听这场演讲,感受未来速度!
演讲题目:
高速磁浮,未来速度实现出行新可能
演讲者:
中车青岛四方机车车辆股份有限公司副总经理、总工程师,高速列车系统集成国家工程实验室主任 梁建英
1.技术发展如逆水行舟
发展高速磁浮势在必行
2.连线展示六百公里高速磁浮列车交会试验,仅一秒钟的试验准备时间长达一年
要想列车跑得快,三个力是很重要的,一个是动力要大,那么阻力要小,摩擦力也要小。高速磁浮交通系统正好具有这样的一个潜质。那么我们在头型的设计过程当中,我们也可以看到这个头型非常地漂亮,但是漂亮的颜值必须要能够发挥它的优良性能才有价值。列车在高速运行的状态下,那么无论车辆是在明线上运行,还是在隧道内运行,还是在交会运行的状态下,空气的激扰绝对不能影响到我列车运行的安全,也不能影响到我车内旅客乘坐的舒适度。我们也设计了专门的一个试验,叫作动模型试验。那么实际上顾名思义,动模型就是让这个模型动起来,而且这个模型动的速度一定是要和你所需要的设计速度是一样的。大家听着这个原理很简单,就是用压缩空气,然后压缩空气达到一定的压力的时候,然后把我的车辆模型,把它推送出去,然后达到我们理想的这样的一个试验速度,但实际上这是非常难的。那么我们现在就会连线中南大学的轨道交通国家重点实验室的试验现场,我们来感受一下:两个车以时速六百公里运行的时候,那么在交会的状态,相对速度达到一千二百公里的状态下,是一个什么样的一个场景?小贾你好。
连线试验人员:梁总好,现场的观众朋友们大家好。我现在是在中南大学动模型试验现场,今天我们要进行的是六百公里高速磁浮列车交会试验。现在模型已经准备好了,现在让我们透过控制室的屏幕来看一下试验现场,轨道全长有一百六十米,车分别从轨道的两端进入试验。接下来让我们来到控制室屏幕这里,一会儿车将要在这个地方交会,所以请大家一定要盯紧这个轨道。
梁建英:这个试验仅仅需要一秒钟的时间,大家一会儿在看的时候,观看的时候一定不要眨眼睛。
连线试验人员:报告梁总试验准备完毕。
梁建英:好,那我们现场给他们倒计时好不好?
青年代表们:好。
梁建英:五四三二一,启动。
试验人员:启动。
梁建英:你们看到了吗?
梁建英:贾工,谢谢你给我们带来的这一秒钟的震撼的分享。谢谢你,再见。
连线试验人员:再见,梁总。
梁建英:再见。这个试验仅仅需要一秒钟的时间,但是我们的准备时间长达一年之久,我们所有的高速列车都会去做这个试验,那么为什么时速六百公里高速磁浮列车会用了这么长的时间?这个试验台只有一百六十米,要把车辆加速到我们的时速六百公里只有五十米。我还要留出来六十米,我们数据采集,让这个车保持匀速运行,数据采集的这样的一个过程,一秒钟的时间,一眨眼的功夫,就已经过去了。我们在这一段的数据的采样周期是五万分之一秒,实际上在我们最初的十几次试验的时候,我们到后台根本就找不到数据。因为这个速度太快了,传感器的敏感度和我们计算机的分析软件和这个速度是匹配不起来的。这些工作,我们花了整整一年的时间才做了一次成功的试验。
3.样车首次悬浮一波三折
试验过程如同《101次求婚》
那么我们车辆下线之后,我们一直到2019年的9月份,我们都在厂里进行基础功能调试,我们在厂里把车辆调到浮起来、动起来。那么高速磁浮列车的磁浮,它是怎么让列车浮起来的呢?我们在第一次做悬浮试验的时候,其实我们试验团队内心是非常紧张的,他们在地面做了大量的准备工作,我们都在计算机上做了模拟的仿真再现,是没有问题的。然后我们对每一个试验人员都分配了他应该做的这样的一个工作,我们做了一个很好的悬浮试验的作战地图。大家都是满怀期待的,觉得我们做了这么充分的试验准备,只要按下去按钮,车马上就会悬浮起来。但是很遗憾,当试验总指挥说我们来启动的时候,按钮按下了,但是车上什么反应都没有,大家的脑子当时是非常蒙的。因为前面准备得太充分了,不知道为什么连电都没有上上去。冷静下来之后,沉静下来之后,那么设计师又开始从头到尾再捋一遍,当时这个原因主要是因为当时做悬浮试验的车是一节车,那么当时他们的逻辑是按照整列车来设计的,因此有一个逻辑保护,是在单节车的时候是不适合的。所以他们很快找到了这个问题,然后并把这个问题修正掉,然后又要再一次地投入这个试验。那么这次的试验再去上电的时候,我们的车浮起来了,但是很快就落下去了。试验人员就在不停地去反复地去修正悬浮控制器里的算法和参数。再去做试验的时候,列车浮起来了,非常地稳定。设计师,我们所有的现场的试验人员心里都松了一口气,都开始欢呼。但是这个欢呼声还没有结束的时候,这个车就开始左摇右晃了,他们说就像喝醉了酒一样。