高速飞行列车采用“磁悬浮+低真空管道”,利用低真空环境和超声速外形减小空气阻力,通过磁悬浮方式减小摩擦阻力,实现超音速的“近地飞行”,最低时速1千公里,低于这个标准的时速6百公里上下的普通高速磁悬浮列车则是普通飞行列车。
高速飞行列车是利用低真空环境和超声速外形减小空气阻力,通过磁悬浮减小摩擦阻力,实现超声速运行的运输系统。
2017年8月30日,中国航天科工集团发布信息,开展“高速飞行列车”的研究论证,拟通过商业化、市场化模式,将超声速飞行技术与轨道交通技术相结合,研制的新一代交通工具,利用超导磁悬浮技术和真空管道,致力于实现超音速的“近地飞行”,研制分为时速1000公里、2000公里、4000公里的三大阶段。以武汉市到北京市的地理距离1200公里计算,如果时速4000公里,则仅需大约18分钟即可完成两地“穿越” 。
项目背景
中国航天科工集团在全球首个提出超声速地面运输系统。当前,世界上对外宣布开展大于1000公里/小时运输系统研究的公司主要有三家,包括美国的HTT公司、Hyperloop One公司以及中国航天科工集团。美国的公司起步早,但中国的企业起点高,利用航天超声速相关技术,中国航天科工集团是全球首个提出超声速地面运输系统的集团公司。
美国当地时间2017年3月21日,HTT官方发布一段视频以及一组图片展示了公司的最新进展,宣称在建设世界上第一条全尺寸、可以运送乘客同时速度能达到760mph的超级高铁管道。该方案在法国图卢兹市的地下进行测试,据称最快会在2018年面世。
三步计划
未来项目落地将按照最大运行速度1000公里/小时、2000公里/小时、4000公里/小时三步走战略逐步实现:第一步通过1000公里/小时运输能力建设区域性城际飞行列车交通网,第二步通过2000公里/小时运输能力建设国家超级城市群飞行列车交通网,第三步通过4000公里/小时运输能力建设“一带一路”飞行列车交通网。
项目进度
2017年8月30日,中国航天科工集团官方微博发布消息称,在研制最高时速达4000km的“高速飞行列车”,项目处于关键技术攻关阶段。
项目意义
与传统高铁相比,高速飞行列车运行速度提升了10倍。与现有客机相比,速度提升了5倍!最大速度可达到4000公里/小时。现在的高铁和民航客机,均被它“秒杀”。这一技术一旦实现,将彻底颠覆现有的交通方式。
飞行列车介绍
高速飞行列车又称低真空管道高速磁悬浮飞行列车系统。采用高温超导磁悬浮技术和低真空管道技术,实现飞车的近地超音速飞机,最大理论速度可达到4000km/h。
(1)高温超导磁悬浮技术
磁悬浮列车是靠电磁吸引力或推斥力将车辆悬浮在导轨上,利用直线电机的原理推动列车前进的铁路。磁悬浮铁路按速度划分,可分为高速磁悬浮和中低速磁悬浮;根据磁悬浮方式的不同,高速磁悬浮列车又分电磁悬浮式(EMS)和电动悬浮式(EDS)两种。
EMS也称常导磁吸式,一般采用“T”型导轨,车辆环抱导轨运行。对置于导轨下方的车载悬浮电磁铁通电励磁而产生磁场,磁铁与轨道上的铁磁构件相互吸引,将列车向上吸起悬浮于轨道上,磁铁和铁磁轨道之间的悬浮间隙一般约为10mm,列车通过控制悬浮磁铁的励磁电流来保证稳定的悬浮间隙。
EDS也称超导磁斥式,是利用车载磁体与地面线圈之间的相对运动产生两个感应磁场,这两个磁场互相作用产生电磁力。当车辆行进达到一定速度时,电磁力才能大到足以使车体浮起。电动悬浮式车体悬浮的高度可达到100mm以上。
(2)低真空管道技术
当车辆处于开放空间大气环境下运行时,面临巨大的空气阻力(与速度的平方成正比)尤其当速度超过400km/h后,空气阻力占列车运行总阻力的80%以上。采用钢筋混凝土支柱将钢结构的管道架设在离地面一定高度或埋设在地下,并将管道内抽成低真空,其内空气压力约为海平面大气压力的几百分之一;真空轨道中如能保持(0.2-0.05)atm的低真空,则如同飞机在万米高空飞行。可实现600~4000km/h的超高速运行。
低真空管道高速磁悬浮系统结合了真空管道技术和磁悬浮列车技术,采用该种方式,不存在轮轨动力学问题,也不存在弓网动力学问题,甚至高速磁悬浮铁路面临的巨大空气阻力问题也几乎不存在。真空管道高温超导磁悬浮系统正是充分结合并发挥两者本身的优势,在保证磁悬浮车平稳运行的同时,降低气动效应,提升速度,成为未来轨道交通的发展方向。
参考资料
HTT公司宣称正建世界首条载人超级高铁 预计明年初完成.新浪网.2017-09-02