今天是咱们国家成功自主研发磁悬浮列车的纪念日。历史上的1995年5月11日,中国第一台载人磁悬浮列车在国防科技大学研制成功。所以我国成为继德国、日本、英国、俄罗斯和韩国之后第6个研制成功磁悬浮列车的国家。
磁悬浮的原理概念:磁悬浮技术的系统,是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成,其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。假设在参考位置上,转子受到一个向下的扰动,就会偏离其参考位置,这时传感器检测出转子偏离参考点的位移,作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号,然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流,控制电流在执行磁铁中产生磁力,从而驱动转子返回到原来平衡位置。因此,不论转子受到向下或向上的扰动,转子始终能处于稳定的平衡状态。
我国的磁悬浮列车技术发展经历了从实验室研究到商业运营的跨越,成为全球轨道交通领域的重要突破。
这也确实经过了几个漫长而艰巨的阶段,是科研团队一点一滴自主研发达到技术突破和成功的。
早在80年代中期,国防科技大学常文森教授在日本国际科技博览会上首次看到了他们的磁悬浮列车技术,就坚定了我国自主研发的决心。之后过了10年到1995年5月11日,中国首台载人磁悬浮列车在国防科技大学试车成功。
该样车重达数吨以上,轨道仅10m长,但是实现了悬浮、导向,牵引与制动功能,当时可以承载30人。
当时的团队已经攻克了大功率斩波器、单转向架机械解耦等难题。还通过改进悬浮控制算法解决了列车的运行稳定问题。
进入新世纪之后,我们还有工程化与试验线建设。这个期间大概在2000年到2010年。
2001年,国防科大建成了国内首条磁悬浮试验线。工程样车下线,当时面临了一个车轨共振的难题,科研团队借鉴导弹振动控制技术,提出新型抑制算法,成功消除了振动。我们的技术那时就达到国际领先水平。
2005年,改进行数字化悬浮系统工程样车研制成功,推动技术向实用化迈进。
之后,就是商业化的运营,还有对人民交通出行做出了绿色贡献。
例如中低速磁浮的商业化,在2016年,中国首条自主知识产权中低速磁浮线,就是长沙线开通了,悬浮间隙8mm,最高时速100km以上,噪声仅仅64分贝,成为了全球最长的中低速商业线。后来又出现了2017年的北京s1线,也投入了运营。当时采用的是轻量化设计,载客量达1032人。电磁辐射低于国际标准,也进一步验证了技术的成熟性。
研发单位突破了悬浮限制,车轨共振抑制等关键技术,使悬浮的功耗降低了20%,牵引效率提高了10%以上,悬浮总重比国外提高了25%。
另外,我国还实行了军民融合模式的发展,通过与中车集团,北京磁浮公司等合作实现技术工程化与装备国产化,推动产业链的发展。
之后在各种应用场景也实现了拓展,比如中低速磁浮,因为低噪音,零排放,转弯半径小(最小50米),就是比较适合城市内的交通以及景区、还有城际短途。然后它的综合造价比地铁要低30%~40%,这些也都是优点。
未来的发展前景也非常看好,因为我们已经启动了时速600千米的高速磁浮系统研发,并且规划低真空管道技术储备。我们的目标是压缩城际通勤时间,助力城市的经济圈一体化。比如,将来那些在廊坊三河等等地方睡觉的同志们就可以很快的到北京上班了。又比如,我们可以去天津参观一圈,听完相声快板然后再去一趟起士林,时间都还来得及,而且路上也不会很堵车了。
今年,新一代的磁浮列车实现了中低速与高速技术融合,采用碳纤维车身牵引效率更高,能耗也更低,还支持无人驾驶。
目前,我国成为全球少数掌握全谱系磁浮技术的国家,从低速到高速形成完整的技术链,占据了该项技术的国际前列地位。磁浮列车无摩擦运行的特点,大幅降低能耗与污染,也符合全球低碳交通的趋势,被视为21世纪的绿色交通工具。
所以说中国速度和中国制造都很令人鼓舞,我国的磁悬浮技术从实验室的样车一直到商业运营,不仅解决了多项国际难题,还通过自主创新与军民融合模式推动了轨道交通的绿色革命,未来随着高速磁浮技术的突破,中国有望在全球磁浮技术领域占据更核心的地位。而立之年,大有可为,让我们继续期待。
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