随着高铁的发展,人们的出行变得更加便捷高效。然而,在追求更加快捷便利的交通工具道路上,科学家们并未止步,他们正在探索一项被称为“超级高铁”的高难度技术。央视系列报道《走近实验室看新质生产力》走进西南交通大学实验室,揭开“超级高铁”背后的奥秘。
在实验室现场,一个如肥皂盒大小的小模型静静地悬浮在磁性轨道上方。这个模拟轨道是采用永久磁铁铺成的磁性轨道,这个肥皂大小的模型小车内装有超导材料。随着-196℃的液氮不断注入,小车内的超导材料开始达到超导状态,小车就进入悬浮状态。
总台记者 陈凯:我现在所在的位置是位于西南交通大学的轨道交通运载系统全国重点实验室。那么这个地方,正在采用我们国家自主研发的高温超导磁悬浮技术,进行超级高铁的研究。
总台记者 陈凯:经过冷却之后,现在实验轨道上的这个超导材料的模型小车已经进入了超导状态。我们拿一个名片从它下方穿过,看到这是完全不接触的。高温超导磁悬浮,当它进入超导状态之后具有一个特性,我们看一下,轻轻给它一个力,他就会在这个轨道上飞速地旋转,而且会旋转好几圈。如果你持续地给它一个力的话,它就会在这个轨道上保持一定速度不停地旋转,这也就具备了一个交通工具它的特质。
高温超导高速磁浮项目负责人张卫华教授介绍,高温超导磁悬浮技术利用了这样的“钉扎”现象,小车内的高温超导材料被磁场“锁”在某一个位置,起到了磁浮交通必须有的悬浮与导向作用。未来列车如果采用这项技术在经济和节能的同时,也能有效保障列车的运行安全。
总台记者 陈凯:高温超导磁悬浮技术有一个很重要的特性是“钉扎力”,它就好像是用这个力把这个小车“钉扎”在它的轨道上一样。比如说我们现在这个泡沫模型小车只有不到50克,但是我现在还是使了挺大力去拽它,很难让它脱离轨道,然后我们左右去晃动它,依然稳稳地吸附在轨道上面,甚至去压它,也不容易让它帖服在轨道上面。所以说这个“钉扎力”的现象,也是保证我们这个小车,不论在360度的任何角度都能稳稳地依附在这个轨道上面,从而保证车辆行驶时候的安全。
要想成为名副其实的"超级高铁",仅有磁悬浮技术还不够。科学家研究后发现,当磁悬浮列车行驶时速超过400公里的时候,列车80%的动力将用来克服空气的阻力,而且空气阻力会按照列车运行速度继续不断增加。科学家由此想到,如果在真空环境下会怎样?在实验现场,实验人员推动非真空管道内的小车,它前进了大约五圈就会停下来;而在真空环境下,同样的推力可以让它前进十圈、二十圈,甚至更多。2021年1月13日,世界首条高温超导磁浮交通工程化样线和首台工程化样车在西南交通大学启用。
高温超导高速磁浮项目负责人 张卫华:从最早的小车到今天的样车,我们悬浮能力整整提高了7-8倍,也就是它已经到达了可以进行工程化应用这样一个地步。这个车现在是按照620公里来进行设计的,现在我们线路比较短,仅能做到了浮起来、动起来,一旦有一个更长的试验线,我们完全可以做到飞起来、跑起来。
总台记者 陈凯:我现在就进入到了高温超导磁悬浮它这个工程化样车的内部,那么现在这个车已经进入了行驶的状态,我来给大家说一说我乘坐这个车的感觉。首先,它在行驶过程中,起步那一下我几乎感觉不到,因为整个它在运行过程中它是非常平稳的。同时在行驶过程中,你听不到任何的声音,就感觉不知不觉中这个车辆就进入了行驶状态。
据了解,西南交通大学的研究目前分为三个阶段稳步推进。第一阶段使用透明管道和模型小车进行概念验证;接下来在100多米的低真空白色管道内,速度有望突破每小时400公里。未来,西南交通大学将建成1公里的测试轨道,试验列车速度有望超过每小时1500公里。
来源:中央电视台国际频道2024年7月26日https://app.cctv.com/special/m/livevod/index.html?guid=3731a9b8528c482b85b6f69a98339e6e&vtype=2&vsetId=C10336