来源: 科技日报 作者: 矫阳 刘莉

科技日报记者 矫阳 策划 刘莉

高速磁悬浮是超复杂大型系统工程。2021年7月20日，时速600公里高速磁悬浮交通系统正式在青岛下线。按照项目推进计划，目前亟须建设一条工程试验线，以完成达速试验，尽快实现工程化落地。广东、浙江、成渝、安徽……我国首条高速磁悬浮线会花落何地？

人间四月，草长莺飞。

中车青岛四方机车车辆股份有限公司（以下简称中车四方）厂内调试线上，高速磁悬浮项目技术总师、中车四方副总工程师丁叁叁正与团队人员一起，按试验计划，对时速600公里高速磁悬浮交通系统进行全系统动态调试和验证优化工作。

正在调试线上进行试验验证的我国时速600公里高速磁悬浮交通系统 中车四方供图

一列5节编组的磁悬浮列车在调试轨道上稳稳起跑，流线型车头、蓝灰相间的车身，科技感十足。试验人员正通过一项项精准调试，让整套磁悬浮系统的性能指标达到最佳状态。

600公里磁悬浮项目推动情况如何？我们何时能坐上时速600公里磁悬浮列车？

一种新兴的高速远距离交通模式

自工业革命起，人们远距离出行的交通方式逐渐发展为轮轨铁路、现代航运、高速公路与航空，并持续至今。

还有没有新的交通模式？

“在安全前提下，人类对以速度换空间的交通技术的追求永无止境。”国家重点研发计划“先进轨道交通”重点专项总体专家组组长、北京交通大学教授贾利民说。

1922年，德国工程师赫尔曼·肯佩尔从列车受到的很大阻力来自车轮与轮轨摩擦这一原理中得到启发，想到：若列车悬浮于轨道之上，不就跑得更快吗？1934年，赫尔曼获得世界第一项磁悬浮技术专利。

磁悬浮利用的基本原理是“同性相斥、异性相吸”电磁悬浮原理，以磁铁对抗地心引力，使车辆悬浮，再利用电磁力引导，推动列车前行。

“自20世纪60年代始，德国、日本等主要发达国家开展大规模磁悬浮交通研究，技术路线分别是常导和超导。”中国工程院院士钱清泉说，前者利用电磁吸力，后者利用电动斥力，实现列车悬浮于轨道。

德国先后研发出9代TR系列磁悬浮列车，1999年其研制出的TR08列车，完成了时速450公里高速试验，达到工程化应用水平。

21世纪初，中国开始把眼光瞄向这个交通新模式。

2002年12月31日，由中德联合建设、采用常导技术建成的上海高速磁悬浮示范线通车，全长30公里，最高运行时速430公里，最高试验时速501公里，并于2006年4月正式运营。这也是世界首条商业化运营的磁悬浮示范线。

“列车竟然没轮子，而是悬浮在轨道上面，太魔幻了！”第一次乘坐这条磁悬浮线时产生的震撼，至今令上海市民徐岩记忆犹新。

“基于这条示范线，我国开展了常导技术的长期自主创新和技术积累，基本消化吸收了常导高速磁悬浮的技术理论问题。”钱清泉说。

自主创新随即开启。

2016年10月21日，科技部启动了国家重点研发计划先进轨道交通重点专项——时速600公里高速磁悬浮交通系统关键技术研究项目。项目获批中央财政资金3.63亿元，总投入资金超过30亿元，是“十三五”国家重点研发计划投入最大的一个重点专项。

“项目采用常导技术路线，瞄准工程化产业化应用问题，研发具有完全自主知识产权的时速600公里高速磁悬浮交通系统。项目由中国中车组织、中车四方牵头承担，汇集了国内磁悬浮、高铁领域的‘国家队’，30多家行业优势高校、科研院所和企业‘产学研用’联合参与。”丁叁叁说。

与此同时，德、日两国磁悬浮研究也在加速进行。

“日本于2015年在山梨磁悬浮试验线创载人运行时速603公里世界纪录，计划于2027年开通磁悬浮中央新干线；德国已于2009年完成新型磁悬浮列车测试，最高时速550公里。”钱清泉说。

作为高精尖技术集大成者，高速磁悬浮是一项复杂的超级工程，需要跨过一道道难度极高的技术门槛。

仅一项悬浮导向，就需要突破大量关键核心技术。

列车悬浮轨道上的间隙，需稳定在10毫米左右，而对于超高速运行，空气扰动和线路不平顺等因素的激扰给悬浮导向等系统带来极严苛的挑战。让130多米长、300多吨重、5节编组的磁悬浮列车悬浮于轨道上，并以时速600公里“贴地飞行”，将是轨道交通技术的划时代创新。

为让列车“浮得稳”，研发团队进行了封闭式攻关。在长达13个月的时间里，团队成员吃住在现场，平均每天工作14个小时，前后试验4000多次，终于拨云见日，研发出了完全自主化的高精度、高稳定性悬浮导向系统。

实现时速600公里高速磁悬浮工程化应用，需挑战磁悬浮跨江穿山高速运行、气动设计、高强度车体、牵引制动、低延时通信、长途多分区多车辆全自动追踪、任意点停车、减震降噪等一系列技术难题。

以气动设计为例。当磁悬浮列车时速达到600公里，车体受到的气动压力急剧攀升，是目前时速350公里高速列车的10倍，同时气动噪声的攀升呈6—7次方增长，设计难度挑战极大。历经5年，通过1680余项仿真计算、4250余项地面台架试验和500余项线路试验，研发团队啃下了一块又一块“硬骨头”。

梅花香自苦寒来。一份具有国际先进水平的优秀答卷脱颖而出。

悬浮系统响应时间达到毫秒级、间隙波动控制在±4毫米范围内、气动阻力降低17%、气动噪声降低4分贝、车体强度提高2倍、厘米级高精度停车、毫秒级低时延车地通信……