又一大動作,！中國研發(fā)“超級高鐵”，理論時速可達1000公里,！

　　科技狂人馬斯克倡導(dǎo)的“超環(huán)高鐵”已經(jīng)在美國得到認可,，正在進行可行性方案研究，超環(huán)高鐵利用了低真空管道和磁懸浮技術(shù),，速度將接近飛機的1000公里時速,。這種高鐵不僅可以修筑在地表，也可以開挖地下隧道,。在中國,，這項實驗也正在進行中,。《經(jīng)濟半小時》記者在成都的一間實驗室里,，看到中國科學(xué)家正在為之努力,。

　　中國公布高溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)

　　成都西南交通大學(xué)搭建的，全球首個真空管道超高速磁懸浮列車環(huán)形實驗線平臺,，是國內(nèi)第一個載人高溫超導(dǎo)磁懸浮環(huán)形實驗線,。線路總長45米，設(shè)計載重300 公斤,，最大載重可達1噸,，懸浮凈高大于20毫米，是目前國際上同等載重能力,，截面最小,、永磁材料用量最少的超導(dǎo)懸浮系統(tǒng)，可進行0-50 km/h的實際動態(tài)運行實驗,，別小看這些復(fù)雜的機器設(shè)備,，在真空管道理想狀態(tài)下，這項技術(shù)上的創(chuàng)新,，可將列車理論時速提高到一千公里以上的更高速度,，換句話說，眼前的這堆實驗設(shè)備,，搭建的將是人類目前能觸摸到的未來超級高鐵的雛形,。

　　西南交通大學(xué)牽引動力國家重點實驗室博士副教授鄧自剛：很多指標都是國際領(lǐng)先的。我們核心的東西,，它的實際載重能力,，能夠懸浮一噸重。我們這個軌道的截面積,，是現(xiàn)在全世界最小的,，就是它的寬度只有120毫米，厚度只有25毫米,，它用的永磁材料特別少,。

　　中國科學(xué)家推出的這項高溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)，一經(jīng)公布,，就引起了世界最大的電子電氣工程師協(xié)會——美國IEEE協(xié)會的關(guān)注,，他們用兩個整版的文字報道了中國人的這項科研成果，英國BBC,、美國CNN,、歐洲公共電視臺等媒體,，紛紛趕赴西南交通大學(xué)展開實地調(diào)查報道,。這一項科技技術(shù)的誕生,，可能沒有引起民眾的過多關(guān)注，但在世界眾多科學(xué)家的眼里,，中國人這次干出了幾乎是一件革命性的技術(shù)創(chuàng)造,。

　　鄧自剛：當時它的標題叫超級管道，然后下面還有評語,，它覺得這個顛覆性技術(shù),，可能對未來人們的出行方式，或者航天應(yīng)用,，各方面應(yīng)該都會有革命性的意義,。

　　這個被世界多位科學(xué)家稱為顛覆性技術(shù)的“超級管道”，是如何能夠懸浮在軌道上行駛的呢,？37歲的項目負責(zé)人鄧自剛告訴記者,，幾十年來，西南交大,、國內(nèi)科研院所和眾多制造企業(yè)的專家,，不斷地接力式研發(fā)實驗，才誕生出今天的成果,。

　　磁懸浮技術(shù)是上世紀二十年代德國人最早提出的,，距今差不多已有百年歷史。此后幾十年,，德國在常導(dǎo)磁懸浮,、日本在低溫超導(dǎo)磁懸浮方面一直保持著技術(shù)領(lǐng)先；中國從上世紀八十年代中期開始追趕,，但是想要追上六十年的技術(shù)差距,，無疑是一個巨大的難題。

　　如果要完成磁懸浮列車的研究制造,，我們需要提前去邁過很多門檻,，比如高溫超導(dǎo)材料從哪里來？特殊的軌道如何建設(shè),？車體究竟該怎樣設(shè)計等一系列的問題,，從無到有的這場挑戰(zhàn)，中國的科學(xué)家又是否能研發(fā)成功呢,？

