五年前，如此高速的磁浮系统及工程化应用在我国仍属空白。中国的磁浮速度为什么能独占鳌头？科技为速度插上腾飞之翼。
据介绍，此次下线的高速磁浮，采用成熟可靠的常导技术，构建了包含车辆、牵引供电、运控通信、线路轨道在内全系统仿真、试验平台，搭建了从核心零部件、关键系统到系统集成的国产化产业链。
在车辆方面，科技人员自主研制了我国首列5辆编组的时速600公里高速磁浮工程化列车，不仅开发出新头型及气动方案，解决了超高速条件下的空气动力学难题，还采用先进激光复合焊和碳纤维技术，研制了满足超高速气密承载要求的轻质高强度车体。
据了解，磁浮列车实现高速运行的关键，一是要“浮起来”，二是要“跑起来”。这需要强劲的动力，而其核心动力装备则是直线电机和电磁铁。
让没有轮子的磁浮列车“浮起来”，奥秘是电磁铁。据中车株洲电机磁浮产品研究所所长何云风介绍，产生磁吸力的电磁铁好比是“无影腿”，能够使车辆保持一定间隙稳定悬浮于轨道上方，“贴地”高速“飞行”。时速600公里高速磁浮列车用悬浮电磁铁，电磁间隙是12.5mm。同时，电磁铁还具有发电作用，在车辆达到一定运行速度后，能利用谐波发电给车载蓄电池充电，实现车辆的非接触供电，保证车辆高速运行的供电可靠性。
而让时速600公里高速磁浮列车“跑起来”的关键则是直线电机。高速磁浮列车采用长定子直线电机作为强劲动力，定子和转子分别安装在磁浮轨道和磁浮列车上，依靠电磁力直接驱动电机动子运动，电能转化为列车前进的动能，凭无接触传递力引导推动列车飞驰。
牵引系统方面，则全新自主研发世界首套基于有源中点嵌位（ANPC）技术的24MVA大功率牵引变流系统，以及高速多分区牵引控制系统。
在强劲的牵引系统加持下，此次下线的磁浮列车加速到每小时600公里，只需要3.5分钟。
高速磁浮采用“车抱轨”的运行结构，跑得快“抱”得紧又停得稳
据介绍，时速600公里高速磁浮交通系统项目于2016年10月启动，2019年研制出试验样车，并于2020年6月在上海同济大学试验线上成功试跑，经过系统优化确定最终技术方案，于2021年1月研制出成套系统并开始了六个月的联调联试。至此，历时5年攻关，正式下线。
时速600公里，也就意味着该磁浮列车每秒钟可行进167米。速度如此之快，其安全性可靠性如何保证？五年时间，科研人员在保障其安全性可靠性方面做了不少努力、攻克了不少技术难题。
据中车四方股份公司有关负责人介绍，此次下线的高速磁浮交通系统采用“车抱轨”的运行结构，即从车身下端伸出两排弯曲的“胳臂”将铁轨抱住，同时在“胳臂”内安装磁铁。磁铁通电产生强大磁力，使得铁轨被磁力吸引。而轨道是静止的，所以整个列车会因吸力而悬浮。除此之外，抱轨运行还能降低列车脱轨的风险。
不仅如此，牵引供电系统布置在地面，随列车位置分段供电，相邻分区只有一列车运行，基本没有追尾风险。
与此同时，科研人员还设计了一套“非常规”的制动系统——涡流制动器，确保在紧急情况下“停得稳”。
据了解，一般情况下，高速磁浮列车在正常运行过程中，依靠同步直线电机进行制动；而当出现直线电机故障等紧急情况时，必须通过涡流制动器实现制动停车，这是高速磁浮列车实现安全运行的最后也是最重要的一道安全保障。
特殊的道岔也是保障高速磁浮列车安全运行的重要一环。据中铁宝桥集团有限公司总工程师吉敏廷介绍，由于磁浮列车通过时速度很快，经过道岔时，如果道岔刚性不匹配，就会发生共振，产生剧烈震动。一旦共振，车辆就无法通过，甚至可能造成道岔、车辆的损害，诱发重大事故。为解决这一问题，他们打造了一个特殊的道岔——单开可挠型右开道岔，可以控制列车从一个股道转入另一个股道，进而控制列车沿着调度控制系统规划的路线行驶。“这是目前世界上通过速度最高的高速磁浮道岔。”
目前，该高速磁浮交通系统已完成了集成和系统联调，5辆编组列车在厂内调试线上实现了整列稳定悬浮和动态运行，各项功能性能良好。
“经过近20年的持续研究和技术积累，我国基本实现了高速磁浮交通全系统的自主研制能力，形成了成套工程化技术，实现了自主可控的产业配套能力，我国高速磁浮已从研发阶段进入高速试验阶段，将逐步过渡到示范运营、产业化发展阶段。”中国工程院副院长何华武表示。
高速快捷、安全可靠、绿色环保、寿命周期长……作为高速交通运输模式，高速磁浮可以成为高速高品质出行的有效途径之一。那么我们何时才能真正乘坐时速600公里的高速磁浮列车？中车四方股份公司副总经理、总工程师梁建英给出的答案是未来五到十年。
从没有一寸高铁到高铁里程世界最长，从时速350公里的高铁时代，到今天时速600公里的高速磁浮带来“磁浮时代”的全新想象，在不断创新、不断超越中，中国正在创造让世界惊叹的奇迹。 |
