重慶高鐵站至機場建超導(dǎo)磁懸浮列車？范江弟：目前屬個人設(shè)想
2018-01-23
超高速磁懸浮管道列車設(shè)想圖（來源：網(wǎng)絡(luò)）
南都訊記者吳銘自2017年8月以來，由中國航天科工集團牽頭的超高速磁懸浮管道列車項目的發(fā)布，引起了人們廣泛議論，尤其是超高速磁懸浮管道列車1000公里、2000公里、甚至4000公里的時速目標(biāo)，以及可能帶來的一系列安全性問題，引起許多人質(zhì)疑。
對于人們的質(zhì)疑，以及與超高速磁懸浮管道列車相關(guān)的科學(xué)問題，南都記者專訪了深度參與這一項目的重慶市科學(xué)技術(shù)研究院首席科學(xué)家、重慶超導(dǎo)科技研發(fā)中心主任范江弟，他于1983年赴美留學(xué)，2012年，辭去美國路易斯安那州南方大學(xué)物理系終身教授回國工作，他在超導(dǎo)機制理論及應(yīng)用領(lǐng)域研究了30年，他向南都記者指出，這個項目是有科學(xué)基礎(chǔ)的，而且是可行的。
重慶市科學(xué)技術(shù)研究院首席科學(xué)家、重慶超導(dǎo)科技研發(fā)中心主任范江弟（受訪者供圖）
即將建設(shè)游樂場超導(dǎo)磁懸浮項目
南都：對于超高速磁懸浮管道列車項目，你們有怎樣的短期規(guī)劃？
范江弟：實際上西南交通大學(xué)王家素、王素玉教授帶領(lǐng)的科研團隊2000年就做出來了世界第一臺高溫超導(dǎo)磁懸浮樣車，但后續(xù)運作不理想，一直到了今天，該樣車及他們的學(xué)生鄧自剛帶頭做出來的真空管道樣車都還停留在實驗室。我們要做的第一件事，就是把西南交通大學(xué)那個樣車從實驗室搬到室外。
我們有個打算是先做游樂車項目，這是一段具有真正意義的超導(dǎo)磁懸福把超導(dǎo)磁懸浮車從實驗室搬出來，花幾千萬元，在游樂場山頂做個500米到1000米長的軌道，讓大家坐一坐，一兩年就能收回成本。這個以游樂為主，20公里時速就夠了，安全性沒有問題。這個線路可以說是科普線，讓廣大公眾認識和認知超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)的魅力。
重慶市民體驗超導(dǎo)懸浮旋轉(zhuǎn)木馬（來源：網(wǎng)絡(luò)）
南都：現(xiàn)在你和游樂場談項目建設(shè)了嗎？
范江弟：已經(jīng)在談了，只要資金到位，用6到12個月時間，爭取在2019年底前做出來。
南都：你之前考慮建設(shè)重慶北站到重慶機場的超導(dǎo)磁懸浮交通線，具體情況是怎樣的？
范江弟：下一步設(shè)想，就是爭取建重慶北站到重慶江北機場的超導(dǎo)磁懸浮交通線，兩地相距約20公里，這段時速控制在300公里以下。時速350公里以上，空氣阻力和噪音太大，在空氣中運行已經(jīng)沒有商業(yè)價值而且污染環(huán)境，就應(yīng)該進管道了。
重慶北站至江北機場超導(dǎo)磁懸浮建設(shè)預(yù)算控制在30億元，每公里1.2億到1.5億元。
不過這只是我個人的設(shè)想，還沒有和地方政府商量。去找地方政府談這件事情，我覺得現(xiàn)在還為時過早，至少要等我們實現(xiàn)一段看得見、摸得著的載人實驗線路。
超導(dǎo)磁懸浮管道列車是地上的“航行器”
南都：目前來看，人們對超高速磁懸浮管道列車的質(zhì)疑主要集中在哪些方面？
范江弟：主要質(zhì)疑高速度，認為超高速度人受不了。這個疑慮是一個誤解。其實，當(dāng)我們坐飛機的時候，除了初次乘機者耳膜有感覺外，其他不會有太多不適，而且耳膜的感覺也不是因為速度引起的，是飛機室內(nèi)外空氣壓差而至。隨著車輛啟動，乘客在車輛加速時會有點感覺，采用不超過飛機起飛的加速度，到了一定超高速行駛狀態(tài)，乘客就像乘坐飛機一樣，不會知道車輛是以多大時速在運行，也不會有任何不適。
