点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:首个稀土磁浮列车“悬挂飞驰”的奥秘在哪儿
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

首个稀土磁浮列车“悬挂飞驰”的奥秘在哪儿

来源:中国科学报2022-08-15 10:34

  8月9日,一辆红头白身的空轨列车——“红轨”平稳驶出江西兴国县永丰站。它悬浮在蓝色轨道之下,一路向北至静调库。这条看似“镜像”翻转后的列车线路,正是世界首条稀土永磁磁浮轨道交通工程试验线。

  到目前为止,全球所有的悬挂式导向运输系统都采用胶轮进行承载和导向,“红轨”则完全采用稀土永磁材料实现悬浮和导向。这是“红轨”和现有磁浮交通系统最大的区别,其也在世界范围内丰富了导向运输系统谱系。

  市场前景巨大

  说起磁浮列车,大家并不陌生。早在2003年,我国首列也是世界首列商用高速磁浮列车在上海浦东机场线运行。由于完全克服机械摩擦阻力,磁浮列车高速、平稳运行,被称为21世纪理想的超级特别快车。中、日、德、英、韩、美等国在不同时期都非常重视磁浮交通系统的发展。

  磁浮列车依靠磁极相斥或相吸机理,克服重力,产生悬浮效应。采用电生磁性磁体产生悬浮效应的磁浮列车一旦断电,磁体磁性就会消失;磁体磁性强弱随励磁电流大小变化,且耗能较大。另外,电磁悬浮(如上海悬浮交通、日本超导悬浮列车方案)是不稳定悬浮,要靠复杂的控制技术实现悬浮,将增大技术和运维难度。

  而永磁悬浮是利用非电励磁的永久磁体(能够长期保持其磁性的磁体)来产生悬浮效应,即永磁体与轨道(由电磁轨道或导磁材料)相斥并保持在槽口中线悬浮运行,电磁导向和悬浮可实现零机械摩擦运行。因此,寻找磁性稳定、密度足够高,磁力足够强,且满足列车悬浮需求的永磁体,一直是科技界孜孜以求的替代方案。

  稀土永磁磁浮列车的出现,解决了这一难题。

  目前的研究结果表明,借助稀土元素的合金材料,可以制造出体积小、磁性密度高、有足够悬浮力的永磁体。这是天然磁铁矿石材料难以做到的。“红轨”永磁磁浮交通系统采用的永磁体是钕铁硼合金,具有磁性强、磁性稳定、磁能分布合理等特点,且稀土元素钕、硼自然储量丰度高,因而成本低。它是一种适用于磁浮交通系统的稀土永磁合金材料。

  用稀土材料制造永磁体,江西有着得天独厚的优势。江西赣州号称“稀土王国”,是我国三大稀土生产基地之一,年产出全球70%的中重稀土。稀土永磁磁浮列车的应用,让更多人看到了稀土产业的未来发展。如果其能够在交通上实现规模化发展,对于我国稀土产业的应用模式、市场推广很有意义。

  稀土永磁磁浮列车特别适合于中小运量的旅客、货物运输。同时,它也是干线交通网络的有力补充,能够解决“最后一公里”的交通运输和主干运输系统的接入问题,实现机场、景区、园区载客等场景应用。初步估计,我国类似的接入运输系统需求在100万公里左右。稀土永磁磁浮列车有显著的节能效应,且噪声低,对环境友好,还可根据实际应用需求进行定制,对运输需求的适应性非常强。

  此外,和地铁、城际铁路及其他悬挂式系统相比,其成本优势明显。稀土永磁磁浮列车的成本仅为轻轨的1/2左右,每公里建设成本小于1亿元,是如今中高速磁浮交通系统成本的1/3,规模化应用之后,成本还会进一步降低。其未来的应用潜力、科技产业化规模不容小觑。

  技术上有四大看点

  由江西理工大学主导研发的“红轨”稀土永磁磁浮交通系统,在技术上有四大亮点。

  一是磁浮列车载人后所需的悬浮力巨大。制造体积小、磁能密度大、有足够悬浮力且经济性好的永磁体,在材料领域是一项挑战。在“红轨”中,这一技术问题得到了很好的解决。

  二是从前的悬挂式交通系统,列车和轨道通过车轮实现支撑和导向。而“红轨”没有轮子,采用独创的列车走行系,克服了缺少硬约束和永磁体悬浮力不可控的难题,实现了列车行走过程中悬浮导向的平稳协同控制。

  三是列车采用了轻型材料、结构和轻量化设计,在既定能量消耗下,可以最大程度提高运输效率。

  四是列车大量采用新兴信息技术,如人工智能、5G、智能控制、机器学习、多目标智能规划等,在实现无人驾驶的同时可以给乘客提供丰富的在途信息服务。

  对于公众来说,最关心的是稀土永磁磁浮列车的安全问题。其实,这在前期的设计中已有充分考虑。

  比如,采用了封闭箱梁包裹走行系统,轿厢悬挂在走行系之下,列车永远不会出轨。一旦列车出现故障,通过类似于高层建筑救援的弹性管道,乘客可在第一时间内离开列车逃生。车与车之间通过通信实现智能控制和运行调度,从根本上避免了追尾的发生。如果一节车厢内发生火灾,并不会波及整车,因为厢体采用了阻燃材料,具有很强的防火功能。