　　高溫超導(dǎo)磁懸浮中的超導(dǎo)指的是一種超導(dǎo)材料,，具有零電阻效應(yīng)，也就是說,，電流流經(jīng)導(dǎo)體時不發(fā)生熱損耗,，可以毫無阻力地在導(dǎo)線中形成強大電流，從而產(chǎn)生超強磁場,。超導(dǎo)磁懸浮,，就是利用超導(dǎo)體的抗磁性,，實現(xiàn)磁懸浮。而所謂高溫超導(dǎo),，是指零下196攝氏度的液氮環(huán)境中,，超導(dǎo)所具有的特性；低溫超導(dǎo)是指在零下269攝氏度的液氦環(huán)境中,，超導(dǎo)所具有的特性,。

　　與低溫超導(dǎo)和常溫超導(dǎo)相比，高溫超導(dǎo)有一個最大特點：它有自穩(wěn)定性,，換句話說,，把高溫超導(dǎo)體放在永磁軌道上后，既能懸浮,、又能懸掛,，不管運動還是靜止，都能懸??；而且在永磁軌道上，高溫超導(dǎo)體還提供穩(wěn)定的導(dǎo)向力和懸浮力,，也就是不會上下左右搖晃,，像釘子一樣牢牢地扎在永磁軌道上面。

　　超導(dǎo)層厚度僅為頭發(fā)絲的百分之一

　　可以懸浮又可以懸掛,，看起來有點像變魔術(shù),。這其中的秘密在哪里呢？鄧自剛介紹,，首先是鋪設(shè)在軌道上的永磁材料,。其實高性能的永磁材料，國外已經(jīng)研制生產(chǎn)多年,，但這些產(chǎn)品技術(shù)曾經(jīng)對我國長期封鎖,，不要說買不到，就是想去參觀都不行,。唯一的辦法,，就是中國人自己造。磁懸浮實驗室在成都,，但磁懸浮的材料,，卻在杭州一家企業(yè)默默地研發(fā)生產(chǎn)。

　　研制高性能的永磁材料,，尤其用于高溫超導(dǎo)磁懸浮軌道上的永磁體,，首先需要將十幾種原料、包括多種稀土材料熔合、均勻分布,。

　　杭州永磁集團有限公司副總裁 冒守棟告訴《經(jīng)濟半小時》記者,，這個過程好比揉面，很難,，但是對磁鋼的性能很關(guān)鍵,。

　　在對十幾種原料進行精密排布后,，就需要用電流給磁鋼充磁,，這也是危險性比較高的環(huán)節(jié)。如果充磁充不好,，容易造成它性能不穩(wěn)定,，有些時候控制不住，磁鋼容易飛到天花板上去,。

　　經(jīng)過反復(fù)試驗,，高性能永磁材料總算成功研制成功，但接下來又一個難題出現(xiàn)了：那就是怎樣把永磁體拼接在一起形成磁懸浮導(dǎo)軌,？由于永磁體之間相排斥的磁力很大,，一小塊可產(chǎn)生300多公斤的推力，一不小心就可能跑偏,。那么,，有什么方法能有效解決拼接、組合難題呢,？

　　杭州永磁集團有限公司副總裁 冒守棟：要靠一系列設(shè)計的工裝,，通過機械的方式，一點一點把它固定好,，一個磁鋼固定好,，再裝下一個磁鋼。

　　西南交通大學(xué)牽引動力國家重點實驗室博士 鄧自剛：當時也是前期做了很充分的一種設(shè)計,，設(shè)計了夾具之后,，然后現(xiàn)場又不斷地摸索，不斷地改進,，最后找到了一種比較優(yōu)的方式,，我們最后84塊永磁軌道，安裝只花了一天的時間,。

　　永磁導(dǎo)軌材料的難題得到解決之后,，鄧自剛的團隊開始面臨第二道難題的考驗，這就是世界制造磁懸浮列車最為核心的高溫超導(dǎo)材料,。

　　鄧自剛：我們的超導(dǎo)材料,，就裝在我們車子四個角，這塊黑色的蓋板里面。這個超導(dǎo)材料,，它就替代了咱們汽車的四個輪子,。這個超導(dǎo)材料，在我們液氮低溫的環(huán)境里面,，它就可以實現(xiàn)懸浮,。

