新知|像子弹飞!磁悬浮车7秒飙到650公里
主笔、视频制作:于梅君
早上武汉吃热干面,中午北京涮火锅,下午回武汉喝茶——最近,中国磁悬浮技术的最新突破,让650公里时速的“贴地飞行”成为现实,而7秒加速、200米刹停的魔幻性能,未来将彻底改写城市间的时空距离。
我国磁悬浮试验车飙出全球最高速度
近日,湖北东湖实验室上演了一场现实版“速度与激情”,科研人员仅用时7秒,成功在1000米距离内,将1.1吨重的试验车加速至650公里/小时,几乎追平民航客机巡航速度(约800-900公里/小时),成为全球最快的磁悬浮试验速度。
早在2020年,中国就成为继德国、日本之后,第三个掌握 600 公里 /小时以上磁悬浮核心技术的国家。如今650公里/小时的成果,不仅刷新同类型平台的全球速度纪录,也标志着我国磁悬浮技术迈上新台阶。
对磁悬浮列车,很多人并不陌生。上海磁悬浮列车早在2006年就开通了,最高时速430公里。但这次湖北东湖实验室的突破,堪称“魔幻”。
普通高铁加速到350公里需要几分钟,而这次试验车从静止到时速650公里仅用时7秒!百公里加速不到1秒,堪比战斗机起飞时的推背感。网友热评:“这哪里是车,分明是贴地飞行的火箭!”
湖北东湖实验室高速磁悬浮电磁推进技术创新中心主任李卫超介绍,测试采用短距助推形式,定位精度最高可达4毫米。更牛的是,依托电磁助推和精准的测速定位,测试车在650公里/小时的运行速度下,也能在220米内“刹停”,制动能力相当惊人。
传统高速列车测试,往往需要30-40公里长的轨道,而这次的试验线只有1公里。李卫超介绍,“我们把几十公里压缩成1公里,靠的就是电磁推进和毫米级测速精度。”
没有轮子、没有摩擦,列车悬浮在轨道上,只和空气较劲。这意味着什么?理论上,只要动力足够,速度还能继续往上冲。李卫超表示,未来将继续提速,向着时速800公里的目标迈进,几乎和飞机的平飞速度持平。
“钢铁飞龙”是怎么“飞”起来的
当东湖实验室那辆1.1吨的“钢铁飞龙”以650公里时速划破空气时,我们见证的不仅是速度的跃进,更是通往未来交通的入场券。这“飞一般的速度”,得益于悬浮技术彻底消除了传统轨道80%以上的前进阻力,相当于抹去了奔跑中全部的地面摩擦力。
很多人不解,磁悬浮列车究竟是如何实现“陆地飞行”的呢?其实原理并不复杂。我们小时候都玩过磁铁,知道磁铁有“同性相斥、异性相吸”的特性。磁悬浮列车正是运用这一原理,利用电磁力让列车悬浮在轨道上,并推动其前进。
目前,磁悬浮列车主要有两种悬浮方式:电磁悬浮(EMS)和电动悬浮(EDS)。电磁悬浮,就像是用磁铁把列车吸起来。列车底部装有电磁铁,轨道则是由铁磁材料制成。当电磁铁通电时,就会与轨道产生吸引力,把列车向上拉,使其悬浮起来。
这种悬浮方式的悬浮高度通常在10毫米左右,需要通过精密的控制系统实时调整电磁铁的电流,以保持稳定的悬浮状态。上海浦东国际机场运营的磁悬浮列车,采用的就是电磁悬浮。
电动悬浮,则是利用电磁感应产生的排斥力让列车悬浮。电动悬浮的悬浮高度较大,一般在100—150毫米,甚至可达300毫米 ,对轨道精度的要求相对较低。日本的超导磁悬浮列车采用的就是这种技术。
多地正提前谋划布局“磁悬浮”
中国磁悬浮列车建设正进入“爆发期”,多个城市已发布磁悬浮线路规划,未来将形成覆盖京津冀、长三角、粤港澳等核心城市群的“超高速交通网”。
深圳《综合立体交通网规划方案(2024-2035年)》提出,超前谋划时速600至1000公里级高速磁悬浮网络,未来深圳有望与北京、香港、澳门、上海等城市实现“2小时交通圈”。
广州《综合立体交通网规划(2023—2035年)》则提出,预留京港澳高速磁悬浮、沪(深)广高速磁悬浮两条通道。未来广州与大湾区各城市中心可实现1小时互达,与省内城市2小时互达,与邻近省会城市3小时互达,与国家级城市群主要城市5至8小时互达。
成都在《东部新城综合交通规划》中,预留成渝时速600至800公里超高速磁悬浮建设通道,未来成都与重庆将实现“半小时交通圈”。
海南省发改委在网站上公布《关于遴选海口至三亚轨道交通项目规划方案研究承担机构的通知》,备选方案之一是修建时速600公里的高速磁浮列车。
目前,在太原、武汉、株洲等城市,也已发布磁悬浮线路建设规划,磁悬浮列车将覆盖更多城市,形成“超高速交通网”。
未来交通:磁悬浮重构时空
到2025年,我国高铁网将覆盖97.2%的城区人口50万以上城市,在相对完善的高速铁路网下,为何还要发展高速磁浮?
