任何微小误差都可能导致灾难。
• 商业化运营：如何实现盈利和可持续发展是重要课题。

总体来看，“高速飞行列车”项目代表了未来交通技术的重要发展方向。虽然面临诸多技术挑战，但其潜在价值巨大。随着中国在该领域的持续投入和技术创新，这一革命性交通方式有望从梦想变为现实，为人类出行带来革命性变革。