磁悬浮铁路或列车利用磁力让车辆离开轨道8mm-10mm前进,前进时车轮不与轨道接触,停车时车轮才与轨道接触,由于车辆悬浮于轨道之上,所以称为磁悬浮列车,也可以简称磁浮列车,产生悬浮的磁力可以来自永久磁铁,也可以由电产生。
为了减轻车辆的自身质量,磁悬浮车都是铝合金制的。与高铁车厢一样,铝材用量可按10t/厢匡算。单轨列车在国内首次采用永磁牵引,节能10%以上,达到国际先进水平,它的正式下线标志中国在跨座式单轨车辆技术领域取得重大新突破。
中国领跑磁浮列车生产与铝材制造
中国在中低速磁浮铁路建设、铝合金车辆制造与车厢铝材生产方面,特别是在有关科技创新领域已经由此前的“跟跑”为主进入了“跟跑”“并跑”“领跑”三者并行且以“领跑”为主的阶段。
中国生产的车厢铝材是世界最大、性能最好的,可用150MN与225MN的挤压机生产全球最大的空心型材,日本只有1台100M的挤压机,美国也仅有5台挤压力大于等于100MN的挤压机,而150MN级的只有2台。
中国挤压力大于等于100MN的挤压机有12台,其中150MN的4台,225MN的2台,235MN的1台,并在建1台300MN的。
高速磁浮试验中心和高速磁浮试制中心等5个项目2018年1月入驻青岛市城阳区国家高速列车技术创新中心。这5个项目主要来源于国家发改委城市轨道交通创新能力建设专项和科技部“十三五”重点科技专项,其中轨道车辆系统集成国家工程试验室项目将对中国突破城市轨道交通试验验证技术瓶颈,形成统一完善的试验标准体系有着重大意义。
600km/h的高速磁悬浮样车将于2020年问世。当下高铁最高速度为350km/h,民机巡航经济速度800km/h~1000km/h,速度400km/h的高速磁悬浮交通系统正好可以填补它们之间的速度空白,形成一个完整的交通网络。
中日联合研发高速气体磁悬浮列车,自然能源驱动,速度500km/h,据媒体报道,中国与日本正在联合研制一种名为“鹈鹕”的高速磁悬浮列车。它是速度高达500km/h的机器人列车,可能是世界上速度最快的无人操作的磁悬浮车。
最快磁浮列车2018年中下线,中国“2.0版”快速磁悬浮列车速度为160km/h,正处在紧张的试制组装阶段,计划年中下线,比长沙磁浮快线的中国首例中低速列车具有更快、更轻、载客量更大的特点,爬坡能力强、转弯半径小、噪声低,适合于城市内部、城市和卫星城之间、城市群之间、地形复杂的景区内部运行,将成为城镇化建设“一带一路”建设和“走出去”的拳头轨道交通产品。
研发速度4000km/h的高速磁浮飞行列车。第一阶段达到1000km/h,最终达到4000km/h。这种飞行列车是利用超导磁浮技术减小摩擦阻力,在低真空环境中实现超音速飞行。
将按三步走战略逐步实现:第一步通过1000km/h运输能力建设区域性城际飞行列车交通网;第二步达到2000km/h速度,建设国家超级城市群飞行列车交通网;第三步飞行列车速度达到4000km/h,建设“一带一路”交通网。
目前,高速飞行列车项目联合了国内外20多家科研机构,组建了国内首个国际性高速飞行列车产业联盟,已拥有相关领域的200多项专利。
这种磁浮飞行列车运行时除需要大量铝材外,超导输电系统还需用相当多的高纯铝导体。高纯铝导体是一类高技术高端产品,制造加工技术远大于传统工业纯铝电导体。
磁浮车用铝与高铁车辆的基本相同
高铁车辆是用铝材制造的,磁浮列车车厢更应该用铝材制造,因为车厢越轻越好,越轻需要克服的重力使它浮起来的斥力就越小,飞起来的动力也愈少,铝材是制造车辆结构性价比最佳的材料。
除了车厢铝材外,建设铁路设施还需要相当量的建筑铝材,车厢内部装修、空调与通风系统等也主要是用铝材打造的,有些车辆是用永磁体力浮起的,如果用超导磁场浮起,则需要高纯铝线系统输送电流。
每节车厢需采购11.5t铝材,铁路设施建设铝材可按45t/km匡算。4N6高纯铝的超导温度为4.2x10-3K,99.5%工业纯铝为4.0x10-3K。
常用的车体结构变形铝合金有:5005-0板材,5005-H14板材、5005-H18板材、5052-0板材、5083-0板材、5083-H112型材、6061-T6型材、6N01-T5型材、6063-T5型材、7N01-T4板材、7N01-T5型材、7003-T5型材。6N01与7N01是日本合金,N是Nippon(日本)的简写。
中国车辆厂在引进技术基础上通过消化吸收,在车辆设计与制造方面有不少创新,形成了有中国特色的铝合金制造技术,可是材料生产企业与高等院校、科研院所并没有研发出性能比6N01与7N01合金更加优秀的新型车铝合金。
这是向中国材料界与冶金工作者提出的挑战,必须开发新型铝合金以适应更快捷、更安全、更舒适、更环保车辆制造的需要,提高磁浮铁路在国际市场上的竞争力,加快“一带一路”建设。
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