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“青岛造”高速磁浮列车首露“真容”

2019-05-27    青岛日报/青岛观/青报网

(青岛日报/青岛观/青报网 记者 张淼淼 )本报5月23日讯今天,我国时速600公里高速磁浮试验样车在中车四方股份公司下线。“青岛造”高速磁浮列车首次露出“真容”——深蓝与银白相间、流线型的细长车头,充满科幻感的“未来列车”呼啸驶来,标志着我国在高速磁浮技术领域实现重大突破。据悉,目前5辆编组时速600公里高速磁浮工程化样车的研制也在顺利推进中,计划2020年下线。 

时速600公里高速磁浮试验样车静静悬浮在轨道上,与轨道间隔约10毫米。“实现了静态悬浮,状态良好。”高速磁浮课题负责人、中车四方股份公司副总工程师丁叁叁说,试验样车是高速磁浮项目研发的重要环节,为后续工程化样车研制打下了技术基础。 

高速磁浮的研制是一项艰难、复杂的系统化工程。自2016年7月国家重点研发计划“先进轨道交通”重点专项对时速600公里高速磁浮交通系统进行部署后,经过近三年技术攻关,课题组攻克磁浮列车核心技术,解决超高速工况下车体轻量化、强度、刚度、噪声等系列难题,开发出轻质高强度的新一代车体,研制出国际领先水平的高精度悬浮导向、测速定位装置和控制系统。列车突破了高速条件下流固耦合复杂作用的制约,气动性能达到国际先进水平。此外,课题组还攻克了长大薄壁铝合金车体激光复合焊、电磁铁箔绕、悬浮架精铸等关键工艺。 

攻关期间,课题组自主研发出世界首套基于有源中点嵌位技术的24MVA大功率牵引变流系统,以及高速多分区牵引控制系统。此外还研发出适合于长大干线、多分区追踪运行的高速全自动控制系统,以及新型通信系统。 

丁叁叁介绍,按实际旅行时间计算,在1500公里运程范围内,高速磁浮将是最快的交通方式。时速600公里高速磁浮,填补了我国高铁和航空运输之间的速度空白,对于完善我国立体高速客运交通网具有重大的技术和经济意义。 

国际磁浮技术最高试验速度 

日本:603km/h中国:600km/h德国:505km/h 

国内磁浮技术研制的城市布局 

时速600公里的高速磁浮:青岛时速200公里的中速磁浮:株洲时速160公里的中低速磁浮:唐山、大连、株洲 

本报制图李飞 

2016年,国家“十三五”重点研发计划先进轨道交通重点专项“高速磁浮交通系统关键技术”课题在青岛启动。 

2018年,时速600公里高速磁浮交通系统技术方案在青岛通过专家评审。 

2019年5月23日,时速600公里高速磁浮试验样车在青岛下线,标志着我国在高速磁浮技术领域实现重大突破。 

高速磁浮列车已经不再停留于想象、设计和图纸,它走进现实的速度出乎很多人的预期。时速600公里高速磁浮的研制,不仅可以填补航空与高铁客运之间的旅行速度空白,完善我国立体高速客运交通网,更为重要的,它还将作为中国全面布局高铁领先技术的标志,使我国继续保持在高速列车领域的世界领先地位。青岛,作为全国目前唯一一个高速磁浮研制基地,正在建立起“后高铁时代”的技术储备优势。 

青岛打造世界级高速磁浮列车研制基地 

未来将建设100多公里的高速磁浮试验线 

□青岛日报/青岛观/青报网记者张淼淼通讯员邓旺强 

“联合舰队”攻克三大核心子系统 

2016年7月,国家重点研发计划“先进轨道交通”重点专项对时速600公里高速磁浮交通系统进行了部署,目标是攻克高速磁浮核心技术,全面自主掌握高速磁浮设计、制造、调试和试验评估方法,研制具有自主知识产权的时速600公里高速磁浮工程化系统,形成我国高速磁浮产业化能力。该项目由中国中车组织,中车四方股份公司具体实施,聚集国内高铁、磁浮领域优势资源,联合30余家企业、高校、科研院所组成“联合舰队”共同攻关。 

