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教授:时速4千公里飞铁技术未成熟 政府需介入

2017-09-07 16:00:21     来源:腾讯网

  原标题:时速4千公里飞铁提出背后:技术未成熟,呼吁资本和政府介入

高速飞行列车效果图。中国航天科工集团公司官方微博供图

高速飞行列车效果图。中国航天科工集团公司官方微博供图

  8月30日,中国航天科工集团(下称“航天科工”)在第三届中国(国际)商业航天高峰论坛上投下重磅,宣布已联合国内有关单位,开展了“高速飞行列车”的研究论证,时速最高可达4000公里。凭借这一超过3倍音速的速度,让公众直呼其为“飞铁”。

  所谓的“高速飞行列车”,原理即是利用真空管道和超导磁悬浮技术,实现超音速的“近地飞行”,被誉为人类未来的“第五种交通方式”。而实际上,中国早在2000年前后就已引入真空管道磁悬浮概念,近二十时间内,外界对其却关注甚少,风头更是被硅谷“钢铁侠”埃隆?马斯克(Elon Musk)在2013年提出的“超级高铁”盖过。目前,在全球范围内,研究真空管道磁浮交通的国家有瑞士、美国和中国。

  西南交通大学首席教授、长江学者特聘教授、超导与新能源研究开发中心主任赵勇在接受澎湃新闻()采访时表示,“这项技术需要引起社会的关注。”赵勇认为,航天科工此时公开宣布这一项目,“不是说这个技术已经成熟了,而是需要产业部门介入,国家政府要有投入,把前期技术先开发出来。”

  赵勇是中国高温超导领域的第一个博士,辗转意大利、澳大利和日本13年后,他回到西南交通大学,是西南交大材料科学与工程系长江学者特聘教授、国家首批外籍杰出青年基金获得者。彼时的赵勇认为,“西南交大是最适合搞超导磁浮研究的地方”。据赵勇透露,赵勇团队是国内首个国际性高速飞行列车产业联盟的成员之一。

  此前的8月30日,航天科工方面表示,专门为“高速飞行列车”工程项目,联合了国内外20多家科研机构,成立了国内首个国际性高速飞行列车产业联盟,目前团队拥有相关领域的200多项专利。这个产业联盟也被称为真空管道磁浮研究领域的“国家队”。

  赵勇还透露,“航天科工目前的整个方案、基本思路就是按照我们的书提出来,具体关于磁浮方面的设计是我们来帮助完成。”赵勇所指的书则是其2009年发表的《速车系统概论》,这是世界上第一本系统论述真空管道磁浮技术的专著。该书的另一作者为刘本林,据刘本林对澎湃新闻()表示,他和赵勇为中国科学技术大学物理系同学,其本人于2005年接触真空管道交通。值得一提的是,在外人看来,刘本林是一个对新鲜事物充满热情的“民间科研爱好者”,并非在正规科研机构任职。

  然而,无论是赵勇还是刘本林,对时速4000公里却持格外谨慎的态度。赵勇表示,“我一直在强调1000公里时速这个第一步的关键性和重要性,当你1000公里时速还没实现的时候,大谈4000公里时速意义就不大。”

  提时速4000公里, “振奋一下人心”

  航天科工在8月30日公布,高速飞行列车项目的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。航天科工还对“高级飞行列车”寄予厚望,最终能成为继航天、高铁、核电之后的“中国新名片”。

  然而,这一宏伟蓝图目前还没能给出响应的时间表。

  赵勇表示,“这个远景我们可以简单地提一下,这就足够了,但不要花太多精力在这上面。我们要实实在在把1000公里时速的技术先开发出来,在这个基础上积累足够经验。”但赵勇同时表示,“航天科工这个也是非常有意义,是国内第一家在真空管道领域做成联盟的,非常值得鼓励,也可以振奋一下人心。”

  但赵勇认为,要实现“超级飞行列车”没有捷径。“这是一个工程问题,首先从实验室、到中试、再到工程阶段,这条规律是必须要这样实实在在去走的。我们现在连实验室的数据还没拿出来,离这个远景还很远。”

  2011年,赵勇团队研制出全球首个真空管道高温超导磁浮列车试验系统,该系统轨道直径3米,管道最低压强2000帕,磁浮车采用线性电机驱动。目前,这第一代实验模型已被拆除。2016年1月,赵勇团队完成第二代真空管道高温超导磁浮列车系统的建设,系统首次采用“壁挂”式运行,即将直径6.5m的环形轨道铺设在环形金属壁面上,使磁浮车沿壁面高速行驶。研究团队认为,在结构力学上,第二代系统有效增大了磁浮车沿环线运行时的向心力,并防止磁浮车沿轨道切向脱轨,从而使磁浮车获得更高的运行时速和安全稳定性。

  2016年5月,系统完成第一阶段调试,时速达到108公里;2016年10月,系统完成第二阶段调试,时速达到150公里。赵勇对澎湃新闻表示,“目前,我们实验室在高温超导磁浮方面能做到时速160公里,这应该是实验室最高速度了。”实验室系统的难点在于,“场地有限,只能做成环形,环形的小半径离心力很大,做起来非常困难。”

  目前,超导磁悬浮领域的时速纪录在日本。日本采用低温超导磁浮技术,载人速度可达时速603公里,这一技术业也已成熟。2014年,日本开工建设世界首条最高时速达505公里的超导磁悬浮高速铁路,预期2027年建成通车。

  赵勇提到,“日本的这一时速是在稠密大气中间实现的,如果把稠密大气变成低压管道的话,实现时速1000公里理论上是可以实现的。”但无论是真空管道,还是高温超导磁浮技术,或者是把这两项结合起来,“国内国外都是空白,还有很多核心技术要开发。”

  《速车系统概论》这本书中就对真空管道设计、速车(编著:类似于高速飞行列车)系统转移冷却、速车驱动和导向、速车路线设计、应急救援等方面进行了探讨,但直到目前为止,这些问题均没有成熟方案。赵勇提到,以真空管道为例,这么庞大体积的真空系统的建立和维护,要做到低成本就是一个大难题。

  实验室承受不了的高昂造价

  除了技术领域的诸多空白,“高速飞行列车”还不得不面对高昂的开发成本。而这,或许是这一项目突然高调公布的原因之一。航天科工此前就提到,“拟通过商业化、市场化模式”来实现这一项目。

  赵勇表示,“确实需要资本市场和国家的关注,因为这不仅仅是从技术层面可以推动的,是涉及面很广的一项高技术。截至目前为止,资本市场基本没有介入,国家直接在真空管道方面的投入也基本没有。”

  “现在是需要相关机构共同开发这项技术,而不是说这个技术已经成熟了。需要产业部门介入,国家政府要有投入,把前期技术先开发出来,学校里面的东西只能供参考。”赵勇表示。