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中国磁悬浮在辽宁诞生的重要意义

点击次数:696    发布日期:2013-12-16   本文链接://www.kemesee.com/news/198.html

      中国人就这样有了自己的磁悬浮时隔数年,当这种具有重大历史意义的重大工业装备在辽宁老工业基地这片土地上诞生时,有人认为这是一种历史的巧合。而当记者 走进中国磁悬浮研制成功的过程与背景时,记者感到那是一种历史的必然。10月22日,大连磁谷科技公司永磁悬浮课题组的实验车间拥满了社会各界人士,当应 用永磁悬浮技术研制的技术验证车———“中华01号”在铺设在塑料仿真草坪的56米暗轨上成功运行后,标志着中国拥有了具有自主知识产权的磁悬浮技术。

      据永磁悬浮课题组首席科学家李岭群介绍,“中华01号”客车的轨道和车体动力舱均设置在地下,动力舱悬浮在轨道上,地表设有40毫米宽的两条轨缝,动力舱的 腹梁通过轨缝与地上的客舱连接成一体,地表种植草坪,轨缝被绿草湮没,外观看上去是车在草地上运行,有人形象地将其称为“草上飞”。昨天,记者置身其中。 “车已经走了。”司机提醒后,记者才发现磁悬浮验证车已经在仿真草坪上行出一段距离,平稳且安静。磁悬浮作为一种重大工业装备,是当今世界上***的交通 工具,是近年来国际科技和经济领域备受关注的热点和焦点。在此前,德国和日本在磁悬浮技术上处于****地位,德国为常导电磁式磁悬浮(TR),日本为超 导电动磁悬浮,而“中华01号”磁悬浮技术验证车采用永磁补偿式磁悬浮技术,是根据磁场基本原理,利用永磁材料(NdFeB)制造的斥悬浮和吸悬浮工作机 构相互补偿产生的。是德国和日本的专利技术体系之外的又一种磁悬浮技术。至此,世界磁悬浮技术已有3种类型。2004年8月15日,大连市科技局组织全国 知名专家召开了“永磁补偿式悬浮技术鉴定会”,鉴定结论为:“该技术处于国际领先水平,经过进一步研究试验,可望用于未来城市和区域交通。”并建议“通过 建设试验线路和试运行对相关技术进行验证”。中国工程院院士沈闻孙认为:“这是中国人在磁悬浮领域的原始创新技术,具有知识产权和稀土资源的双重优势。永 磁悬浮在大连诞生,将对未来国内城市和区域交通产生重大及深远的影响。”中国磁悬浮在辽宁诞生的必然理由直到现在,李岭群对自己当初的选择仍感到庆幸。永 磁补偿式悬浮技术是大连市磁谷科技公司永磁悬浮课题组经过16年潜心研究而取得的原始创新技术,此前,以李岭群为核心的研发团队,曾历经艰辛坎坷,去年3 月,该项目被确定为大连市重大科技攻关项目。一年多来,永磁悬浮技术取得重大突破。对于项目所有的进展,李岭群如数家珍,去年8月7日,每米重达2吨的吊 轨装置成功悬起;同年11月23日,永磁悬浮吊轨技术中试成功;今年8月11日暗轨永磁悬浮技术中试成功,重达28吨的悬浮装置成功悬起……辽宁作为装备 制造业基地特有的产业基础、技术装备、高素质的专业人才,为磁悬浮的诞生提供了肥沃的土壤。李岭群这样解释中国磁悬浮在辽宁诞生的原因。李岭群用“完备” 一词描述辽宁的装备制造产业的基础。李岭群告诉记者,“中华01号”所有的机械制造加工100%在大连完成。

