日本庆应大学团队正致力于超级高铁基础技术研发

2018-12-04 10:41 环球网

  【环球网报道 记者 王欢】据《日本经济新闻》12月4日报道,让列车在减压管道里高速行驶的超高速运输系统——“超级高铁(Hyperloop)”受到全世界的关注。除美国SpaceX创始人埃隆·马斯克为技术设计提供援助外,中国和印度也都在推动实用化构想。日本方面,庆应义塾大学的一支团队正致力于基础技术的开发,且影响力在不断扩大。

  超级高铁将采用比普通地铁更小的专用车辆,以约1200公里的时速在经过减压的管道里行驶。马斯克2013年公布了基本构想,受到广泛关注。如果得以实现,从洛杉矶到600公里外的旧金山只需30-40分钟。

  运输车辆的速度越快,受到的空气阻力就越大。飞机在超过1万米的高空飞行,原因之一就是这里空气稀薄,受到的阻力小。而超级高铁对管道内进行减压,使得车辆在地面上也能以较小的阻力行驶。

  维珍超级高铁一号(Virgin Hyperloop One:简称维珍超铁)和Hyperloop运输技术公司(HTT)对建设超级高铁表现出浓厚兴趣。但尚未确立基础性技术,SpaceX从2017年1月起定期举办竞赛活动,各种创意展开激烈竞争。

  对于超级高铁的行驶技术,目前正在开展的有两种类型的研究,一是像普通列车那样采用轮式行驶,另一种则是磁悬浮型。采取轮式行驶的话,即使只是超过新干线的速度,也需要具备减轻轴承负荷和摩擦、噪声的技术,如果采用磁悬浮的话,则要面对怎样让其悬浮起来的课题。

  庆应大学是超级高铁竞赛活动中唯一一支来自日本的团队。尽管没有获奖,但在2017年8月的竞赛中成为首个完成比赛的队伍,马斯克称赞其“系统设计给人留下了非常完美的印象”。

  庆应大学团队采用磁悬浮的方式。虽然日本的磁悬浮中央新干线正在推进实用化,但在比赛时,由于场地上只铺设了价格比较便宜的铝轨道,因此无法采用与磁悬浮中央新干线相同的原理。

  庆应大学团队采用的是,通过改变磁场让即便是像铝那样没有磁性的物质也可以有电流通过,并使其与磁铁产生相互作用。通过在车辆上安装具有强力磁性的圆盘状永磁铁并让其前进时,轨道上会有临时性的电流通过,从而产生能让车辆悬浮起来的推力。

  作为推动车辆前进的推进力,目前正在试验两种方式。庆应大学团队在2017年完成比赛时使用磁力推动车辆前进。将永磁铁安装到车辆的特定部位并让其旋转,就与流经轨道的电流产生相互作用,形成了推力。

  团队还计划在2019年夏天的比赛里采用螺旋桨推进方式,就像螺旋桨飞机一样向后方吹送空气,利用反作用力前进。受飞机在空气稀薄的高空也能飞行的原理启发,团队认为对管道进行一定减压的话,同样也能发挥螺旋桨的作用。

  在今年7月的比赛中,德国慕尼黑工业大学的团队采用轮式行驶的车辆,凭借466公里的时速夺得冠军,在一年时间里把原有记录大幅提高。庆应大学团队是把车辆悬浮起来,速度提升空间很大,团队顾问狼嘉彰充满自信地表示“将在下届比赛中创造出500公里的时速”。

  Hyperloop运输技术公司着眼于正式商业运行,计划在中国和阿联酋(UAE)建设10公里左右的线路。维珍超铁也已和印度地方政府达成协议,准备建设连接孟买和浦那的超级高铁。目前受到期待的是到2030年左右超级高铁会像飞机和新干线那样作为交通工具获得普及。

  在建设超高速铁路方面,日本JR东海计划到2027年将最高时速约500公里的磁悬浮中央新干线投入运营。超级高铁也需要设置轨道和侧壁,可以利用与磁悬浮中央新干线相类似的原理。但如何处置减压后的管道成为超级高铁面临的特有课题。

  如果对管道进行减压,车辆内部和管道之间会存在气压差异,不能像普通列车那样只需打开车门就可以让乘客上下。为此,需要像空间站对接那样引入将车辆与外部在正常大气压下连通的方法。

责编:樊俊卿
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