重慶高鐵站至機(jī)場(chǎng)建超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)？范江弟：目前屬個(gè)人設(shè)想
2018-01-23
超高速磁懸浮管道列車(chē)設(shè)想圖（來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）
南都訊記者吳銘自2017年8月以來(lái)，由中國(guó)航天科工集團(tuán)牽頭的超高速磁懸浮管道列車(chē)項(xiàng)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(chē)1000公里、2000公里、甚至4000公里的時(shí)速目標(biāo)，以及可能帶來(lái)的一系列安全性問(wèn)題，引起許多人質(zhì)疑。
對(duì)于人們的質(zhì)疑，以及與超高速磁懸浮管道列車(chē)相關(guān)的科學(xué)問(wèn)題，南都記者專訪了深度參與這一項(xiàng)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(guó)路易斯安那州南方大學(xué)物理系終身教授回國(guó)工作，他在超導(dǎo)機(jī)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(gè)項(xiàng)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(lè)場(chǎng)超導(dǎo)磁懸浮項(xiàng)目
南都：對(duì)于超高速磁懸浮管道列車(chē)項(xiàng)目，你們有怎樣的短期規(guī)劃？
范江弟：實(shí)際上西南交通大學(xué)王家素、王素玉教授帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)2000年就做出來(lái)了世界第一臺(tái)高溫超導(dǎo)磁懸浮樣車(chē)，但后續(xù)運(yùn)作不理想，一直到了今天，該樣車(chē)及他們的學(xué)生鄧自剛帶頭做出來(lái)的真空管道樣車(chē)都還停留在實(shí)驗(yàn)室。我們要做的第一件事，就是把西南交通大學(xué)那個(gè)樣車(chē)從實(shí)驗(yàn)室搬到室外。
我們有個(gè)打算是先做游樂(lè)車(chē)項(xiàng)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(chē)從實(shí)驗(yàn)室搬出來(lái)，花幾千萬(wàn)元，在游樂(lè)場(chǎng)山頂做個(gè)500米到1000米長(zhǎng)的軌道，讓大家坐一坐，一兩年就能收回成本。這個(gè)以游樂(lè)為主，20公里時(shí)速就夠了，安全性沒(méi)有問(wèn)題。這個(gè)線路可以說(shuō)是科普線，讓廣大公眾認(rèn)識(shí)和認(rèn)知超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)的魅力。
重慶市民體驗(yàn)超導(dǎo)懸浮旋轉(zhuǎn)木馬（來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）
南都：現(xiàn)在你和游樂(lè)場(chǎng)談項(xiàng)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(gè)月時(shí)間，爭(zhēng)取在2019年底前做出來(lái)。
南都：你之前考慮建設(shè)重慶北站到重慶機(jī)場(chǎng)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(zhēng)取建重慶北站到重慶江北機(jī)場(chǎng)的超導(dǎo)磁懸浮交通線，兩地相距約20公里，這段時(shí)速控制在300公里以下。時(shí)速350公里以上，空氣阻力和噪音太大，在空氣中運(yùn)行已經(jīng)沒(méi)有商業(yè)價(jià)值而且污染環(huán)境，就應(yīng)該進(jìn)管道了。
重慶北站至江北機(jī)場(chǎng)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(guò)這只是我個(gè)人的設(shè)想，還沒(méi)有和地方政府商量。去找地方政府談這件事情，我覺(jué)得現(xiàn)在還為時(shí)過(guò)早，至少要等我們實(shí)現(xiàn)一段看得見(jiàn)、摸得著的載人實(shí)驗(yàn)線路。
超導(dǎo)磁懸浮管道列車(chē)是地上的“航行器”
南都：目前來(lái)看，人們對(duì)超高速磁懸浮管道列車(chē)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(rèn)為超高速度人受不了。這個(gè)疑慮是一個(gè)誤解。其實(shí)，當(dāng)我們坐飛機(jī)的時(shí)候，除了初次乘機(jī)者耳膜有感覺(jué)外，其他不會(huì)有太多不適，而且耳膜的感覺(jué)也不是因?yàn)樗俣纫鸬模秋w機(jī)室內(nèi)外空氣壓差而至。隨著車(chē)輛啟動(dòng)，乘客在車(chē)輛加速時(shí)會(huì)有點(diǎn)感覺(jué)，采用不超過(guò)飛機(jī)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(jī)一樣，不會(huì)知道車(chē)輛是以多大時(shí)速在運(yùn)行，也不會(huì)有任何不適。