  作为一种全新的中低运量导向运输系统,“红轨”经过技术验证、工程验证,已经具备了规模化推广和产业化的条件。接下来,需要加紧建设运营示范线,同时进一步加强标准体系建设,把“红轨”可按需求定制、应用广泛、需求适应性强、技术经济性好的潜力通过规模化应用充分挖掘出来,使之成为“源于中国、普适全球”的高效、绿色、经济、智能的新型交通系统的典范。(贾利民)

[ 责编:谢芸 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 迎开学

  • 舞炮龙 庆新春

独家策划

推荐阅读
国家统计局2月28日公布《2025年国民经济和社会发展统计公报》。
2026-02-28 17:21
人们常说“眼见为实”,但如果今天再问一个问题:照片还能算现实的记录吗?答案或许已经不像过去那么简单。
2026-02-28 10:27
国家能源局27日发布的数据显示,目前,全国已有84个绿电直连项目完成审批,新能源总装机规模3259万千瓦。
2026-02-28 10:25
“具身天工3.0”刚刚发布——首届机器人半马赛事冠军正在加紧训练,成绩有望大幅提升;朱雀三号重复使用火箭蓄势待发,计划二季度再次挑战回收复用;小米汽车超级工厂的生产线一片繁忙,累计交付量已突破60万辆……
2026-02-28 10:23
今年以来,水利部指导督促各地抢抓河湖枯水期、施工影响小的窗口期,不断推动国家水网联网、补网、强链。
2026-02-28 10:22
几十年来,关于月球早期磁场是强是弱,科学界一直争论不休。如今,英国牛津大学科学家通过分析阿波罗任务带回的样本,发现月球曾拥有极强磁场,强度甚至一度超过地球磁场。
2026-02-28 10:19
发现分数量子反常霍尔效应和里德堡莫尔激子态,解决超导量子计算难题,攻克国产无液氦稀释制冷机和极高场全超导磁体等关键实验技术……
2026-02-27 09:39
2026年伊始,从美国拉斯维加斯消费电子展(CES)到中国春晚,中国自主研发的人形机器人频频“破圈”,多家中国企业的产品和应用不仅在海外业界引发热议,更是在全球社交媒体平台和国际媒体不断“刷屏”。
2026-02-27 09:36
中国人的“果盘子”里,苹果占据着举足轻重的地位。产业端加速向“数管+机器换人”转型,直播带货、跨境电商等新业态的兴起,也让中国苹果加速走向全球。
2026-02-27 09:35
随着2022年北京冬奥会的成功举办和“带动三亿人参与冰雪运动”目标的实现,中国滑雪装备产业正迎来前所未有的发展机遇。从笨重单调到轻便智能,从依赖进口到本土品牌崛起,滑雪装备的变迁不仅折射出中国冰雪运动的普及,更勾勒出一个新兴消费市场的崛起轨迹。
2026-02-27 09:32
记者从西北大学获悉,该校生命科学学院灵长类行为与进化发育研究团队的研究,揭示了亚洲叶猴物种表型的演化之谜。
2026-02-27 09:30
中国科学院近代物理研究所核结构研究团队与合作者通过高精度实验,明确了一种钼同位素释放其储存能量的关键机制,在原子核能量可控释放研究领域取得重要进展。
2026-02-26 09:46
电感器如同现代电子设备的“心脏”,让电流有序流动、设备稳定工作。
2026-02-26 09:35
“AI保姆”“智能教育助手”等产品,正以前所未有的速度和深度涌入未成年人的世界。不少家长感叹,这位无所不能、无时不在的“数字家教”成了解放自己的好帮手。
2026-02-26 13:44
全球人工智能技术迭代创新按下“快进键”,与各行业各领域的融合应用持续拓展深化。
2026-02-26 13:44
AI操控的机器人虽难以完全替代实验科学家,但AI系统已开始接管人类的数据分析师、研究编码员等工作。
2026-02-26 10:04
截至2025年,我国发明专利申请量已连续多年位居全球第一,成为名副其实的专利大国。
2026-02-26 09:55
他们走过了一段从弱到强、从“备胎”到“主角”的孤勇之路,实现了国内超低温大型制冷机市场从被国外100%垄断到国产化替代的“跨越式发展”。
2026-02-26 09:49
人工智能技术及其应用的跨领域、跨层级、跨主体特征,决定了其安全治理天然具有高度复杂性和协同需求。最后,面对人工智能技术快速迭代、应用场景动态迁移、风险形态持续演化的鲜明特点,制度体系必须具备敏捷响应与动态调适的智慧与弹性。
2026-02-25 09:45
曾经只存在于科幻电影中的“太空采矿”,正逐渐从文艺作品中的构想走进现实。
2026-02-25 09:49
加载更多