中国高速飞行列车：案例分析

2017 年 8 月 30 日，中国航天科工公司在武汉宣布，已启动速度1 000 km/h“高速飞行列车”的研发项目。高速飞行列车项目的落地将按照最大运行速度 1 000 km/h、2 000 km/h、4 000 km/h 三步走战略逐步实现：第一步通过 1 000 km/h 运输能力建设区域性城际飞行列车交通网，第二步通过 2 000 km/h 运输能力建设国家超级城市群飞行列车交通网，第三步通过4 000 km/h 运输能力建设“一带一路”飞行列车交通网，最终形成一张继航天、高铁、核电之后的中国新名片。这个设想一旦实现，将改变人类的出行方式。高速飞行列车不仅拉近了城市之间的时空距离，同时其具有不受天气条件影响、不消耗化石能源、可与城市地铁无缝接驳等诸多优点，是未来交通领域的发展趋势和技术制高点。该类型列车的最终目标是实现4 000 km/h 的运行速度，这比目前中国高铁的最高时速快10倍以上，相比民航客机，速度提升 5 倍。该项目结合磁悬浮技术、超音速飞行技术以及真空管道技术的综合方案。飞行列车工程旨在研制高速飞行列车，通过近真空管道线路大幅度减小空气阻力，利用电磁推进技术提供强大的加速能力和高速巡航能力，拟通过商业化、市场化模式，将超音速飞行技术与轨道交通技术相结合，研制新一代交通工具，利用超导磁悬浮技术和真空管道，致力于实现超音速的“近地飞行”。高速飞行列车原理是利用低真空管道大幅度减小空气阻力，实现超高速运行，发车间隔与地铁相当，乘客即上即下，大幅度缩小出行时间。以北京到武汉的地理距离 1 200 km 计算，高速飞行列车建成后，若时速 4 000 km，则仅需大约 18 min 即可完成两地“穿越”。

高速飞行列车系统由五大分系统组成，真空与线路系统搭建列车行驶环境，电磁推进系统实现列车全程精准加减速，列车系统为乘客提供安全舒适的乘坐空间，悬浮导向系统实现列车无接触稳定行驶，运行控制系统实现列车全线路安全可控。中国航天科工公司的“高速飞行列车”最高速度可达4 000 km/h。虽然这一速度在理论上可以达到，但缺乏实验依据。要实现这个目标速度，起码先要解决三个问题：以低成本获取真空管道以及管道维护，确保高速运动状态下磁悬浮系统的动力稳定性，保证高速运动下的直线驱动效率。高速飞行列车模型如图 6.9 所示。

图6.9　高速飞行列车模型

中国研发的高速飞行列车采用了航天技术与磁悬浮技术相结合的模式。该模式侧重于其空气动力学方面的优势，运用于高速运动稳定性及气动设计等方面，而非简单的“航天技术+磁悬浮技术”。其核心技术主要如下：(www.xing528.com)

（1）低真空环境配备。超声速外形，全面减少空气阻力，而且超级高铁的空气阻力将降低到传统高铁的 3%。

（2）磁悬浮技术。全速开动的超级高铁将整车悬浮在空中，速度可达4 000 km/h，整车全部远离地面 20 cm 以上。

高速飞行列车采用自稳定导向，有更高的安全性，不使用化石能源，对外界辐射小，具有更高的环保性，管道隔绝外部环境，能在恶劣天气条件下不间断运行，具有更好的天气适应性。目前，航天科工的高速飞行列车外形尺寸已经基本确定，车身采用新型轻量化防隔热一体化舱段，最大限度减轻车身重量，车长 29.2 m，宽 3 m。2018 年 9 月起，中国飞行列车工程开始展开关键技术攻关，预计不远的将来可完成关键技术攻关并开展系统集成验证。