說(shuō)白了，超導(dǎo)磁懸浮車(chē)，也可稱之為“航行器”，其實(shí)就是把在10公里左右高的稀薄空氣中飛行的飛機(jī)，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(chē)現(xiàn)在技術(shù)上面臨哪些關(guān)鍵、瓶頸問(wèn)題？
范江弟：車(chē)體本身不太復(fù)雜，需要突破的關(guān)鍵問(wèn)題，一個(gè)是懸浮高度，懸浮10毫米至15毫米，高速行駛時(shí)，車(chē)體和下面磁體會(huì)不會(huì)產(chǎn)生摩擦，是很有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，摩擦就是災(zāi)難性的。理論上是不可能出現(xiàn)這個(gè)情況的，但要一定要大量做試驗(yàn)，看什么情況下可能產(chǎn)生摩擦。
還有一個(gè)問(wèn)題是，到了車(chē)站后人怎么進(jìn)出。車(chē)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(gè)轉(zhuǎn)換，這不是太難的問(wèn)題，是可以解決的問(wèn)題。
還有就是車(chē)軌分道問(wèn)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(wèn)題需要突破。比如從重慶到北京，中間軌道會(huì)有分岔，在大中城市?？可舷鲁丝?。
還有自動(dòng)控制系統(tǒng)問(wèn)題，真空管道內(nèi)緊急情況下如何安全停車(chē)，這對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)、安全救生系統(tǒng)都有要求，這都會(huì)有技術(shù)小組分頭進(jìn)行研究攻關(guān)。
南都：如何確保超高速車(chē)內(nèi)的氧氣、溫度、濕度等方面的問(wèn)題？
范江弟：和飛機(jī)一樣，車(chē)內(nèi)是有氧氣的，這個(gè)技術(shù)不用什么突破，飛機(jī)那套系統(tǒng)稍加改進(jìn)就可以用。像在飛機(jī)里面那樣，人是可以在車(chē)內(nèi)走動(dòng)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(wèn)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(gè)問(wèn)題會(huì)有專門(mén)小組考慮。
西南交通大學(xué)第二代高速管道全景（來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）
超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)具有獨(dú)特安全性
南都：超高速磁懸浮管道列車(chē)如何確保行駛安全和人身安全問(wèn)題？
范江弟：我認(rèn)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(diǎn)，第一，它不會(huì)出軌，車(chē)體下面的磁體面只起磁懸浮和磁導(dǎo)向作用，并無(wú)輪軌接觸。因此，即使有一段磁體面破裂，比如說(shuō)一兩米甚至更長(zhǎng)，只要比車(chē)體長(zhǎng)度短得多，它就不可能出軌。在那么高的速度下，車(chē)體瞬間即通過(guò)破碎斷面，乘客可能連微微震動(dòng)一下都感覺(jué)不到就過(guò)去了。第二，它不會(huì)追尾，采用地面的直線電機(jī)推進(jìn)和制動(dòng)車(chē)輛行駛，在電腦控制下全部車(chē)輛運(yùn)行是同步運(yùn)行的，要走都可以走，要停大家都得停，2011年溫州動(dòng)車(chē)相撞的災(zāi)難是永遠(yuǎn)不可能發(fā)生的。
第三，縱使停電也無(wú)妨，車(chē)輛永遠(yuǎn)是在永磁體中懸浮的，推進(jìn)系統(tǒng)電力供應(yīng)與懸浮無(wú)關(guān)，即使斷電也無(wú)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(gè)特別之處是自穩(wěn)定性質(zhì)，車(chē)輛只能沿著有磁場(chǎng)的地方運(yùn)動(dòng)，車(chē)輛沖出導(dǎo)向磁場(chǎng)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(jiǎn)化了車(chē)輛運(yùn)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(diǎn)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(fèi)用?，F(xiàn)代交通建設(shè)的費(fèi)用中，相當(dāng)部分是花費(fèi)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(qián)花在路基建設(shè)上。