      大连不仅拥有制造重大装备的高端重大装 备,而 且,其加工制造能力水平之高是在辽宁以外其他地方无法想象的。在永磁悬浮技术集成过程中,大连机车车辆有限公司、大连伯顿电机有限公司等密切配合,提供了 高质量的零部件加工和相关服务,保证了工期的顺利进行。李岭群向记者讲述了这样两件事:动力舱腹梁长近10米,在它上面要钻2.3万个孔,技术要求极高。 这个项目由大连机车车辆有限公司承接完成,*后,这2.3万个孔每孔间距达到0.1毫米以下。在加工制造过程,激光切割设备在下料过程中就可以精确到 0.1毫米,这样高的精度对一般结构件来说,就不需要再精加工了。这么高水平的加工能力让磁悬浮课题组的技术优势如鱼得水。无论是先进的技术装备,还是极 高的制造能力,其*终是体现在作为知识技术的载体人的身上。提起大连的制造人才,李岭群的眼神里带着惊喜。据李岭群介绍,“中华01号”磁悬浮技术验证车 在制造的过程中,需要很多具有专业装备制造技术的人才。他在与朋友的交谈中,请求帮助介绍一些专业技术人员,朋友很轻松地就给找到这方面的人才,结果都是 非常胜任。无论是工艺设计人员还是技术工人,人才的储备和专业水平都超乎他们的想象。李岭群告诉记者:在“中华01号”磁悬浮技术验证车的制造过程中,这 些专业制造人才提供了非常大的生产支持。李岭群体会*深的是,大连具有相对完备的工业基础设施和科技人才,尤其是工程化人才使他们获益匪浅。这里的科技人 才是与工程化紧密结合起来的,这是其他省份所不具备的。“中华01号”磁悬浮技术验证车研制成功,其中结构件、零部件有很多部分就是通过工程化人才把他们 的想法、思路变成工艺设计,*终加工制造出来。辽宁这种独特产业环境奠定了培育***科技成果的基础,而这里的社会环境又使这种特殊的产业环境产生意义。 在采访过程中,大连磁谷科技公司总经理苏珣一在向记者表达着这样一个观点。大连有一个鼓励成功、容忍失败,激发人们创造力和公平竞争的市场环境。大连在推 动科技进步和创新,鼓励发明创造,努力开发具有自主知识产权的核心技术方面可以说不遗余力,政府在这个过程中所表现出来的战略意识、科学精神让他们感动。 苏珣给记者讲述了这样几件事:大连市副市长戴玉林亲自做媒将大连机车车辆厂厂长谭成旭和副厂长张小军找来,与课题组负责人坐到一起,促成强强联手;大连高 新技术产业园区管委会主任易军曾帮助他们四处找厂房,找了七处才找到现在的厂房;在磁悬浮研发的过程中,大连市科技局局长刘晓英曾多次来到课题组,帮助他 们解决工作上和生活中的实际困难……中国磁悬浮在装备制造业基地诞生便成为顺理成章的一件事。中国磁悬浮的经济意义及现实需求据科学家李岭群介绍,中国磁 悬浮技术无论是在节能、环保、运载能力,还是在安全性等方面都具有****的优势。中国磁悬浮耗能为零,导向耗能远低于德国,列车在运行中无噪音。中国磁 悬浮有效悬浮力为每米4吨,运输能力相当于现行火车,既可以货运又可以客运。而国外磁悬浮只能用于客运,运载能力远低于现行铁路。中国磁悬浮采用车与路一 体化结构与控制设计的永磁悬浮,其安全性能超过国外磁悬浮技术,安全系数大于飞机的20倍、传统轮轨列车的250倍、公路汽车的700倍。众所周知,磁悬 浮列车具有节能、安全、环保、高速度诸多优点。限制其广泛使用的主要因素为造价高,承载力小。

      各国因悬浮原理不同而决定了技术集成差异;由于采用的技术实 现方式不同而决定了制造安装工艺差异,所以*终表现为成本上的巨大差异。目前,世界上**条磁悬浮商业运行线在我国上海浦东运行,上海磁悬浮采用德国技术 建造,全长30公里,每公里造价3亿元人民币。中国永磁补偿式悬浮技术由于采用不同于德国、日本的技术方式,其成本优势远远超出国外磁悬浮。辽宁省人民政 府发展研究中心研究员朱军对中国、德国磁悬浮技术集成成本进行了对比分析。中国永磁补偿式悬浮技术沿途不需要集成供电、变电技术,该项费用为零。而德国电 磁吸悬浮技术沿途需要架设高压供电、变电设施,每公里造价2140万人民币。中国永磁补偿式悬浮技术沿路铺设NdFeB磁轨与永磁,每公里造价为800万 元人民币,而德国电磁吸悬浮技术沿路铺设长定子铁芯与线圈,每公里造价为1610万元人民币。仅这两项,中国磁悬浮技术就比德国磁悬浮技术低近3000万 元。朱军详细分析了中国磁悬浮与德国磁悬浮路段的成本差异。德国曾对柏林———汉堡磁浮线的经济性进行了全面评估,但评估报告迄今尚未公开。1997年4 月公布的线路长度为292公里,投资总额98亿马克,每公里平均3356万马克,折合人民币1.51亿元(按1马克=4.5元人民币计算)。据初步测算, “中华01号”暗轨磁悬浮路段每公里造价仅为5000万元人民币。从运行成本上分析,朱军介绍说,国外磁悬浮运行成本略低于飞机,而中国磁悬浮运行成本低 于现行火车,是目前运行成本**的磁悬浮。从运载能力及其效能看,中国磁悬浮技术却远远超出德国。德国TR磁悬浮承载能力为每米1吨,中国磁悬浮承载力为 每米4吨。再考虑中国磁悬浮列车综合造价约是德国造价的1/2等因素,可推算出中国磁悬浮列车运输效能资源比高出德国5至8倍。由于我国地域广大,人口众 多,交通落后,经济发展不平衡,石油资源有限,与国外比较,磁悬浮列车更适合在我国发展。我国在未来的城市建设中,将形成“人流”、“物流”快速交换的网 络,磁悬浮就具有极强的现实需求。中国磁悬浮将带动更多的产业发展装备制造业是事关国家经济安全及综合国力的战略性产业,发展水平反映一个国家在科学技 术、工艺设计、材料开发、加工制造等方面的综合能力。特别是像磁悬浮这种技术难度大、成套性强、需要跨行业配套制造的重大技术装备的制造能力,反映了一个 国家的经济和技术的实力。我省作为国家装备制造业基地,提出未来的发展目标,经过“十五”后两年和“十一五”的努力,把辽宁建成拥有核心技术开发能力、产 业结构合理、产品技术先进、在国际上有影响的装备制造业基地。据朱军介绍,永磁悬浮技术的集成将*终改造我省的传统产业,实现产品换代、产业升级。