高速磁浮的研制难点在哪?高速磁浮课题负责人、中车四方股份公司副总工程师丁叁叁告诉记者,高速之下的阻力、升力、电磁控制都是需要攻克的核心问题。 

经过近三年的技术攻关,由丁叁叁带领的课题团队成功突破高速磁浮系列关键核心技术,在车辆、牵引、运控通信等核心子系统研发上已经取得重要阶段性成果。 

三年里,课题组攻克磁浮列车核心技术,成功研制时速600公里高速磁浮试验样车,解决了超高速工况下车体轻量化、强度、刚度、噪声等系列难题,开发出轻质高强度的新一代车体;突破高速条件下流固耦合复杂作用的制约,解决气动阻力、升力等问题,气动性能达到国际先进水平;研制出的高精度悬浮导向、测速定位装置和控制系统,性能指标达到国际领先。此外,课题组还攻克长大薄壁铝合金车体激光复合焊、电磁铁箔绕、悬浮架精铸等系列关键工艺,研制的车体、电磁铁及其控制装置等关键部件性能优异,实现了工程化技术的重大突破。 

目前,列车的牵引系统和运控通信系统均已完成试验样机研制。牵引系统方面,全新自主研发世界首套基于有源中点嵌位技术的24MVA大功率牵引变流系统,以及高速多分区牵引控制系统。运控通信方面,创新系统架构,研发适合于长大干线、多分区追踪运行的高速全自动控制系统,并研发基于LTE架构、融合低时延技术的新型通信系统。 

1500公里运程内“制霸”海陆空 

高速磁浮,作为一种新型尖端轨道交通技术,其系统化难度、技术难度极高。目前,日本的超导磁浮技术实现603km/h的试验速度,德国的磁浮技术最高试验速度为505km/h。我国研制时速600公里高速磁浮,意义何在? 

对此,丁叁叁给大家算了一笔账:“以北京至上海为例,加上旅途准备时间,乘飞机需要约4.5小时,高铁需要约5.5小时,而高速磁浮仅需3.5小时左右。”丁叁叁说道。在行程1000—1500公里的城市之间,高速磁浮将是最优选择。 

“作为目前可实现的、速度最快的地面交通工具,高速磁浮拥有的‘快起快停’技术优点,使其可以同时满足长途和中短途运输,有利于在大型枢纽城市之间或城市群与城市群之间形成高速‘走廊’,打造3-5小时经济圈。”丁叁叁介绍。 

时速600公里的高速磁浮,填补我国高铁和航空运输之间的速度空白,将推动我国形成由航空运输网、高速轮轨网和高速磁浮网组成的高速运输网。 

没了传统车轮的高速磁浮列车还多了其他诸多优点:采用“抱轨”的方式运行,列车没有脱轨风险;牵引供电系统布置在地面,采用分段供电,同一供电区间只能有一列车行驶,基本无追尾风险;与轮轨列车相比,磁浮列车无轮轨摩擦,维护量也更少,具备全寿命周期成本优势。 

高速磁浮更为深远的意义,在于其国家战略意义。 

当前,随着国内高速线路“达速”趋势初显,超高速产品的研制备受关注。中车四方表示,目前高速磁浮的战略意义要大于其微观经济意义,旨在突破他国在该技术领域的遏制,在高速导向运输系统领域保持世界领先。研发高速磁悬浮技术,还是国家科技实力的体现,是为“后高铁时代”所做的技术储备。 

青岛打造世界级高速磁浮列车研制基地 

据记者统计,国内共有3条在营磁悬浮线路。其中包括最高时速100公里的北京中低速磁悬浮S1线,其列车由唐山公司生产;时速430公里的上海磁浮列车示范线,其技术和装备引自德国;时速100公里长沙中低速磁悬浮线路,其车辆由中车株洲生产。 

目前,中国中车集团旗下有唐山、大连、株洲三家企业在做时速160公里的中低速磁浮研制。时速200公里中速磁浮技术由中车株洲研发,而时速600公里的高速磁浮则由青岛四方股份在研发。 

青岛是中国目前唯一的高速磁浮列车研制基地,且起点就是世界级的速度与技术水准,探索建立起“后高铁时代”的技术储备优势。 

记者从中车四方获悉,5辆编组时速600公里高速磁浮工程化样车的研制目前也在顺利推进当中。按照项目计划,时速600公里高速磁浮工程样车将在2020年下线;2021年在调试线上开展系统综合试验,完成集成验证,形成高速磁浮工程化能力。 

