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的“超環(huán)高鐵”已經在美國得到認可,，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,，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?！督洕胄r》記者在成都的一間實驗室里,，看到中國科學家正在為之努力,。

　　中國公布高溫超導磁懸浮技術

　　成都西南交通大學搭建的,，全球首個真空管道超高速磁懸浮列車環(huán)形實驗線平臺，是國內第一個載人高溫超導磁懸浮環(huán)形實驗線,。線路總長45米,，設計載重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，別小看這些復雜的機器設備,，在真空管道理想狀態(tài)下,，這項技術上的創(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。

　　中國科學家推出的這項高溫超導磁懸浮技術,，一經公布,，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展開實地調查報道,。這一項科技技術的誕生，可能沒有引起民眾的過多關注,，但在世界眾多科學家的眼里,，中國人這次干出了幾乎是一件革命性的技術創(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，可能對未來人們的出行方式,，或者航天應用,，各方面應該都會有革命性的意義。

　　這個被世界多位科學家稱為顛覆性技術的“超級管道”,，是如何能夠懸浮在軌道上行駛的呢,？37歲的項目負責人鄧自剛告訴記者，幾十年來,，西南交大,、國內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,，德國在常導磁懸浮、日本在低溫超導磁懸浮方面一直保持著技術領先；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,，比如高溫超導材料從哪里來？特殊的軌道如何建設,？車體究竟該怎樣設計等一系列的問題,，從無到有的這場挑戰(zhàn)，中國的科學家又是否能研發(fā)成功呢,？

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

　　與低溫超導和常溫超導相比,，高溫超導有一個最大特點：它有自穩(wěn)定性,，換句話說,，把高溫超導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,，都能懸浮,；而且在永磁軌道上,，高溫超導體還提供穩(wěn)定的導向力和懸浮力，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。這其中的秘密在哪里呢,？鄧自剛介紹,，首先是鋪設在軌道上的永磁材料。其實高性能的永磁材料,，國外已經研制生產多年,，但這些產品技術曾經對我國長期封鎖，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,。

　　研制高性能的永磁材料,，尤其用于高溫超導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,。

　　經過反復試驗，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了：那就是怎樣把永磁體拼接在一起形成磁懸浮導軌,？由于永磁體之間相排斥的磁力很大，一小塊可產生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計,，設計了夾具之后,，然后現場又不斷地摸索，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材料,。

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

　　本世紀第一個10年,，全球只有3家第二代高溫超導材料供應商,，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)展高溫超導產業(yè)就會被“卡脖子”,。經過多方尋找，鄧自剛把目光鎖定在上海超導科技公司,。

　　上海超導科技股份有限公司超導材料事業(yè)部副總經理 吳 祥：為什么我們做這個事情,？也是有一個情懷在。因為以前我們去參加國際會議,，大家來報道的超導材料，都是別人做的,，一說到中國的超導,，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，上海超導科技公司正式成立并開始研發(fā),。他們遇到的第一個難關,，就是怎樣將不同的涂層和超導帶材緊密連在一起。超導帶材是由好幾層不同原料加工涂抹在一起的,，超導層位于中間核心層,，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帶材,，穿了一套防護鎧甲,，讓超導帶材的性能保持穩(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,。

　　上海交通大學國家能源智能電網(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,，最重要的超導層厚度，僅為頭發(fā)絲厚度的大概1%左右,。

　　上海超導科技股份有限公司超導材料事業(yè)部副總經理吳祥： 超導層其實說白了,，是我們現在最難鍍的，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,，是將超導帶材連接在一起的技術，盡管現在超導帶材長度已從最初的百米級做到現在公里級長度,，但受限于現有技術,，世界上還沒有不做接頭的超導帶材。超導帶材一有接頭,，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接頭技術，它的電阻能夠達到兩納歐姆左右,，現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。

　　經過3年多的努力,，世界先進水平范圍內的超導材料,，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,，我們絕對領先。

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

　　趙躍：傳統(tǒng)的導彈方式是點火發(fā)射,，在一開始導彈點火的過程中,，會產生大量的熱，被敵方偵查到,，這樣會對導彈采取一定的措施,。如果我們采用超導儲能裝置，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,，這是一個非常熱門的技術,，各個發(fā)達國家都在研究,。

　　材料和軌道這兩道難關通過了,，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：我們每個轉向架,，相當于蜈蚣的一排腿,，我們轉彎的時候，就過彎道的時候,，每個模塊,，都可以靈活進行轉動，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。西南交大幾代學者,，通過不懈努力,，在磁懸浮領域創(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,，也獲得了國際國內的巨大反響。2016年,，鄧自剛的大學老師王家素,、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，距德國學者提出磁懸浮技術將近百年,，這是中國學者在磁懸浮發(fā)源地德國,，第一次用英文出版發(fā)行的超導專著。

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

　　西南交大在高溫超導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，有幾名巴西學者會來西南交大留學,。

　　西南交通大學首席教授 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,，應該無論高溫超導磁浮,，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磁懸浮車的實用化進程。美國Hyperloop one公司在內華達沙漠搭建了500 m長的真空管道試驗線,，并于2017年實現了310 km/h的最高時速,。 在國內，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走在了世界的最前面,，而下一代革命性的技術研發(fā),，中國科學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。