　　本世紀第一個10年，全球只有3家第二代高溫超導(dǎo)材料供應(yīng)商,，2家在美國,，以昂貴的價格向全世界銷售，另一家企業(yè)在日本,，但禁止出口,。如果材料只能靠進口，我國發(fā)展高溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)就會被“卡脖子”,。經(jīng)過多方尋找,，鄧自剛把目光鎖定在上海超導(dǎo)科技公司。

　　上海超導(dǎo)科技股份有限公司超導(dǎo)材料事業(yè)部副總經(jīng)理 吳 祥：為什么我們做這個事情,？也是有一個情懷在,。因為以前我們?nèi)⒓訃H會議，大家來報道的超導(dǎo)材料,，都是別人做的,，一說到中國的超導(dǎo)，提問的就非常的少,，就是有一種感覺,，就是中國沒有人做出來這個東西。我們的想法就是,，不管怎么樣,，一定要把這個做出來，就是為了爭這口氣,。

　　2011年,，上海超導(dǎo)科技公司正式成立并開始研發(fā)。他們遇到的第一個難關(guān),，就是怎樣將不同的涂層和超導(dǎo)帶材緊密連在一起,。超導(dǎo)帶材是由好幾層不同原料加工涂抹在一起的，超導(dǎo)層位于中間核心層,，外面主要分為機帶,、隔離層、緩沖層等七,、八層,，之所以加這么多層，主要起保護、緩沖作用,，相當于給中間層的超導(dǎo)帶材,，穿了一套防護鎧甲，讓超導(dǎo)帶材的性能保持穩(wěn)定性和一致性,。但這幾層原料都不同,、涂抹的厚度，需要非常薄,、非常均勻,。工藝難度極大。

　　上海交通大學(xué)國家能源智能電網(wǎng)(上海)研發(fā)中心電氣工程系 特別研究員趙 躍：它是在一個50微米厚的,，不銹鋼帶材上,，所鍍著的超導(dǎo)薄膜,，50微米厚的是一個什么概念,？就是我們大概頭發(fā)絲一樣的厚度，但是它們中間所起到的,，最重要的超導(dǎo)層厚度,，僅為頭發(fā)絲厚度的大概1%左右。

　　上海超導(dǎo)科技股份有限公司超導(dǎo)材料事業(yè)部副總經(jīng)理吳祥： 超導(dǎo)層其實說白了,，是我們現(xiàn)在最難鍍的,，因為它的工藝很特殊，我們用的是激光附著沉積來鍍膜,。

　　但最艱難的,，是將超導(dǎo)帶材連接在一起的技術(shù)，盡管現(xiàn)在超導(dǎo)帶材長度已從最初的百米級做到現(xiàn)在公里級長度,，但受限于現(xiàn)有技術(shù),，世界上還沒有不做接頭的超導(dǎo)帶材。超導(dǎo)帶材一有接頭,，就會有電阻,。如何把電阻降到最低值，不僅是中國人的難題,，也是世界各國企業(yè)面對的難題,。

　　吳祥：我們公司研制了一個超導(dǎo)接頭技術(shù)，它的電阻能夠達到兩納歐姆左右,，現(xiàn)在國際上大家正常能夠做到幾十納歐姆左右,。兩納歐姆算是目前比較低的了。

　　經(jīng)過3年多的努力,，世界先進水平范圍內(nèi)的超導(dǎo)材料,，終于在中國上海研制成功。

　　趙躍：我們同樣的一個條件，和國際的一些同類產(chǎn)品進行比較,，它的性能,、載電流能力提高了25%，在這個條件下,，我們絕對領(lǐng)先,。

　　這種性能先進的超導(dǎo)材料應(yīng)用前景廣闊，不僅用于磁懸浮交通,、還運用到超導(dǎo)電纜,、新能源汽車無線電充電系統(tǒng)、甚至國防軍事上,，比如導(dǎo)彈新的發(fā)射技術(shù)——冷發(fā)射,。

　　趙躍：傳統(tǒng)的導(dǎo)彈方式是點火發(fā)射，在一開始導(dǎo)彈點火的過程中,，會產(chǎn)生大量的熱,，被敵方偵查到，這樣會對導(dǎo)彈采取一定的措施,。如果我們采用超導(dǎo)儲能裝置,，在短時間把巨大的能量，迅速地釋放出去,，可以把這個武器拋射到空中,，達到一定的高度再點火，敵人就很難發(fā)現(xiàn),，這是一個非常熱門的技術(shù),，各個發(fā)達國家都在研究。