同时,作为一种国际尖端技术,高速磁浮的长期持续研发,需要有完善的高速磁浮试验线等研发验证平台支撑。据了解,围绕高速磁浮项目,中车四方股份公司目前正在建设高速磁浮实验中心、高速磁浮试制中心,预计今年下半年投入使用。此外,未来青岛还将建设一条100多公里的高速磁浮试验线,进一步完善高速磁浮系统试验验证和设计优化平台,形成高速磁浮全系统全速度级的试验验证能力,构建完整的技术体系和标准体系。 

中国中车科学家、中车四方股份公司副总工程师丁叁叁: 

与日本和德国来一场“技术赛跑” 

□青岛日报/青岛观/青报网记者王娉 

时速600公里高速磁浮技术的负责人——中国中车科学家、中车四方股份公司副总工程师丁叁叁,与崭新的磁浮试验样车一起,成为人们关注的焦点。 

据介绍,高速磁浮交通是一个技术难度极高的工程系统,也是一项长期被德国、日本等少数发达国家垄断的国际尖端技术。 

丁叁叁告诉记者,日本正在研制低温超导磁浮列车,中国选择的是另外一条成熟的技术路线——常导电磁悬浮。其技术原型来自于德国,中德合作的首条时速430公里的上海磁浮列车示范线已安全运行了16年。“经过十几年的引进、消化、吸收,我们有信心在这一轮新的国际竞争中跑在前面。” 

同样都是磁浮交通,从时速430公里提升到600公里,跨越的不仅仅是速度等级的门槛。 

首先攻关的是阻力问题。据丁叁叁介绍,车速越快,空气阻力越大,当列车跑到600公里/小时的速度时,超过90%的阻力都是气动阻力。只有设计出合适的“头型”,才能最大限度降低气动阻力对牵引动力的消耗。 

最难解决的是一系列“矛盾问题”。追求高速度、大载重的磁浮列车必然需要车体轻量化,但是时速达到600公里时,受到的气动压力极大,特别在狭窄的隧道当中,气动压力有可能是目前时速350公里高速列车的10倍,这就需要车体具备高强度。又轻又强,还要考虑防噪、减振、隔热等需求,丁叁叁带领团队把问题一条条梳理出来,精确地让质量分配与整体系统设计相匹配。 

“预计到明年,我们就会做出工程样车来。”面对与日本、德国的技术赛跑,丁叁叁豪情满志。(上接第一版)装备制造的全产业链,努力将山东建设成为影响全国、辐射全球的磁浮技术研发和装备制造中心,为推进我国高端装备产业发展,构建便捷、安全、高效的综合交通运输体系作出突出贡献。 

何华武在致辞中说,当前,高速磁浮交通已经发展成为全球轨道交通的前沿和方向,全球磁浮技术领域的持续创新为高速磁浮发展提供了强劲动力,中国高速磁浮已经从研发阶段逐步过渡到工程化、产业化阶段,高速磁浮产业呈现出勃勃生机。希望大家共同努力,创新驱动、开放合作,推动磁浮产业快速发展。 

孟凡利在致辞中说,高速磁浮交通系统关键技术取得重大突破,是轨道交通创新发展进程中具有里程碑意义的大事,为青岛加快建设轨道交通产业示范区、培育形成强大的轨道交通产业集群,注入了新生动力,提供了强力支撑。当前,青岛正深入学习贯彻落实习近平总书记视察山东、视察青岛重要讲话重要指示精神,加快推进高质量发展。我们将努力营造一流的营商环境,全力支持中国中车在青发展,积极推进高速磁浮轨道交通制造基地和配套产业链建设。 

刘化龙在致辞中表示,中国中车集团将以国家战略为引导,以用户需求为导向,以技术创新为支撑,坚决走创新发展之路,联合国内外优质创新资源,汇聚行业智慧,提升轨道交通装备产业技术水平,推进高速磁浮技术自主化、产业化进程。 

仪式上,科技部、国资委、国家铁路局有关负责同志分别致辞。高速磁浮课题负责人丁叁叁作了时速600公里高速磁浮交通系统研制汇报。 

仪式前,万钢参观了国家高速列车技术创新中心科技馆;仪式结束后,实地察看了国家高速列车技术创新中心成果展示和首辆高速磁浮试验样车。 

市政协副主席杨宏钧出席仪式。 

据了解,时速600公里高速磁浮交通系统研究项目2016年7月启动,由中国中车组织,中车四方股份公司具体实施。目前,中车四方股份公司正在建设高速磁浮实验中心、高速磁浮试制中心,预计今年下半年投入使用;5辆编组时速600公里高速磁浮工程化样车的研制目前也在顺利推进中。 

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