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鋁材應用新方向:高速飛行列車

發布時間:2018-05-14 14:12:14 作者:錦鋁金屬 瀏覽次數:

  “超級高鐵”又名“超級環”,是被譽為科技“狂人”的美國人隆·馬斯克創造的,這種“超級高鐵”又被稱為“超級回路推進系統”。馬斯克是美國太空探究技術公司(Space X)和特斯拉(Tesla)汽車公司的開創人。2012年他提出了“超級回路推進系統”的想象,為了完成他的理想,特地組建了一家名為“超級環1號”公司,總部位于洛杉磯。據稱,在美國十分看好“超級回路推進系統”,在2013年至2016年期間就相繼成立了12家公司,參與這一項目的商業化競爭。 
 
超級高鐵
  
  “超級高鐵”的出世與生長
  
  馬斯克既是一個大資本家,又是一個科學狂人,成天在冥思苦想將科幻小說與科幻電影中的奇思妙想變為理想,變為商業行為,2013年提出了“超級回路推進系統”構思后,立刻組建了一個付諸施行的商業化公司。
  
  “超級環”列車的樣子看上去酷似一列高鐵,但不是靠輪子前行,而在真空管道或隧道中運轉,懸浮著飛行,它的運輸艙即每節車廂仿佛裝藥的膠囊。由于在真空環境中行進,又沒有輪子,簡直不存在摩擦力,沒有什么阻力。
  
  2016年5月11日上午在拉斯維加斯以北約50km處沙漠中停止了測試,參與觀看的有200多名投資人、協作者和媒體記者,中國新華社也有記者參與。實驗隧道長500m、直徑3.3m,新華社記者看到,一個金屬艙沿鐵軌加速行駛,約5s后應用沙堆減速中止。實踐上,艙的輪子在軌道的上方離軌道幾mm懸浮行進,行駛時不與軌道接觸,中止時才與軌道接觸。
  
  測試結果令人振奮,完整到達了預期效果,“超回路1號”公司高級副總裁吉格爾在實驗后承受新華社記者采訪時說:這個推進系統測試安裝從0加速到96km/h僅用時1s。未來實踐“超級高鐵”的商業運轉速度將達1120km/h,與某些民航機的高飛行速度相當,且比大多數民航機的巡航速度快,從美國舊金山到洛杉磯,600km單程游覽只需求30多min,從北京到上海僅需1h多一點,實踐前后時間只要乘飛機的1/6左右。
  
  但是,這種超新型交通形式的高設計速度為1287km/h,從倫敦到曼徹斯特只需18min;北京到天津137km,只需6.4min;北京到廣州2313km只需求1h48min;北京到昆明3179km,也只需求2h28min,都能夠朝發夕返,中間有足夠的時間把事情辦得好好的。
  
  2017年7月“超級環1號”公司又對乘客艙停止了一次實驗,其運轉間隔和速度都刷新了紀錄,實驗結果標明,該項目的技術正在穩步行進與完善,但離應用還有一段間隔,而更艱難的還在后面,例如資金籌措與政府各部門的審批。
  
  2017年3月“超級環1號”公司的競爭對手——美國“超級環”運輸技術公司曾經開端建造乘用艙。該公司稱,乘用艙每次可以載客28~40人,每40s一趟,規劃2018年初建造完成。
  
  使“超級高鐵”發揮作用的主要元素:推進系統、制動系統、懸浮和真空系統。后兩個系統簡直消弭了摩擦和阻力,這樣艙就能以少的能源和大的速度在管道中運轉。建立管道的方式:在公開,即隧道,造價高,不占地;建在空中,占空中積大;建在空中的墩上。
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  各國爭相擬建“超級高鐵”
  
  馬斯克的“超級高鐵”夢想與完成測試一發布,就惹起了投資者與各國政要的濃重興味與關注,首先是美國,現已組建了十幾個公司,與“超級環1號”公司展開競爭。“超級環1號”公司倡議美國建立11條“超級高鐵”項目。這種“超級環”被以為可能是繼汽車、火車、輪船、飛機的第五種運輸形式,它的管道中的運輸軌道為雙向。如今管道交通美夢變得越來越理想了,鐵路運輸的將來或許就是真空管道與磁懸浮,“超級高鐵”就是這兩項技術的高度分離。為了建立“超級高鐵”,馬斯克還去找過特朗普,在美國建立“超級高鐵”委實不易,不但要籌措巨額資金,而且要得到各級政府與有關部門的層層審批。
  