我国目前高铁时速约为350公里,大型客机时速为800公里~1000公里,我们还需要一种交通工具,来填补轮轨和航空运输间速度空白,时速600公里的高速磁悬浮,恰好位于高铁和飞机之间,可以很好地填补这一速度空白,形成“航空—磁浮—高铁—普铁”的完整体系。
据测算,在1500公里运程范围内,高速磁悬浮是最快捷的交通方式,能大幅缩短旅行时间。高速磁浮线路一旦落地,五大主要城市群中,四分之三的相邻城市群之间,可实现3小时内通达,可以实现当天往返。
以京沪线为例,北京到上海乘坐高铁最快4小时18分钟,而磁悬浮列车只需2.5小时;上海到深圳约1500公里,磁悬浮可实现3小时直达;武汉到广州1100公里,2小时就够了。长三角、珠三角、京津冀这些城市群,会像拼图一样被高速磁悬浮“焊”在一起。
速度就是生产力。过去企业选址要考虑物流成本,现在磁悬浮能把货物像快递一样“闪送”,武汉的光谷芯片、深圳的电子元件、成都的科研设备,都能实现当日达。
国家发改委印发的《磁悬浮交通产业发展规划(2024-2030年)》明确了产业发展目标:到2025年建成3-5条商业化运营线,到2030年形成“核心城市群+旅游专线”的网络化布局。
截至2025年,中国磁悬浮产业规模已突破600亿元人民币,占全球市场的40%以上。中低速磁悬浮已实现商业化运营,如长沙磁浮快线2024年载客量突破1000万人次,综合能耗较地铁低15%。
从国家政策层面和各地规划来看,高速磁悬浮前期可能只会服务几个“超大城市”。
比如广州规划中预留的两条高速磁悬浮通道,串起的也是北上广深四大一线城市,以及京津冀、长三角、大湾区三大城市群。
这些城市之间存在大量高效率商旅、公务出行的需求,可保证客流量,让磁悬浮线路发挥最大的经济价值。
从蒸汽机车到复兴号,从绿皮火车到650公里磁悬浮,变的是速度,不变的是中国人对“更快”的执着。
知多一点
时速1000公里“超高速磁浮”呼之欲出
你知道吗?并非所有磁浮列车都一样,它的速度差异很大,可分为低速磁浮、中速磁浮、高速磁浮以及超高速磁浮。
中低速磁浮列车你坐过吗
高速磁浮列车时速可达400公里~600公里,而中低速磁浮列车时速仅100公里左右、中速磁浮列车时速200公里。它们使用的技术、车辆结构和线路轨道结构均不相同,中低速、中速磁浮列车要比高速磁浮列车简单,造价也更低,适用于城市内部、市域及郊区等短距离的轨道交通。
我国目前已有了三条商业化运营的中低速磁浮线路:2016年开通的湖南长沙磁浮快线、2017年开通的北京中低速磁浮列车S1线,以及2022年开通的湖南凤凰磁浮观光快线。
“超高速磁浮”正在研制
时速能达到1000公里以上的,是超高速磁浮,也被称为“超级高铁”,其实就是真空管道+磁悬浮列车,全球目前都还在研发试验阶段。我国也有了相关研究成果:2023年年底,国内首条超高速低真空管道磁浮系统主体完工,时速可达1000公里。
美国麻省理工学院研究人员认为,在1.01325 kPa(大气压的1/100)的高度真空管道中,磁悬浮列车可以达到每小时22500公里!要知道,这个速度环绕地球一圈都用不上2个小时!而且,第一宇宙速度也才只有28440公里/小时,真空管道交通真的是快到飞起。
磁浮列车安全吗?
众所周知,磁浮列车用了电磁原理才得以“浮起来”和“跑起来”,如果突然断电,高速运行的列车会脱轨吗?会有电磁辐射吗?
首先,大可不必担心脱轨问题。这是因为磁浮列车车厢下端伸出了两排弯曲的“胳膊”,将钢轨紧紧“抱住”,即使突然断电也不可能脱轨和侧翻。而且,无论是台风、暴雨还是雨雪冰冻,都不会影响它安全运行。
加之磁浮列车一般都配有备用电源以及其他安全机制,即使突然停电,也不会立刻失去电流和悬浮力而掉落在轨道上。比如,我国研发的高温超导电动悬浮技术,使用了高温超导线圈,即使是车辆断电,高温超导线圈也可以保持1到2个小时之内,磁场不大幅衰减,列车有足够时间行驶到救援或疏散便利的区域,保证乘客安全。
同时,“拉着”磁浮列车动起来的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。
磁浮列车有辐射吗
电磁辐射也是很多人担心的问题。磁浮列车确实存在电磁辐射,但是否会对乘客和周边居民健康造成危害是另一回事。由于磁浮列车是抱轨运行,提供动力的电磁场均锁定在内部,磁浮列车的电磁辐射比看电视、打手机还要小。
按照世界卫生组织标准:日常环境安全阈值为100微特斯拉,磁悬浮辐射仅为标准的1/10,比家用吹风机辐射(约100微特斯拉)小得多。