因?yàn)檐?chē)身里面沒(méi)有驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)以及復(fù)雜的導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，它的重量只有常規(guī)車(chē)輛的四分之一左右，如果用鋁甚至鎂合金做車(chē)體，甚至更輕，對(duì)道路的要求沒(méi)有那么苛刻。因此在工程建設(shè)成本上可以省下很多錢(qián)。再就是其維護(hù)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(chē)模型。（來(lái)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(gè)新技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用時(shí)，就有一種說(shuō)法要取代什么，其實(shí)，新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)只是補(bǔ)充，而不是取代。比如，火車(chē)沒(méi)有取代汽車(chē)，飛機(jī)沒(méi)有取代火車(chē)、高鐵，各有各的用途。那么超導(dǎo)磁懸浮交通也不會(huì)取代高鐵、汽車(chē)、飛機(jī)。
在超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)尚未成熟之時(shí)，飛機(jī)、汽車(chē)和高鐵的迅猛發(fā)展有重要的歷史意義和價(jià)值，但反過(guò)來(lái)，傳統(tǒng)的交通也沒(méi)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(bǔ)的。
大力引進(jìn)海外科研人才
南都：你這里的科研團(tuán)隊(duì)構(gòu)成是怎樣的？
范江弟：我們團(tuán)隊(duì)的力量目前還不夠強(qiáng)壯，需要更多的財(cái)力和人力支持。我打算借助我?guī)资暝趪?guó)際超導(dǎo)舞臺(tái)上的人脈關(guān)系，做到“洋為中用”，堅(jiān)持以市場(chǎng)為導(dǎo)向來(lái)發(fā)展。
巴西當(dāng)年派人到西南交通大學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)，巴西里約熱內(nèi)盧聯(lián)邦大學(xué)RichardStephan教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在室外建了一條200米的試驗(yàn)線路，可以乘載20多人跑到時(shí)速100百公里以上。可是線路太短，也只能跑時(shí)速20公里左右，他們沒(méi)有錢(qián)修建更長(zhǎng)的試驗(yàn)線路，無(wú)法繼續(xù)開(kāi)展工作。我認(rèn)識(shí)Stephan教授好多年了，對(duì)方很愿意到中國(guó)來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，就這樣我們一拍即合，將把他的團(tuán)隊(duì)全部引進(jìn)來(lái)，今年開(kāi)始，他們團(tuán)隊(duì)成員將分批分期到中國(guó)來(lái)工作。從歐美其他地方，也會(huì)引進(jìn)一些中外人才和技術(shù)加強(qiáng)我的團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)我的超導(dǎo)夢(mèng)。
南都：你目前在研究什么？個(gè)人有什么計(jì)劃和打算？
范江弟：我從美國(guó)回國(guó)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(kāi)展超導(dǎo)應(yīng)用技術(shù)研發(fā)。但是，我逐步認(rèn)識(shí)到，我個(gè)人加上重科院的力量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，無(wú)法開(kāi)展超導(dǎo)磁懸浮交通這樣的大型工程項(xiàng)目。
我花了三年多時(shí)間，給市政府領(lǐng)導(dǎo)兩次上書(shū)，才在重慶市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)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(gè)超導(dǎo)中心平臺(tái)上，我得到科技部支持，拿下一個(gè)國(guó)際合作大項(xiàng)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(qiáng)磁分離選礦機(jī)。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(shí)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(lè)方面的應(yīng)用，比如磁懸浮玩具小火車(chē)、磁懸浮商標(biāo)、磁懸浮嬰兒車(chē)、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(lè)車(chē)等等，其中有的產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)發(fā)成功并在市場(chǎng)上銷售。
未來(lái)，我們依托這個(gè)大的科技部項(xiàng)目，把它的產(chǎn)業(yè)化推向市場(chǎng)，把超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)普及到廣大大眾中。