說白了，超導(dǎo)磁懸浮車，也可稱之為“航行器”，其實就是把在10公里左右高的稀薄空氣中飛行的飛機，搬到地面甚至打下真空管道中去飛，而且飛得更快。
南都：超高速磁懸浮管道列車現(xiàn)在技術(shù)上面臨哪些關(guān)鍵、瓶頸問題？
范江弟：車體本身不太復(fù)雜，需要突破的關(guān)鍵問題，一個是懸浮高度，懸浮10毫米至15毫米，高速行駛時，車體和下面磁體會不會產(chǎn)生摩擦，是很有挑戰(zhàn)性的問題，摩擦就是災(zāi)難性的。理論上是不可能出現(xiàn)這個情況的，但要一定要大量做試驗，看什么情況下可能產(chǎn)生摩擦。
還有一個問題是，到了車站后人怎么進出。車廂里有空氣，管道里是真空，到站后要到有空氣的地方，要有個轉(zhuǎn)換，這不是太難的問題，是可以解決的問題。
還有就是車軌分道問題，復(fù)雜在這是在真空管道里分道，這還有很多具體技術(shù)問題需要突破。比如從重慶到北京，中間軌道會有分岔，在大中城市?？可舷鲁丝?。
還有自動控制系統(tǒng)問題，真空管道內(nèi)緊急情況下如何安全停車，這對自動控制系統(tǒng)、安全救生系統(tǒng)都有要求，這都會有技術(shù)小組分頭進行研究攻關(guān)。
南都：如何確保超高速車內(nèi)的氧氣、溫度、濕度等方面的問題？
范江弟：和飛機一樣，車內(nèi)是有氧氣的，這個技術(shù)不用什么突破，飛機那套系統(tǒng)稍加改進就可以用。像在飛機里面那樣，人是可以在車內(nèi)走動的。
南都：真空管道用材方面，是用合金材料，還是其他備選材料？
范江弟：最便宜的是水泥管道，可以用特殊粘合劑確保水泥管道密閉性，主要是解決接頭地方的漏氣問題。還有一些其他材料可供選擇，比如鋁合金等新的金屬材料。這個問題會有專門小組考慮。
西南交通大學(xué)第二代高速管道全景（來源：網(wǎng)絡(luò)）
超導(dǎo)磁懸浮列車具有獨特安全性
南都：超高速磁懸浮管道列車如何確保行駛安全和人身安全問題？
范江弟：我認為，超導(dǎo)磁懸浮交通是非常安全的。超導(dǎo)磁懸浮交通至少有以下幾大特點，第一，它不會出軌，車體下面的磁體面只起磁懸浮和磁導(dǎo)向作用，并無輪軌接觸。因此，即使有一段磁體面破裂，比如說一兩米甚至更長，只要比車體長度短得多，它就不可能出軌。在那么高的速度下，車體瞬間即通過破碎斷面，乘客可能連微微震動一下都感覺不到就過去了。第二，它不會追尾，采用地面的直線電機推進和制動車輛行駛，在電腦控制下全部車輛運行是同步運行的，要走都可以走，要停大家都得停，2011年溫州動車相撞的災(zāi)難是永遠不可能發(fā)生的。
第三，縱使停電也無妨，車輛永遠是在永磁體中懸浮的，推進系統(tǒng)電力供應(yīng)與懸浮無關(guān)，即使斷電也無妨，不可能擦刮磁體面。第四，它具有自穩(wěn)定性，超導(dǎo)磁懸浮有個特別之處是自穩(wěn)定性質(zhì)，車輛只能沿著有磁場的地方運動，車輛沖出導(dǎo)向磁場區(qū)域需要極大外力才有可能，這是由超導(dǎo)體自身性質(zhì)決定了的，這就大大簡化了車輛運行中的導(dǎo)向和穩(wěn)定系統(tǒng)，不但降低了成本還減輕了重量。
南都：與其它交通工具相比，超導(dǎo)磁懸浮交通的優(yōu)越性在哪里？
范江弟：前面談到的幾點已經(jīng)顯示了超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)的一些優(yōu)越性。此外，就是節(jié)省工程建設(shè)費用。現(xiàn)代交通建設(shè)的費用中，相當(dāng)部分是花費在工程建設(shè)上。高溫超導(dǎo)磁懸浮線優(yōu)越之處主要在于，它不需要那么多錢花在路基建設(shè)上。
因為車身里面沒有驅(qū)動、制動以及復(fù)雜的導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，它的重量只有常規(guī)車輛的四分之一左右，如果用鋁甚至鎂合金做車體，甚至更輕，對道路的要求沒有那么苛刻。因此在工程建設(shè)成本上可以省下很多錢。再就是其維護成本非常低。