  “超級環1號”公司的強勁對手“超級環”技術公司,方案今后幾年在斯洛伐克和韓國建立一些系統。目前,阿拉伯結合酋長國和歐洲中部一些國度都在思索開發此項目。
  
  印度將修建世界首條“超級環”。印度的鐵路和公路運輸系統因年久失修,擁堵現象嚴重。
  
  英國企業家、維修集團開創人理查德·布蘭森2月19日在孟買舉行的一次專題會上說:印度或將成為世界上第一個應用“超級環”運輸系統的國度,將在印度馬哈拉施特拉邦首府孟買和該邦第二大城市浦郡之間修建一條“超級高鐵”。這是印度活動人口多的地域之一。這條“超級高鐵”的速度為1000km/h,兩地間的運轉時間將由原來的3h多縮短至20min左右。
  
  在今后幾年內印度將大量投資改擴建全國的鐵路與公路網。
  
  中國研發4000km/h的高速
 
超級高鐵
  
  飛行列車,或將跑過馬斯克
  
  2017年8月29日,中國航空科工集團公司(以下簡稱航天科工)在第三屆中國(國際)商業航天頂峰論壇上宣布,正在研討高速飛行列車項目,列車在第一階段到達1000km/h,終到達4000km/h。該項目將在中國武漢落地,它是中國人口稠密的地域之一。
  
  高速飛行列車的運轉理念與馬斯克的“超級環”相同。據航天科工相關人士稱,4000km/h的時速比傳統高鐵的提升了10倍,約是當前民航飛機時速的5倍。高速飛行列車項目將依照三步走戰略逐漸施行:第一步經過1000km/h運輸才能建立區域性城際飛行列車交通網;第二步到達2000km/h,建立國度級城市群飛行列車網;第三步到達4000km/h,建立“一帶一路”國際“飛行列車交通網”。
  
  據該項目技術擔任人毛凱稱:參與高速飛行列車項目的國內外科研機構多達20多家,組建了國內首個國際性高速飛行列車產業聯盟,至2017年7月團隊具有相關范疇的200多項專利。
  
  在研發高速飛行列車方面與建立高速飛行列車運輸網范疇中國一定會成為領跑者。中國“一帶一路”建議意在打造銜接中國與東南亞、中亞、地中海和歐洲國度的交通運輸和經濟走廊,高速飛行列車運輸網將在其中起著不可估量的決議性作用。
  
  鋁合金型材與鋁基復合材料:
  
  “超級環”與高速飛行列車的首選
  
  國外的“超級環”也好,中國的高速飛行列車也好,它們的運轉原理都相同,都是磁懸浮列車,車廂也罷,短艙也罷,都是用鋁合金與鋁基復合資料打造的,用這兩種資料制造的零部件與構造的凈質量占廂體凈質量80%的以上,在這80%以上的資料中,鋁材的質量又占90%左右。
  
  目前,鋁材是制造飛行列車佳的資料,它的密度只要2.7g/cm3,僅為鋼密度8.6g/cm3的31.4%,因而,在零部件強度同等的條件下,鋁合金件的質量約為鋼的三分之二,鋁的抗腐蝕性高,比低合金碳鋼的高得多;鋁的可回收性比鋼的好得多,零部件報廢后,回收率可達95%以上,鋼的只不過80%,回收能耗低,廢鋁的回收能耗只要原鋁提取能耗的5%,溫室氣體也相應地減少;鋁材的性能雖不如復合資料,但它的價錢高,為鋁材的四五倍,同時中國的產量低,質量也不盡如人意,回收問題也未完整處理,是其缺乏之處,至少在2035年以前,鋁的統治位置是不可動搖的。不過,工業鋁型材應增強創新與研發,不時地推出性能更佳、價錢合理的鋁合金,以應對其他資料的應戰。
  
  制造高速飛行列車所需的鋁合金、鋁材、鋁鑄件中國全部能處理,與高鐵車廂用的資料簡直完整相同,常用的合金有6061、6063、7N01等,中國能夠消費寬度超1000mm的型材,而其他國度只能消費寬達800mm的。
  
  中國時速600km高速磁懸浮列車2020年將在青島面世。今年1月下旬速度600km/h的高速磁懸浮交通系統技術計劃在青島經過專家評審,標志由中車四方股份公司牽頭承當的國度重點研發專題“高速磁懸浮交通系統關鍵技術”課題獲得重要階段性成果,能夠順理成章地步入本質性的施工設計階段。
  
  依據原方案,2018年應制出一節樣車,2020年一列原型車應問世,并停止5km實驗線考證,停止集成示范,2017年,高鐵高運營速度350km/h,民航機巡航經濟速度800Km/h~1000km/h,600km/h的高速磁懸浮列車正好填補它們之間空檔,構成一個圓滿的陸空運輸系統網絡。


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