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

  • 节后开工生产忙

  • 春风送岗促就业

独家策划

推荐阅读
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
新一轮科技革命的浪潮中,数字化与智能化已成为竞争关键,以开放的姿态推动实体经济与数字技术深度融合,必将推动我国制造业发展更上一层楼。
2026-02-25 09:45
当天,李秋立和4位“战友”——同所研究员胡森、陈意、杨蔚及中国科学院国家天文台(以下简称国家天文台)副研究员周琴,共同获得2025年度中国科学院杰出科技成就奖基础研究奖。
2026-02-25 09:45
在2月19日发表于《科学》的一篇论文中,研究人员描述了一种疫苗,作为鼻腔喷雾剂,它不仅能让小鼠对新冠病毒、流感病毒免疫,还能抵御所有呼吸道疾病。实验表明,接受4剂鼻腔疫苗的小鼠对新冠病毒和其他冠状病毒,以及引发多种呼吸道感染的细菌都产生了免疫力。
2026-02-25 09:45
在人体免疫系统中,T细胞犹如一支守护健康的“特种部队”,负责执行全身细胞的“安全检查”。该研究揭示,组氨酸能精准定位TCR分子识别癌细胞和启动癌细胞清除程序的“关键按钮”位点。
2026-02-25 09:45
《庄子・人间世》有云,“乘物以游心”——或许正是“驭AI而不役于AI”的最好注解。
2026-02-24 14:01
清晰界定科普的价值定位,探索高效的实现路径,有助于推动科普事业高质量发展。
2026-02-24 13:23
AI技术的竞争早已超越产品层面,上升到创新生态、治理能力与产业话语权的综合博弈。
2026-02-24 10:09
当你惊叹于自动驾驶汽车流畅的避障,或陶醉于无人机集群精准的编队表演时,可能并未察觉,支撑这些智能场景的海量数据正在无数边缘节点间疾速奔流。
2026-02-24 09:16
近日,一支国际科学家团队从西南极洲腹地带回了228米长的远古岩石与沉积物,这是人类迄今从冰盖下获取的最长岩芯。
2026-02-24 09:33
当前AI算力普遍面临“内存墙”问题,即计算时数据的存储与运算分处于不同区域,“隔墙”调用严重制约了AI芯片性能提升。
2026-02-24 09:23
目前,主流锂电池正极材料大多使用钴、镍等无机矿物,这类材料面临资源、成本、安全及柔性不足等多重挑战。相比之下,有机电极材料取材广泛,其分子可灵活设计且自身柔韧,被视为极具潜力的“绿色电池新星”。
2026-02-24 09:21
内质网是生物细胞内的一种网膜系统,可帮助维持细胞的正常功能,具有重要的医学研究价值。
2026-02-24 09:14
春节期间,记者来到异龙湖,听到了当地群众对共建生态文明、共享生态成果的感受。
2026-02-21 12:46
莱州中华武校第十次登上央视春晚舞台
2026-02-17 10:21
近日,一个名为Moltbook的社交平台突然走红。与普通网络平台不同的是,Moltbook上的用户都是AI智能体。
2026-02-14 09:21
全球规模最大的200万吨/年柴油吸附分离装置目前在中国石油广西石化稳定运行。
2026-02-14 09:16
大连理工大学赵珺教授带领师生团队正抓紧时间,为实现可重复使用运载火箭关键部件的“复用检测”技术突破全力冲刺。
2026-02-14 09:12
一场刷新人类对宇宙极端物理过程认知的高能事件,被中国科学卫星清晰捕获并成功解读。
2026-02-14 09:11
加载更多