      技术决 定产业,新的技术产生新的产业、产业群、产业链和新的就业机会。中国磁悬浮将会带动30多个相关产业的发展,可以拉动整个产业链。中国磁悬浮的永磁材料是 使用稀土合成形成的,我国是稀土资源大国,稀土资源占全世界储量的85%,但我国并不是稀土商品大国。中国磁悬浮的发展将拉动永磁材料产业,促使稀土资源 向商品转化。还可带动原材料、新材料、新能源等相关产业的发展。“中华01号”是专为市区公交运输设计的低速磁悬浮列车,**时速限制在110公里以下。 苏珣很兴奋地告诉记者,如果在沈阳和大连之间建成城际间高速或超高速磁悬浮,那么你从沈阳到大连只需要半个小时。未来将形成“沈大村超级大城市群”。苏珣 向记者展望未来的“沈大村超级大城市群”,用磁悬浮将大连、营口、鞍山、辽阳、沈阳连接为一体,使沈大之间形成统一市场,整合五城市的各种资源,同时形成 市场资源的共享市场。由永磁补偿式悬浮列车连通的城市之间住宅市场,就业市场、购物消费市场、旅游市场、教育市场、医疗市场、工业制造加工市场、科技资源 市场等的城市资源将相互共享,就像电脑互联网信息资源共享一样。城市资源共享后,就业者、消费者的选择机会成倍增长,相应的资源利用机会也成倍增长。在课 题组的报告书中,记者看到了一份《硅谷工业技术、磁谷工业技术在实现“地球村”经济过程中的作用对比框图》。

      记者这才注意到,“磁谷”已经不仅仅是公司的 名称,而是一个具有特殊意义的词汇。据苏珣介绍,以电子计算机产品设计为标志,以后逐步完善为概念设计的“硅谷”,发展为设计、制造复杂、技术集成简单形 成的微电子设计与制造工业,然后发展为电子计算机网络、移动通信网络、智能化产品、远程控制的电子信息产业,其结果就是产生“信息流”地球村,信息流动成 本低、速度快、容量大、能耗低。信息资源共享,市场资源部分实现优化组合,人类随时知道地球上发生什么,可实施远程控制。以磁悬浮列车超前设计概念为标志 的“磁谷”,将逐步发展为设计与技术集成复杂、制造简单、形成庞大、精深的磁悬浮设计与制造工业,进入“三无机械产业”,即,无力的机械传递、无机械噪 声、无机械磨损,出现城际磁悬浮列车网络、市区磁悬浮公交网、乡村磁悬浮公交网,结果是产生“人流”、“物流”地球村,人、物流动成本低、速度快、容量 大、能耗低,市场资源共享,优化组合,“人流”、“物流”随时到达地球任何地点,开启沿路经济时代。这个框架图让记者看到了中国磁悬浮的另外一种意义。

      在实验车间的一侧,有一块被一米多高的写有“磁谷”的玻璃幕墙围圈的区域,里面用厚厚的绒布覆盖着,一种职业的习惯,记者很想知道里面的秘密。“暂时保密, 过一段时间你就知道了。”课题组工作人员很委婉地拒绝了记者的请求。记者无法猜测出里面的秘密,但记者能想象得出它将会为我们开启另一个奇妙的世界。相关 自1969年德国研制成**个小型磁浮列车的原理模型(重约60公斤)至今已有30多年的历史。以德国为代表的常导电磁式磁悬浮,其特点为气隙传感电磁吸 浮,气隙传感———电磁导向,同步直线电机驱动。以日本为代表的超导电动磁悬浮,其特点为超导电动磁浮,被动电磁导向,同步直线电机驱动。中国永磁补偿式 悬浮利用开放磁场的磁能积幂函数变化规律,是由永磁材料制造的斥悬浮和吸悬浮工作机构相互补偿形成的。列车的总悬浮力等于“斥悬浮力+吸悬浮力”之和。永 磁补偿式悬浮采用双重复合导向、双重驱动技术运行。暗轨式或吊轨式布局结构受力简单,节省材料,重心低,便于高速运行。永磁补偿式磁悬浮同时解决了“超大 悬浮力”、“节能悬浮”、“经济悬浮”等技术问题。


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