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稀土磁浮列车“悬挂飞驰”的奥秘在哪儿

时间:2024-01-25   访问量:0

  8月9日,一列红头白身的空轨列车——“红轨”顺利驶出。江西省兴国县永丰站。它悬浮在蓝色的轨道上,从《南行记》到《静态储存》。这看起来像这样。“镜像”翻车列车线是世界上第一条稀土永磁磁悬浮轨道交通工程试验线。

  到目前为止,世界上所有的悬浮导向运输系统都是使用橡胶轮进行运载和导向,“红轨”稀土永磁材料完全用于悬浮和导向。这就是原因。“红轨”与现有磁悬浮交通系统的最大区别在于,它还丰富了世界各地的导向交通系统谱系。

  市场前景巨大

  说起磁悬浮列车,我们并不陌生。早在2003年,中国商用高速磁浮列车就在上海浦东机场线运行。由于完全克服了机械摩擦阻力,磁悬浮列车高速平稳运行,被称为21世纪理想的超级快车。中国、日本、德国、英国、韩国、美国等国家在不同时期都非常重视磁浮交通系统的发展。

  磁悬浮列车依靠磁极相斥或相吸的机制来克服重力,产生悬浮效果。磁悬浮列车一旦断电,磁性就会消失;磁场强度随着励磁电流的变化而变化,所以要消耗大量的能量。此外,电磁悬浮(例如上海悬浮交通,日本超导悬浮列车计划)是不稳定悬浮,依靠复杂的控制技术实现悬浮会增加技术和运维的难度。

  永磁悬浮是利用非电磁永磁体(能长时间保持其磁性的磁体)产生悬浮效应,即永磁体排斥轨道(电磁轨道或导磁材料)并停留在槽中线悬浮运行,电磁导向和悬浮可实现零机械摩擦运行。因此,寻找磁稳定、密度足够高、磁力足够强的永磁体来满足列车的悬浮要求,一直是科技的替代品。

  稀土永磁磁悬浮列车的出现解决了这个问题。

  目前的研究结果表明,借助稀土合金材料可以生产出体积小、磁密度高、悬浮力足够大的永磁体。这是天然磁铁矿材料很难做到的。“红轨”永磁磁浮交通系统使用的永磁体为钕铁硼合金,具有磁性强、磁性稳定、磁能分布合理、硼天然储量高、成本低等特点。是一种适用于磁悬浮交通系统的稀土永磁合金材料。

  永磁体由稀土材料制成,江西有着独特的优势。江西赣州被认为是江西赣州。“稀土王国”是中国三大稀土生产基地之一,年产量占世界中重稀土的70%。稀土永磁磁悬浮列车的应用,让更多人看到了稀土产业的未来发展。如果能实现大规模的流量开发,市场推广对我国稀土行业的应用模式意义重大。

  稀土永磁磁悬浮列车特别适用于中小规模的客运和货运。同时也是干线交通网络的有力补充,可以解决“最后一公里”,实现机场、景区、公园客运的场景化应用。据初步估算,我国类似接入交通系统的需求约为100万公里。稀土永磁磁悬浮列车节能效果明显,噪音低,环保,还可以根据实际应用需求定制,对交通运输需求适应性强。

  此外,与地铁、城际铁路等悬挂系统相比,其成本优势明显。稀土永磁磁浮列车造价仅为轻轨的一半左右,每公里建设成本不到1亿元,是目前中高速磁浮交通系统造价的1/3。大规模应用后,成本会进一步降低。其未来的应用潜力不容小觑。

  技术上有四大点。

  江西由科技大学主导的研究和开发江西理工大学“红轨”稀土永磁磁悬浮交通系统有四大技术亮点。

  第一,磁悬浮列车载人后悬浮力巨大。在材料领域,制造体积小、磁能密度高、悬浮力足、经济性好的永磁体是一个挑战。“红轨”的技术问题得到了很好的解决。

  第二种是以前的悬浮运输系统,通过车轮支撑和引导列车和轨道。“红轨”没有车轮,原有列车运行系统克服了缺乏硬约束、永磁悬浮力不可控等问题,实现了列车运行过程中悬浮导向的稳定协调控制。

  第三,列车采用轻量化材料、结构和轻量化设计,在给定能耗下,能最大限度提高运输效率。

  四是人工智能、5G、智能控制、机器学习、多目标智能规划等一大批新兴信息技术。在列车上使用,可以在途中为乘客提供丰富的信息服务,实现无人驾驶。

  对于大众来说,最关心的是稀土永磁磁浮列车的安全性。其实这个在早期设计的时候就已经充分考虑到了。

  比如用一个封闭的箱梁包裹行走系统,汽车悬浮在行走系统下面,火车绝对不会出轨。一旦列车发生故障,乘客可以第一时间离开列车,通过类似高楼救援的弹性管道逃生。车辆之间通过通信实现智能控制和运行调度,从根本上避免追尾事故的发生。如果车厢发生火灾,不会影响整车,因为车厢是阻燃材料制成,防火功能很强。

  “红轨”作为一种全新的中低运量导向运输系统,已经通过技术验证和工程验证,具备大规模推广和产业化的条件。下一步,要加强运营示范线建设,进一步加强标准体系建设。“红轨”可以根据需要定制,应用广泛,适应需求能力强。通过大规模应用,充分挖掘良好的技术经济潜力,成为一种源于中国、具有普适性的高效、绿色、经济、智能的新型交通系统模式。

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