JR磁悬浮列车

科技工作者之家 2020-11-17

JR磁悬浮列车(JR-Maglev)是日本研发的超导体磁悬浮列车,由东海旅客铁道(JR东海)和铁道总合技术研究所(JR总研)主导研发。首列实验列车JR-Maglev MLX01。从1970年代开始研发,并且在山梨县建造五节车厢的实验车和轨道。2003年12月2日,最高速达到581km/h(361 mph)。而在2015年4月16日及21日,又相继以590km/h及603km/h,刷新有车厢车辆的陆地极速纪录。

技术SCMaglev系统使用电动悬架(EDS)系统。安装在列车的转向架中的是超导磁体,导轨包含两组金属线圈。

目前的悬浮系统利用沿着导轨的两个壁缠绕成“数字8”的一系列线圈。这些线圈也在轨道下方交叉连接。1

这些线圈也会产生引导和稳定力。因为它们在导轨下方交叉连接,所以如果列车偏离中心,电流会被引入到连接中,以纠正其位置。随着列车加速,其超导磁体的磁场由于磁场感应效应而感应出电流进入这些线圈。如果列车以线圈为中心,则电势将平衡并且不会引发电流。然而,由于火车以相对较低的速度在橡胶轮上运行,磁场位于线圈中心的下方,导致电势不再平衡。这会产生与超导磁体极点相反的反应磁场(根据楞次定律),以及超过它的极点吸引它。一旦火车达到150公里/小时(93英里/小时),就有足够的电流流动,将火车提升到导轨上方100毫米(4英寸)。

SCMaglev还利用线性同步电机(LSM)推进系统,为导轨中的第二组线圈供电。

历史日本国家铁路公司(JNR)于1962年开始研究直线推进铁路系统,目标是开发一种可在一小时内在东京和大阪之间旅行的列车。1969年布鲁克海文国家实验室在美国获得专利超导磁悬浮技术后不久,JNR宣布开发自己的超导磁悬浮(SCMaglev)系统。该铁路于1972年在其铁路技术研究所的第一个成功的SCMaglev短道上运行。

宫崎测试赛道1977年,SCMaglev测试转移到宫崎县Hyūga的新的7公里试验场。到1980年,赛道从“倒T型”改为今天使用的“U”型。1987年4月,JNR被私有化,中日本铁路公司(JR Central)接管SCMaglev开发。

1989年,JR中央决定建造一个更好的隧道,更陡的梯度和曲线测试设施。在该公司将磁悬浮试验移至新设施后,该公司的铁路技术研究所开始允许在1999年的宫崎试验场测试地面效应列车,这是一种基于火车与地面之间空气动力学相互作用的替代技术。

山梨磁悬浮测试线山梨磁悬浮试验线的建设始于1990年。1997年在山梨县鹤山市开设了18.4公里(11.4英里)的“优先区段”。从1997年到2011年秋季,MLX01列车在那里进行了测试,当时该设施关闭将线路延长至42.8公里(26.6英里)并将其升级为商用规格。

商业用途日本2009年,日本国土交通省决定,SCMaglev系统已准备好投入商业运营。2011年,教育部给了JR上操作自己的计划的JR磁浮系统中央批准中央新干线连接东京和名古屋到2027年,并于大阪市2045年建设,目前正在进行中。

美国自2010年以来,JR中央在国际市场特别是美国的东北走廊推广了SCMaglev系统。2013年,首相安倍晋三会见了美国总统巴拉克奥巴马,并提出免费提供南极磁悬浮列车的第一部分,距离约40英里。

澳大利亚2015年末,JR Central与三井和通用电气在澳大利亚合作组建了一个名为“澳大利亚综合土地和铁路公司”的合资企业,提供一个商业融资模式,使用私人投资者建立SC Maglev(连接悉尼,堪培拉和墨尔本),创建与高速连接相连的8个新的自立内陆城市,并为社区做出贡献。

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所

科技工作者之家

科技工作者之家APP是专注科技人才,知识分享与人才交流的服务平台。