中国高铁技术(二):轮轨与磁悬浮之争
时间:2022-11-15 22:30:04 来源:科普之家 作者:星空计划 栏目:前沿 阅读:156
改革开放让高速发展的春风吹遍中华大地,当年矗立在深圳街头广场上的口号:“时间就是金钱,效率就是生命”,也曾经让改革开放的总设计师邓小平同志大加赞许。改革开放早期当时落后的中国铁路现状,与实际需求不相适应的矛盾突出。中国铁路运行的列车速度普遍较慢,出个远门需要乘坐冒着白烟的蒸汽火车哐当哐当几天几夜,而且遇到春运等节假日绿皮车也一票难求。然而,进入新世纪后,在短短20年时间里,中国成长为世界第一的高铁大国,完成了一场真正意义上的出行革命。回首这段历史,从模仿到创新的思想也被发挥到了极致。
第二节 轮轨与磁悬浮之争
随着中国经济高速发展,经济建设对运输业的需求在快速增长,中国铁路人也在不断寻求技术上的突破。
北京是中国的首都,上海是中国第一大城市,京沪沿线是中国人口最密集、经济总量最大、运输需求最旺盛的地区。因此,在衡量了国家的承受能力以及现实发展的迫切需要后,为缓解前所未有的运输压力,新建铁路一条京沪铁路已迫在眉睫。
1990年12月,铁道部完成《京沪高速铁路线路方案构想报告》。随后,国家相关部门对京沪高速铁路重大技术经济问题进行了数年的深化研究,并对可行性研究报告进行了多次评估。1997年,铁道部完成了《京沪高速铁路预可行性研究报告补充研究报告》, 并据此向国家计委正式上报了项目建议书。国家相关部门经过一年零两个月的评估,认为其建设方案可行,并对京沪高铁的融资方式、成本收回方式等进行了初步论证。
一切准备工作都在紧锣密鼓地展开着,仿佛京沪高铁的建设已经水到渠成了。可好事多磨,谁也不成想,1998年6月,三位中科院院士提出建议,京沪高铁应该建设时速500千米的磁悬浮线路。这一建议一经提出,随即拉开了“高速轮轨”与“磁悬浮”之争的序幕,而这一争就争论了八年。
实际上,从上世纪90年代初一直到本世纪初,中国就一直存在着高速磁浮和高速轮轨“两条路之争”,二者在中国几乎同时起步。
国家对铁路技术发展方向非常慎重,2000年1月,按国务院要求,铁道部配合中咨公司完成并上报国家计委《关于高速轮轨与高速磁悬浮比较的论证报告》。
磁悬浮技术的研究源于德国,磁悬浮是指利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术。磁悬浮听起来好像神秘莫测,其实也并非特别高深,实现磁悬浮的技术手段也有好多种。其基本原理就是我们初中物理学过的磁铁极性“同性相斥,异性相吸”,比如电磁铁就是通电产生磁性的一种装置,而且电磁铁的极性可以通过改变线圈的电流方向来改变。
磁悬浮列车是靠磁悬浮力,使车体完全脱离轨道,悬浮在距离轨道约1厘米处,利用电磁力引导,推动列车前行,行走时不需接触地面,因此其阻力只有空气的阻力。
上世纪60年代开始,日本、德国就开始研究磁悬浮列车,虽然他们在磁浮铁路研究方面的技术比较成熟,也一直没有实现商业运营。仅用于短途、试验性运营,甚至在2000年德国政府正式宣布放弃论证了7年之久的柏林—汉堡高速磁悬浮铁路运营计划。
为了测试磁悬浮列车的可行性,我国科技部专门成立磁悬浮研究小组。经国务院有关部门同意,在上海先建设一条高速磁悬浮示范运营线路。2002年12月31日,中德联合率先在上海建成并开通运营世界第一条,也是截至目前唯一的高速磁浮商业运营示范线,上海浦东机场到龙阳路线路总长30公里,最高时速430公里。
当时,高速轮轨技术已相当成熟,并且能与既有铁路网络兼容,安全性、稳定性经过运营考验,国际上10多个已建成高速铁路的国家全部选择了轮轨技术。中国铁路人也已掌握200~300千米时速的高速列车技术。
2006年2月,国务院一锤定音,批准京沪高速铁路项目,为京沪铁路修建磁悬浮与轮轨技术之争画上了句号。
磁悬浮只能点对点无法变轨,与既有的铁路网不兼容,成本平摊下来绝对比轮轨高得多。磁悬浮载客量远远小于轮轨,上海磁悬浮由于距离太短、票价太贵,浮经营惨淡。有网友调侃:“磁悬浮技术不适合在地球上进行,而是适合作为太空中的交通枢纽。” 此外,磁悬浮的修建成本也令人望而却步。
事实上,高速磁浮作为国际尖端技术,是世界轨道交通领域的一大“制高点”。2021年7月底,世界首套时速600公里级高速磁浮交通系统在青岛成功下线,该成果标志着我国已拥有完全自主化高速磁浮成套技术和工程化能力。
高速轮轨从1964年发展至今,源于日本、成于欧洲、盛于中国,目前已成为高速大容量陆路交通的骨干。
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