高速飞行列车

正2017年8月底,中国航天科工集团公司声称将研制新一代交通工具——高速飞行列车(T-flight),其设计时速最高将达到4000千米。这一消息一石激起千层浪,迅速刷爆各大媒体和朋友圈,科幻片般的场景让人热血沸腾,质疑也纷至沓来。据项目负责人介绍,高速飞行列车将结合超声速飞行技术与轨道交通技术,利用超导磁悬浮技术和真空管道,来实现超声速的"近地飞行"。"半小时从北京抵达武汉""民航客机     

磁悬浮列车及其术语问题

新闻背景：2002年11月22日下午1：00,一辆磁悬浮列车驶入上海龙阳路车站,这标志着总长达33公里的上海磁悬浮线为正式投入运行做好了最后的准备。据《上海青年报》报道,这一全世界首条集交通、观光和旅游于一体的磁悬浮列车商业运营线,西起上海地铁二号线龙阳路站南侧,东到浦东国际机场一期航站楼东侧,正线全长29.863公里。它的设计时速和运行时速分别为505公里和430公里。开通后,乘客仅需7分钟就可从地铁站到达浦东国际机场。今年9月,磁悬浮轨道梁架设全线贯通。预计2003年初,将单线通车试运行;2003年9月,双线折返试运行;2003年12月,全线正式通车。有消息称,有关专家正在论证修建京津磁悬浮列车线,以缓解2008年奥运会期间北京交通紧张状况。当今世界上陆地交通运输工具的高新技术,首推磁悬浮技术。它是依靠电磁力使车辆悬浮在轨道上的一种技术。利用磁悬浮技术运送旅客的列车叫磁悬浮列车。这种列车能够离开轨面而与轨面保持一定悬距奔驰。任何类型的磁悬浮列车,必须具备4个基本子系统：①悬浮系统(suspension system);②导向系统(guidance system);③推进系统(propulsion system);④制动系统(即列车自动防护系统,automatic train protection system,ATP)。磁悬浮列车横断面示意图见图1。磁悬浮列车由几节磁悬浮车辆组成。从图1可见,列车是跨骑在T形轨道上的。列车下部的跨骑部分,在最下面有两个向内伸入轨道底下的腿,腿的上面安装着悬浮系统,它与轨道下面的悬浮轨上下正对着,能够产生相互吸力,称之为悬浮力。悬浮力将列车托起而处于悬浮状态。列车下部两侧装有导向系统和制动系统。导向系统能与T形轨道两边的导向板产生吸引力,使列车左右两侧保持横向定位而起导向的作用。制动系统则用作列车的自动防护。推进系统既可装于跨骑部分的上面,也可装于跨骑部分的两边,视车辆和轨道的结构不同而异。推进系统采用直线电动机,其运动原理与旋转电动机基本相同,只不过将转子圆筒剖开展成了平面,相当于直径为无限大的旋转电动机。这种电动机通电后在磁场作用下能够产生水平推力作功,而旋转电动机则产生力矩作功。图1中标明的是直线感应电动机(linear induction motor,在图上标有缩写LIM),当然也可以用其他各种类型的直线电动机,如直线同步电动机等等。磁悬浮列车的速度,通常可达到每小时60～550km之间。若采用超导磁悬浮技术,则对高速或超高速更适用。可是,当前采用超导磁悬浮的条件尚不够成熟,虽然日本人在山梨县的试验线上号称达到了552km/h的世界记录,但这是在一段隧道的下坡道上实现的。悬距的范围将随不同类型列车因载客量和速度的差异而有所不同,为了使悬距稳定在某一规定范围,如(10～15mm)～(100～150mm),还需具备一套复杂的控制装置通过悬距信息反馈自动调节电磁铁中的电流,以便保持这一规定范围。当悬距增大超出规定范围使吸力减小时,能自动调大电磁铁中电流,吸力增加而使悬距回复到规定范围,反之亦然。这样,悬距就不会受到载重的影响。列车运行的操纵和监视装置通常都汇总到一个流线型的车头。传统铁路由于车轮与钢轨的刚性接触,利用两者间的黏着性能而实现牵引。磁悬浮铁路则是使列车在柔性轨道上浮起,利用直线电动机而进行推进。由于后者是处于飞行状态,相对传统铁路而言它具有无可比拟的优点：①车辆与轨道间无机械摩擦阻力,无部件磨损;②振动与噪声很小,环境污染少;③只需克服空气阻力前进,耗电量和维修费都比较低,人公里能耗约为一般高速列车的21～64%;④具有较高的乘坐舒适度与平稳性;⑤速度高;⑥脱轨危险性小;⑦爬坡和通过曲线能力都很强,能通过的最小曲线半径比传统铁路小得多;⑧由于磁悬浮铁路线处于半封闭状态,因此安全性好。磁悬浮铁路造价与一般高速铁路差不多,但若采用超导技术,则造价比一般高速铁路约高20%左右。从上述可见,磁悬浮铁路的优点是明显的。磁悬浮铁路的发源地在英国。世界上第一条磁悬浮线是1981年英国人开通伯明翰机场到火车站的线路。1986年德国人将西柏林的M-Bahn磁悬浮试验线投入运营,然后开发了TR型磁悬浮列车系列。日本人在德国技术的基础上开发了HSST磁悬浮列车系列,并已接待了百万试乘者。目前国外正在规划的磁悬浮铁路有：德国的柏林至汉堡,俄国的莫斯科至圣彼得堡,日本的新干线磁悬浮铁路等。我国对磁悬浮列车的研究起步较晚。1989年长沙国防科技大学研制成功我国第一台磁悬浮试验样车,可在10m长的轨道上平稳往复运行。我国计划修建磁悬浮铁路的地区有：四川青城山风景区的磁悬浮试验线,由西南交通大学与长春客车厂合作兴建,全长2.11km,列车最大时速为60km。上海由龙阳路至浦东国际机场的磁悬浮快速列车工程由上海磁悬浮交通发展有限公司、德国西门子公司、蒂森高速列车公司合作兴建,预计2003年初建成试通车。此外,中美双方合作签署了一个项目合同,拟在成都兴建磁悬浮列车生产基地,其产品的时速可高达500km,预计该基地磁悬浮列车产品在2004年6月将通过国家验收。随着磁悬浮技术的发展,涌现出一批与磁悬浮技术相关的新名词。我们已收集了一些这方面的新名词,且经全国科技名词委审定,公布在《铁道科技名词》(1997年)中,配合高新技术的发展做出了一定成绩。但从21世纪我国铁道事业的急速发展来看,这还是不够的。如对直线电动机只列有直线感应电动机(LIM),但在车速较高时常用直线同步电动机(LSM),而且除这两种外,其他还有直线磁阻电动机、之字形单极直线同步电动机等类型,所以应当在直线电动机名下展开。当然,在已公布的这些名词中,我们有的汉文命名是很好的,如“悬距”一词,我们很好地考虑了铁道科学概念和本质属性,严谨地遵循了科学性和单义性原则。现在有的书籍和文章中,用“气隙”、“间隙”、“间距”等都有,很不统一。虽然外国人在文章中现在是用clearance和air-gap,对磁悬浮这类高新技术的名词术语目前在国际上还顾不到进行规范化标准化工作,因此我们将“悬距”汉译英时,暂时也只能用“clearance”或“air-gap”。我们比照一下悬浮力的英文“lift force”,笔者认为对应“悬距”的英文名,用“lift clearance”或“suspension clearance”较好。另外,《铁道科技名词》对磁悬浮技术似乎收词太少,如本文标题用的“磁悬浮列车”就没有。现将其他可作补充的新词略举一二列入表1,建议修订时考虑增补,并随着铁道高新技术的采用再作进一步扩展。 ① 韶能仁研究员是铁道科技名词审定委员会委员。     