这次的失败实际上对我们整个试验团队或者是设计团队的打击还是蛮大的。我们对这个列车进行了整个的振动传递关系的一个测试,我们找到了问题所在。我们这一次是把悬浮控制器里头,电磁铁控制的阻尼参数,还有电磁铁的控制电流参数进行了调整。这一次大家想要再去通电,看悬浮的时候,已经没有前几次那么从容了。他们的心里已经有一点感觉,下一次会出现什么问题呢?可能已经带来这样的一定的疑问了。但是我们这个试验总指挥再去按这个按钮的时候,这个车就已经稳稳地浮起来了。那么现在每次我去登上试验车的时候,我们的试验人员都会跟我说:“梁总,我们静浮一下,你感受一下。”现在我们的车浮得非常地稳,你站在车厢里面,像站在平地上一样,没有任何的感觉。这是非常不容易的。
我们在厂里把车辆调到浮起来、动起来,把这些基本的功能都测试完成之后,我们在2020年1月份,我们就把车辆运送到了我们上海同济大学的磁浮交通工程技术研究中心,然后做我们低速状态下的全功能的试验测试。在历时将近九个月的时间,我们一共做了七大类、二百多项的试验。那么这个车辆无论是从它的悬浮导向的性能,还是车辆的动力学性能,还是车辆的低速状态下的应力表征,那么它的结果都是非常优秀的,达到了我们的设计的目标。那么在整个的这样的一个试验的过程当中,反反复复也不知道失败了多少次,我们设计师就说:“我们哪怕失败了一百次,我都要去尝试第一百零一次。”我就跟他们讲:“这就像我们《101次求婚》这个电影一样,在甜蜜与痛苦当中相爱相杀这样的一个过程。”
4.速度提升见证轨道交通发展
助推人类文明进程
轨道交通的发展史实际上也是我们速度的一部提升史。那么速度的提升又助推了我们人类文明进程的提升。早在六七千年前,居住在多瑙河流域的原始森林里的远古人为了将狩猎到的猎物运回到居住地,那么他们就用一些木枝,用藤蔓把它缠绕起来,那么作为运输猎物的拖拽的工具。这也许人类有记载以来,最早的交通运输工具。我们知道轨道交通的起源是在十七世纪,由于在英国和德国的矿业非常地发达,那么矿产要运出矿山,那么人们非常地聪明,他们就在运输的通道上铺设了木质的轨道。到了十八世纪的八十年代的时候,那么英国人又将这些木质的轨道改成了铁轨,也就出现了“马车铁路”的这个年代。随着工业革命的到来,每一次工业革命,都会让我们的轨道交通工具的速度翻一倍。那么在第一次工业革命的时候,以蒸汽机车为代表的这个产品,它的运行速度达到了时速八十公里,那么到了第二次工业革命期间,我们以内燃机车和电力机车为代表的产品,它的运行速度就达到了时速一百六十公里。那么到了第三次工业革命的时候,高速列车就横空出世了。我们国家的高速列车运行速度已经达到了时速三百五十公里。截至到目前,我们国家高速列车的里程已经达到了三点八万公里,那么我们高速动车组的保有量也达到了三千七百组以上,这两个数据均居世界第一。那么到了现在,我们面临的第四次工业革命,我们轨道交通运载工具的速度又会达到多少呢?这个我想就是我们今天的主角儿,时速六百公里高速磁浮列车,要回答我们的问题。
5.高速磁浮能更加有效弥补
高铁与航空之间的速度空白
接下来我们还要做哪一些工作呢?那我想首先是我们会持续地推动我们国家高速磁浮交通系统的试验示范线的建设工作。高速磁浮交通系统的试验线的建设工作也一定会成为我们国家高速轨道交通装备业的又一个新的制高点。畅想一下我们在不远的将来,我们国家一定会构建这样的一个立体交通网络:我们知道高铁的运行速度是时速二百公里到四百公里,我们飞机的运行的速度是时速八百公里到一千二百公里。那么我们高速磁浮它的运行速度,我们定义在时速四百公里到六百公里,可以更加有效地来弥补我们国家目前在高铁和航空的这样一段的速度的一个空白。那么现在我们举一个简单的小例子:在我们京沪线上,我们最快的从北京到上海的高铁,我们要用四个小时二十八分钟。那么我们飞机呢?大概是两个小时左右。这是一个纯粹的旅途时间,如果我们再算上我们从出门到对面你要去的场所的入门来算的话,飞机的时间可能就要将近五个小时,我们高速磁浮只要两个半小时。那么我们也做了一定的研究,就是人乘坐交通工具最舒适的一个时间就是三到四小时。其实你们可以去感受一下,你在四个小时以内完成你的旅途,和你在四个小时以外完成你的旅途,是不一样的感受。所以从综合的时间利用率上来看,那么高速磁浮在一定的旅途距离上是有一定的优势的。高速磁浮投入运营以后,如果你居住在安徽芜湖,在安徽合肥上班的话,实际上只要十几分钟就可以回到你的目的地了。那么这样就可以真正地形成一城办公,一城安家,那么半日职场,半日诗和远方,这些都会照进我们未来的现实。
谢谢大家!