中国运行世界首个电磁橇,创全球最高速纪录

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10月20日,据央视新闻报道,山东产研院与中国科学院电工研究所、济南市政府三方共同设立的齐鲁中科电工先进电磁驱动技术研究院重大创新项目——世界首个“电磁驱动地面超高速试验设施——电磁橇”阶段性建成并成功运行。它可以将吨级及以上物体最高加速到1030公里的时速,创造了大质量超高速电磁推进技术的世界最高速度纪录。同时,高速大推力直线电机、百兆瓦级宽频变频供电等五大关键核心技术均已达到世界领先水平。

 

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世界首个电磁推进地面超高速试验设施“电磁橇”在中国济南成功运行。(图自:央视新闻,下同)

据了解,高速地面交通、航空飞行器等高速先进装备的研发,必须解决复杂动态过程下的空气动力学、高强度先进材料、高速测控等一系列科学技术问题。采用电磁推进技术建造的电磁橇设施,具有推力大、响应快、精确可控等突出优势,可以为上述问题的解决提供重要的测试手段。

 

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磁悬浮技术主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三部分组成,电磁橇属于其中的推进系统,也就是高速磁悬浮滑橇系统,是磁悬浮列车技术的加强版。磁悬浮列车是完全悬浮在电磁轨道上的,电磁橇和轨道间还是有接触的。

但是电磁橇的动力驱动,直接依靠的是轨道和车体之间的电磁装置朝某个方向产生推进力,实现高速运行。它由定子、转子构成,通过磁力连接产生非接触力,从而推动前进。

电磁撬给人最直接的观感,就是快。磁悬浮列车的最高时速是603km/h,一般音速为1224 km/h,而电磁撬的推进速度已接近音速,是第一宇宙速度7.9km/s的二十七分之一(第一宇宙速度又称为航天器最小发射速度、航天器最大运行速度)。

要研发出电磁橇,不仅需要有成熟的综合管理系统,还需要掌握高速大推力的直线电机、100MW宽带变频电源等五大关键核心技术。这些技术已经用在了中国第三艘航空母舰福建舰身上,它共有3套电磁弹射系统,起飞时利用电磁弹射和阻拦装置,采用“弹射起飞-阻拦降落”方式,让舰载机的起飞速度比以往更快

同时,该项目将带动大功率电力变换与控制、磁悬浮、超导强磁场以及超高速电磁发射与推进等多方面前沿技术的快速发展,为我国电磁驱动及相关领域的研究开发、成果转化和产业化创造有利条件,对支撑我国大质量超高速先进装备持续快速发展和超高速科学技术研究具有重大意义。

 

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中科院科创城先进电磁驱动技术及装备项目总投资额约人民币33亿元,为山东省2021年省重大项目。其中最高运行速度每小时1000公里的超高速磁悬浮试验系统是世界首个电磁驱动地面超高速科学研究与实验设施,拥有高速大推力直线电机、百兆瓦级宽带变频供电等五大关键核心技术。该项目于 2019 年 10 月开工建设,电磁橇及其配套设施于 2021 年 9 月完工交付,2021 年 12 月底正式投入使用。

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10月20日,据央视新闻报道,山东产研院与中国科学院电工研究所、济南市政府三方共同设立的齐鲁中科电工先进电磁驱动技术研究院重大创新项目——世界首个“电磁驱动地面超高速试验设施——电磁橇”阶段性建成并成功运行。它可以将吨级及以上物体最高加速到1030公里的时速,创造了大质量超高速电磁推进技术的世界最高速度纪录。同时,高速大推力直线电机、百兆瓦级宽频变频供电等五大关键核心技术均已达到世界领先水平。