“磁悬浮”与“磁浮”的定名

磁悬浮（磁浮）列车是一种新型交通工具,利用磁力使车体浮离地面,跟地面保持一定距离,保持悬浮的状态,再利用电机推进,就像一架超低空飞机贴近特殊的轨道运行。它的速度可达500km／h以上,是当今世界最快的地面客运交通工具。     

“磁悬浮”与“磁浮”的定名

磁悬浮（磁浮）列车是一种新型交通工具，利用磁力使车体浮离地面，跟地面保持一定距离，保持悬浮的状态，再利用电机推进，就像一架超低空飞机贴近特殊的轨道运行。它的速度可达500km／h以上，是当今世界最快的地面客运交通工具。     

未来的交通工具

陆地交通工具的展望 1.未来20年到50年中,陆地上平原地区的现行铁路内燃机列车,将大部分改为磁悬浮超导火车运行.时速将达500公里以上.从北京到上海3小时即可到达,人们可以住在北京乘火车去上海上班.     

太空时代:生育"超人"不是梦

人在太空飞来飞去一定浪漫,在太空举行婚礼,"洞房花烛"夜,生儿育女更令人遐想.新的太空人种真的能出现吗?人类的太空后代真的是"超人"吗????     

揭秘首只太空黑猩猩

"哈姆"是美国的黑猩猩宇航员,干的是一份非常严肃的工作。50年前,为了在太空竞赛中打败前苏联,美国特意培训了40位黑猩猩宇航员,"哈姆"便是其中之一。此外,它也是人类历史上第一只被送入太空的黑猩猩。当时,将人类送入太空     

投资1．5亿的世界首家太空旅馆

据马德里媒体报道,世界首家太空旅馆"银河套房"的宣传人哈维尔·克拉拉蒙特日前说,游客将从"太空机场"乘坐太空飞船入住"银河套房"。据报道,"太空机场"位于加勒比地区的一座小岛上,面积达4万平方米,投资约1.5亿欧元     

