中國(guó)高鐵目前是世界上最快的高鐵,曾跑出了486.1公里的世界鐵路運(yùn)營(yíng)試驗(yàn)最高時(shí)速。速度是衡量一個(gè)國(guó)家高鐵研發(fā)水平的重要指標(biāo),追求更高速也是未來高鐵發(fā)展的必然。目前世界各地的高鐵主要
采用輪軌技術(shù),車輪與軌道之間的摩擦是提升速度的首要障礙,未來高鐵要突破400公里600公里,甚至更高時(shí)速,高鐵研發(fā)人員將目光聚焦在了磁懸浮技術(shù)上。它最大的特點(diǎn)就是去掉了車輪與軌道之間的摩擦,可以很容易實(shí)現(xiàn)更高速。
西南交通大學(xué)牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室有一條與眾不同的高鐵磁浮試驗(yàn)線,架設(shè)于軌道上的是一輛沒有車輪的小車,試驗(yàn)人員將一杯液體倒入一個(gè)裝置中,不用借助其他外力,小車就懸浮起來,這到底是怎么回事?一起來看看。
磁懸浮如何產(chǎn)生
這輛傳說中的高溫超導(dǎo)磁懸浮車要實(shí)現(xiàn)懸浮,離不開超導(dǎo)材料和一種神秘液體——液氮,高溫超導(dǎo)中的高溫不是成百上千度的高溫,而是超乎想象的零下196攝氏度,之所以稱之為高溫,是因?yàn)檫€有一種低溫超導(dǎo),它采用的制冷劑是液氦,溫度是零下269攝氏度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于液氮的溫度。不過液氮還不足以讓車子浮起來,還要加上超導(dǎo)體。這兩者結(jié)合在一起,小車不僅能在軌道上面跑,還能掛在軌道的下面。
車身材料
浮起來的高鐵列車甩掉了車輪,成了會(huì)飛的列車,未來,以速度制勝的中國(guó)高鐵要繼續(xù)引領(lǐng)世界潮流,不但要飛起來,還得不斷降低自重,輕裝飛行,所以不斷改良車體材料,實(shí)現(xiàn)輕量化,是高鐵制造從始至終的追求?,F(xiàn)在的高鐵車體普遍采用鋁合金中空型材,已經(jīng)大大降低了車體自重,但是對(duì)于高鐵列車身輕如燕的要求,會(huì)越來越高。如何解決呢,那就是采用碳纖維材料來制作高鐵車身。碳纖維材料雖然貌不驚人,但是有很強(qiáng)的抗腐蝕能力,而且屬于阻燃材料,隔熱性非常好。
真空軌道環(huán)境
飛機(jī)飛行速度快,就是因?yàn)樗w行在萬米高溫,幾乎不受空氣阻力的影響。高鐵在速度達(dá)到400公里以后,最主要克服的就是空氣中的阻力,所以要想讓未來高鐵在速度上更快,就要想辦法克服空氣阻力,那么科研人員想到的解決辦法就是制作抽真空的空氣管道。
真空管道+高溫超導(dǎo)磁浮,既消除了輪軌摩擦,也消除了空氣阻力,兩者的結(jié)合成了未來軌道交通的新趨勢(shì)——真空管道高溫超導(dǎo)磁懸浮,未來這種交通方式可以達(dá)到上千公里的時(shí)速。
磁浮列車轉(zhuǎn)彎問題
無論火車還是汽車在告訴運(yùn)行的時(shí)候都會(huì)遇到一個(gè)問題,就是轉(zhuǎn)彎時(shí)候如果速度太高,就會(huì)產(chǎn)生離心力,使車體失去平衡,翻車,那么高速磁懸浮如何解決這個(gè)棘手的問題呢。西南交通大學(xué)得科研人員大膽做了構(gòu)想,在軌道側(cè)壁安裝超導(dǎo)材料,使材料與車體之間有相互作用,保持平衡。
未來高鐵
對(duì)于中國(guó)來說,未來高鐵不僅僅是一條線路,或者一輛列車,而是一個(gè)以高鐵為核心的交通體系。未來5年,中國(guó)高鐵總里程將達(dá)3萬公里,覆蓋中國(guó)80%的城市,越跑越快的中國(guó)高鐵,不僅連接著中國(guó)的城市,更要構(gòu)建一個(gè)洲際的交通網(wǎng)絡(luò)。(來源:金屬加工)