　　材料和軌道這兩道難關(guān)通過了,，西南交大實驗室里的鄧自剛,，開始面對最后的難題，磁懸浮的實驗車,。

　　和其他材料研發(fā)的模式一樣,，磁懸浮實驗車的研發(fā)工作，從成都轉(zhuǎn)移到了中車唐山機車公司,。怎么讓車懸浮起來,，還能保持磁懸浮車無論轉(zhuǎn)彎，還是上下坡,，都能安全,、平穩(wěn)運行、沒有噪音呢,？中車唐山機車公司的科研人員接過了研發(fā)的接力棒,。

　　中國中車唐山機車車輛有限公司 博士 高級工程師 吳會超：我們每個轉(zhuǎn)向架,，相當于蜈蚣的一排腿，我們轉(zhuǎn)彎的時候,，就過彎道的時候,，每個模塊，都可以靈活進行轉(zhuǎn)動,，這樣的話,，我們懸浮車過整個的小彎道，是非常靈活的,。

　　2014年,，真空高溫超導(dǎo)磁懸浮實驗線，在西南交大的成都實驗室里順利搭建完成,。西南交大幾代學(xué)者,，通過不懈努力，在磁懸浮領(lǐng)域創(chuàng)下一個又一個研制奇跡,。與此同時,，他們在科研理論上的貢獻，也獲得了國際國內(nèi)的巨大反響,。2016年,，鄧自剛的大學(xué)老師王家素,、王素玉老師,，將自己畢生研究的心血，撰寫下來,，在德國出版發(fā)行,。此時，距德國學(xué)者提出磁懸浮技術(shù)將近百年,，這是中國學(xué)者在磁懸浮發(fā)源地德國,，第一次用英文出版發(fā)行的超導(dǎo)專著。

　　西南交通大學(xué)牽引動力國家重點實驗室博士鄧自剛：這兩本書就體現(xiàn)了一個,，高溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù),，從領(lǐng)先到被追趕，到再次領(lǐng)先的一個過程,。

　　西南交大在高溫超導(dǎo)磁懸浮方面的研究成果,，也強烈吸引著國外同行。鄧自剛告訴記者,，幾個月后,，也就是2018年7月，有幾名巴西學(xué)者會來西南交大留學(xué),。

　　西南交通大學(xué)首席教授 牽引動力國家重點實驗室主任 張衛(wèi)華：隨著我們今年時速400公里,、400公里+,，這樣一個試驗平臺的完成，我們速度也可以做到最高,。接下來我們還做時速1500公里,，所以說我覺得我們在國際上，應(yīng)該無論高溫超導(dǎo)磁浮,，還是真空管道,，都是走在前面的。

　　目前中國,、德國,、日本、美國,、巴西等國正加大力度推進超導(dǎo)磁懸浮車的實用化進程,。美國Hyperloop one公司在內(nèi)華達沙漠搭建了500 m長的真空管道試驗線，并于2017年實現(xiàn)了310 km/h的最高時速,。 在國內(nèi),，中車青島四方機車公司，2016年10月正式啟動,，研制時速600公里的高速磁浮列車項目,。2017年8月，中國航天科工集團宣布,，人類第五種交通工具“高速飛行列車”項目已開展研究論證,，時速最高可達4000公里，相比現(xiàn)在京滬高鐵運行的最高時速350公里,，要快出10倍,！

　　半小時觀察

　　在科技研發(fā)最關(guān)鍵的時刻，我們的鏡頭能記錄的都是過程中的艱辛和枯燥,。但正如西南交大校長所說,，今天這個時代就是一個創(chuàng)造奇跡的時代。中國的高鐵今天已經(jīng)走在了世界的最前面,，而下一代革命性的技術(shù)研發(fā),，中國科學(xué)家也沒有絲毫的松懈，也許在不久的將來,，你我坐上時速上千公里的高鐵時,，我們會回想起今天這些科學(xué)家們的艱苦努力，過程就是這樣的枯燥,，但最終匯集在一起的就是中國制造的奇跡,。