重科院重慶超導(dǎo)科技研發(fā)中心科研人員展示研發(fā)的磁懸列車模型。（來源：重慶市科學(xué)技術(shù)研究院）
我想在此指出的是，當(dāng)今每當(dāng)一個新技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用時，就有一種說法要取代什么，其實，新技術(shù)對傳統(tǒng)技術(shù)只是補充，而不是取代。比如，火車沒有取代汽車，飛機沒有取代火車、高鐵，各有各的用途。那么超導(dǎo)磁懸浮交通也不會取代高鐵、汽車、飛機。
在超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)尚未成熟之時，飛機、汽車和高鐵的迅猛發(fā)展有重要的歷史意義和價值，但反過來，傳統(tǒng)的交通也沒必要排斥常導(dǎo)和超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)的發(fā)展。許多新技術(shù)是相互貫通、借鑒和互補的。
大力引進海外科研人才
南都：你這里的科研團隊構(gòu)成是怎樣的？
范江弟：我們團隊的力量目前還不夠強壯，需要更多的財力和人力支持。我打算借助我?guī)资暝趪H超導(dǎo)舞臺上的人脈關(guān)系，做到“洋為中用”，堅持以市場為導(dǎo)向來發(fā)展。
巴西當(dāng)年派人到西南交通大學(xué)學(xué)習(xí)過，巴西里約熱內(nèi)盧聯(lián)邦大學(xué)RichardStephan教授領(lǐng)導(dǎo)的團隊在室外建了一條200米的試驗線路，可以乘載20多人跑到時速100百公里以上?？墒蔷€路太短，也只能跑時速20公里左右，他們沒有錢修建更長的試驗線路，無法繼續(xù)開展工作。我認識Stephan教授好多年了，對方很愿意到中國來實現(xiàn)這個目標(biāo)，就這樣我們一拍即合，將把他的團隊全部引進來，今年開始，他們團隊成員將分批分期到中國來工作。從歐美其他地方，也會引進一些中外人才和技術(shù)加強我的團隊，實現(xiàn)穩(wěn)我的超導(dǎo)夢。
南都：你目前在研究什么？個人有什么計劃和打算？
范江弟：我從美國回國服務(wù)后，就給重慶市科學(xué)技術(shù)研究院領(lǐng)導(dǎo)和重慶市政府建議開展超導(dǎo)應(yīng)用技術(shù)研發(fā)。但是，我逐步認識到，我個人加上重科院的力量遠遠不夠，無法開展超導(dǎo)磁懸浮交通這樣的大型工程項目。
我花了三年多時間，給市政府領(lǐng)導(dǎo)兩次上書，才在重慶市科學(xué)技術(shù)委員會和研究院領(lǐng)導(dǎo)的支持下成立了超導(dǎo)研發(fā)中心，在這個超導(dǎo)中心平臺上，我得到科技部支持，拿下一個國際合作大項目，與烏克蘭科學(xué)家合作，并得到王家素、王素玉教授等的支持，研發(fā)高溫超導(dǎo)強磁分離選礦機。目前，任務(wù)已接近尾聲，研制的產(chǎn)品正在調(diào)試，可以保質(zhì)按時完成任務(wù)。
我們中心目前只是做一些超導(dǎo)及常導(dǎo)磁懸浮科普及，小型應(yīng)用工作。特別是磁懸浮技術(shù)在教具、玩具和娛樂方面的應(yīng)用，比如磁懸浮玩具小火車、磁懸浮商標(biāo)、磁懸浮嬰兒車、超導(dǎo)磁懸浮木馬、超導(dǎo)磁懸浮秋千、超導(dǎo)磁懸浮載人游樂車等等，其中有的產(chǎn)品已經(jīng)開發(fā)成功并在市場上銷售。
未來，我們依托這個大的科技部項目，把它的產(chǎn)業(yè)化推向市場，把超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)普及到廣大大眾中。