美国女教师太空授课

前往太空的漫漫长路22年前,美国宇航局推出了一个"教师在太空"计划,芭芭拉·摩根就是在那个时候加入美国宇航局宇航员队伍的。     

弥天大谎这些太空谣言扯到天际

<正>太空中如果不穿航天服人体会爆炸,女航天员返回地球后会被禁止生育……这些听起来有鼻子有眼的谣言,你信了吗?日前,美国国家航空航天局(NASA)闻名已久的"太空双生子"实验在《科学》期刊上发表结果。随后关于这个实验,网上流传出这样的说法:"NASA航天员太空待340天,8.7%的DNA发生永久突变。"不过,很快这就被证实是误读。人类对太空的探索从未停歇,和太空旅行有关的谣言也随之而来。比如,太空中如果不穿航天服     

太空的万圣节

每年11月1日是西方传统的"鬼节"——万圣节。英国《新科学家》杂志为了庆祝节日的到来,刊登了一组太空"鬼"照片。以下就是这些太空照片:     

英科学家盘点10种最可怕“太空死法”

在太空中被"冻成冰棍"?被其他宇航员谋杀而死?在其他星体上"抛锚"饿死?还是被黑洞扯成"意大利细面条"?……在好莱坞科幻影片中,那些探索外太空的宇航员们面临的最可怕死法,或是被外星细菌感染,或是死于可怕的外星"异形"之口。然而,好莱坞电影中的"太空死法"往往太过于戏剧性,缺少真实的科学基础,英国太空生物学家刘易斯·达特奈尔博士以真实的太空科学为依据,盘点了10种最离奇也最可怕的"太空死法",其中包括"被其他宇航员谋杀"、"被零重力下的奇特火焰活活烧死"、"在其     

高档数控机床中的主动磁悬浮支承技术

磁悬浮支承技术是国际上公认的高新技术之一,对制造业可提供先进的支承技术,而磁悬浮机床电主轴和磁悬浮导轨支承的机床进给平台代表着机床制造技术发展的前沿水平.     

美苏曾大打“性别战”:为太空第一女较劲

<正>这是那个时代美苏太空竞争的一个缩影,为了压对方一头,也为了创造出更有效果的宣传价值,双方为各种"第一次"较劲,而苏联一度占据上风。冷战期间曾有这样一幅图片:赫鲁晓夫高举第一位遨游太空的女宇航员瓦莲京娜·捷列什科娃和保持着在太空停留时间纪录的宇航员瓦莱里·别克维斯基的手。这是那个时代美苏太空竞争的一个缩影,为了压对方一头,也为了创造出更有效果的宣传价值,双方为各种"第一次"较劲,而     

科学家发明可充气太空电梯

<正>加拿大透特科技公司近日成功申请了"太空电梯"专利。根据设计和建造方案,太空电梯将高达20千米,届时宇航员和运载火箭都可以先搭乘太空电梯进入位于平流层的发射平台,然后再点火起飞进入太空。透特科技公司科学家表示,未来太空飞行的花费将会减少1/3,因为航天飞机等飞行器不再需要携带大量的燃料以助自己从陆地起飞。太空电梯发明者布伦丹·奎因介绍说,"宇航员将通过太空电梯升到20千米高的平流层,并从那     

勇士最后一战——亚特兰蒂斯号

<正>不久前,美国宇宙航天局的"亚特兰蒂斯"号在美国东部时间2010年5月14日下午2点20分发射升空,执行其第32次也是最后一次的太空任务。这次任务是美国近期三次太空发射项目中的一项,其目的是把一个集成货舱和一个俄罗斯制造的"黎明"号小型实验舱运送到国际空间站上。     

太空行走

太空行走的概念有些人以为太空行走是航天员在太空散步,其实太空行走是一种不是行走的"行走",原因有二:一是太空无路可走;二是由于航天员在太空处于失重状态,因而无法用腿行走。他们在宇宙真空中主要是靠手、机械臂或机动装置。为了方便航天员的行动,航天器的内外都装有扶手,使航天员通过扶手来回移动身     

国际空间站将启用3D打印机

据美国太空网报道,按照目前的计划,2014年将会有一台3D打印机被送往国际空间站,它将有望实现首个在太空生产机械部件的打印工具。一家名为"太空生产"的公司与美国宇航局马歇尔空间飞行中心合作,开展在零重力环境下的3D打印尝试。这将为未来实现载人     

深空太空站有助人类抵达外星

正2017年9月27日,美国宇航局和俄罗斯航天局签署了一项关于未来人类太空探索的项目,使人类实现月球轨道上栖息生活更近一步。这是国际空间站的后续项目,涉及到在地球和月球之间的地月轨道空间建立一个太空设施,作为未来人类深入太空探索的"垫脚石",该项目被称为"深空通道太空站(DSG)"。仍在     

道岔技术国产化与优化设计

我国磁悬浮交通技术研究起步较晚，尤其道岔技术的研究还比较落后，在高速磁悬浮交通学科领域尚少有自主知识产权。国家863计划“道岔技术国产化与优化设计研究”课题作为该领域关键技术内容的研究，是磁悬浮交通技术不可分割的重要组成部分。