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“秒停”的超級高鐵要來了,可距離“上路”還有點遠

近日, 《今日美國》網站報導稱, 特斯拉公司、SpaceX CEO埃隆·馬斯克宣佈, 旗下“超級高鐵乘客艙”將進行測試, 目標運行速度為音速的一半, 並在1.2公里內完成刹車。

這意味著, 乘客艙要以約613公里的時速運行, 14秒內“秒停”, 減速度數值近重力加速度的1.2倍(1.2g)。

與馬斯克對這項短距離測試“瘋狂又興奮”的感覺不同, 人們更好奇“秒停”的可行性, 及“秒停”到“乘車上路”間的距離。

“秒停”不需“get”新技能

“14秒制動馬斯克所提的乘客艙,

技術上沒問題。 ” 十三五國家重點研發計畫“中速磁浮交通系統關鍵技術研究”課題負責人、中車首席專家楊穎向科技日報記者表示。

國防科技大學磁浮技術工程研究中心教授李傑表達了類似看法, 並告知“馬斯克的超級高鐵和我國高鐵制動原理基本一致”。

在我國, 高鐵動車組採用複合制動。 正常制動中, 優先採用“再生制動”, 即將電動機“反轉”為發電機, 把動車組動能轉化為電能, 通過接觸網供應給相鄰區間動車組使用。 當動車組即將停站時, 則改為與汽車制動盤工作原理一般的“機械制動”。 高鐵遭遇停電等故障, 緊急制動也為“機械制動”模式。

此外, 我國CRH380AM還使用了“風阻制動”, 通過在列車端部升起風阻板,

加大動車組空氣阻力;德國、日本使用“渦流制動”, 制動時將一套電磁鐵置於鋼軌上方, 通電後, 電磁鐵與鋼軌間產生渦流發熱, 將動能轉為熱能消耗掉。

“按馬斯克所述, 乘客艙品質約在幾百公斤左右。 動能是品質與速度平方的乘積。 速度較大, 但品質較小, 制動要消耗的能量並不‘巨大’。 以現有成熟的長定子驅動技術, 實現‘秒停’不費力, ‘再生制動’就可實現。 ”楊穎說。

“秒停”很容易 “商用”很尷尬

對馬斯克的測試, 楊穎表示不用太“興奮”, 譬如美國航空母艦上MK-73型攔阻索, 可使30噸重的艦載機以260公里時速著艦, 滑跑91.5米停止, 減速度約3g, 同比難度遠高於這項測試。

“研製超級高鐵, 最終是為了成為大眾交通工具。 它的啟動加速度和制動減速度不能超過普通健康人的承受限值。 目前看, 普通人承受的減速度限值約為0.5g。 ”中車株洲所研究院副院長陳高華說。 因此, 現有交通工具“減速度”均控制在0.5g以內。

“速度越大, 對應的減速度就越小。 公車緊急刹車, 乘客已‘人仰馬翻’。 飛機降落稍‘猛’, 乘客在飛機落地瞬間心裡也會‘咯噔’一下。

只有飛行員等具特殊優異體質者, 可承受這種‘加碼’的減速度。 ”楊穎補充。

據悉, 我國350公里時速復興號高速動車組, 緊急制動大約需6.5公里制動距離。 正常制動下, “極限”挑戰需8-10公里制動距離。 對速度613公里時速, 制動距離僅1.2公里的“極限”挑戰, 不具“現實性”。 專家稱, 該“超級高鐵乘客艙”還在原理驗證樣機階段, 離工程樣機差距尚遠。

“這更像‘玩具’。即便能‘秒停’,但會產生超大電流和功率的需求。單節車沒有商業價值。如果在此‘要求’下,做成數百米長列車,乘客承受不了此減速度不說,僅其要求地面提供數十兆瓦級的短時加、減速功率,在經濟上就很不划算。”陳高華說。

制約輪軌交通往更高速度發展的主要有輪軌阻力、空氣阻力和雜訊等三大因素。真空中的“超級高鐵”,有望克服這些因素,由此倍受關注。

儘管有消息稱,最早的超級高鐵有望2021年建成運行。不過,這一目標,還顯“路漫漫兮”。譬如,超級高鐵在技術上的長距離測試,特別是載人測試如何做;技術上如何確保高速運動下磁浮系統的動力學穩定性、如何解決“車廂內有空氣,管道幾乎真空,到站下車後乘客如何呼吸”、真空管道內緊急情況下如何安全停車等,至今未有建設性答案。

“這更像‘玩具’。即便能‘秒停’,但會產生超大電流和功率的需求。單節車沒有商業價值。如果在此‘要求’下,做成數百米長列車,乘客承受不了此減速度不說,僅其要求地面提供數十兆瓦級的短時加、減速功率,在經濟上就很不划算。”陳高華說。

制約輪軌交通往更高速度發展的主要有輪軌阻力、空氣阻力和雜訊等三大因素。真空中的“超級高鐵”,有望克服這些因素,由此倍受關注。

儘管有消息稱,最早的超級高鐵有望2021年建成運行。不過,這一目標,還顯“路漫漫兮”。譬如,超級高鐵在技術上的長距離測試,特別是載人測試如何做;技術上如何確保高速運動下磁浮系統的動力學穩定性、如何解決“車廂內有空氣,管道幾乎真空,到站下車後乘客如何呼吸”、真空管道內緊急情況下如何安全停車等,至今未有建設性答案。

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