哪里造超级高铁？
日前中国版“超级高铁”研究再获新进展，世界上时速最快的真空高温超导磁悬浮直道试验线正在成都搭建，预计今年底前将建成，并投入工程化测试。
此次中国科学家推出的真空管道高温超导磁悬浮技术，一经公布就引起了国际行业协会的密切关注，国外媒体甚至赶赴西南交通大学展开实地调查并形成报告。在世界众多科学家眼里，中国人这次的“大动作”，是一件“革命性技术创造”
据悉西南交通大学牵引动力国家重点实验室，一条直径4.2米、长140米的特制管道跃入眼帘。这就是世界上时速最快的真空高温超导磁悬浮直道试验线，工程师们正在对该试验线进行设备安装和调。
相关负责人表示，这条全新的试验线将在低气压环境中测试，缩比试验车车底布满特制的高温超导材料，依靠液氮形成的低温，达到超导和磁悬浮效果，悬浮高度10毫米，能承重200公斤，测试时速最高可达400公里。
中国研发时速达多少的超级高铁？
科技狂人马斯克倡导的“超环高铁”已经在美国得到认可，正在进行可行性方案研究，超环高铁利用了低真空管道和磁悬浮技术，速度将接近飞机的1000公里时速。这种高铁不仅可以修筑在地表，也可以开挖地下隧道。在中国，这项实验也正在进行中。《经济半小时》记者在成都的一间实验室里，看到中国科学家正在为之努力。
中国公布高温超导磁悬浮技术
成都西南交通大学搭建的，全球首个真空管道超高速磁悬浮列车环形实验线平台，是国内第一个载人高温超导磁悬浮环形实验线。线路总长45米，设计载重300公斤，最大载重可达1吨，悬浮净高大于20毫米，是目前国际上同等载重能力，截面最小、永磁材料用量最少的超导悬浮系统，可进行0-50 km/h的实际动态运行实验，别小看这些复杂的机器设备，在真空管道理想状态下，这项技术上的创新，可将列车理论时速提高到一千公里以上的更高速度，换句话说，眼前的这堆实验设备，搭建的将是人类目前能触摸到的未来超级高铁的雏形。
西南交通大学牵引动力国家重点实验室博士 副教授 邓自刚：很多指标都是国际领先的。我们核心的东西，它的实际载重能力，能够悬浮一吨重。我们这个轨道的截面积，是现在全世界最小的，就是它的宽度只有120毫米，厚度只有25毫米，它用的永磁材料特别少。
中国科学家推出的这项高温超导磁悬浮技术，一经公布，就引起了世界最大的电子电气工程师协会——美国IEEE协会的关注，他们用两个整版的文字报道了中国人的这项科研成果，英国BBC、美国CNN、欧洲公共电视台等媒体，纷纷赶赴西南交通大学展开实地调查报道。这一项科技技术的诞生，可能没有引起民众的过多关注，但在世界众多科学家的眼里，中国人这次干出了几乎是一件革命性的技术创造。
邓自刚：当时它的标题叫超级管道，然后下面还有评语，它觉得这个颠覆性技术，可能对未来人们的出行方式，或者航天应用，各方面应该都会有革命性的意义。
这个被世界多位科学家称为颠覆性技术的“超级管道”，是如何能够悬浮在轨道上行驶的呢？37岁的项目负责人邓自刚告诉记者，几十年来，西南交大、国内科研院所和众多制造企业的专家，不断地接力式研发实验，才诞生出今天的成果。
磁悬浮技术是上世纪二十年代德国人最早提出的，距今差不多已有百年历史。此后几十年，德国在常导磁悬浮、日本在低温超导磁悬浮方面一直保持着技术领先；中国从上世纪八十年代中期开始追赶，但是想要追上六十年的技术差距，无疑是一个巨大的难题。
如果要完成磁悬浮列车的研究制造，我们需要提前去迈过很多门槛，比如高温超导材料从哪里来？特殊的轨道如何建设？车体究竟该怎样设计等一系列的问题，从无到有的这场挑战，中国的科学家又是否能研发成功呢？
高温超导磁悬浮中的超导指的是一种超导材料，具有零电阻效应，也就是说，电流流经导体时不发生热损耗，可以毫无阻力地在导线中形成强大电流，从而产生超强磁场。超导磁悬浮，就是利用超导体的抗磁性，实现磁悬浮。而所谓高温超导，是指零下196摄氏度的液氮环境中，超导所具有的特性；低温超导是指在零下269摄氏度的液氦环境中，超导所具有的特性。
与低温超导和常温超导相比，高温超导有一个最大特点：它有自稳定性，换句话说，把高温超导体放在永磁轨道上后，既能悬浮、又能悬挂，不管运动还是静止，都能悬浮；而且在永磁轨道上，高温超导体还提供稳定的导向力和悬浮力，也就是不会上下左右摇晃，像钉子一样牢牢地扎在永磁轨道上面。
超导层厚度仅为头发丝的百分之一
可以悬浮又可以悬挂，看起来有点像变魔术。这其中的秘密在哪里呢？邓自刚介绍，首先是铺设在轨道上的永磁材料。其实高性能的永磁材料，国外已经研制生产多年，但这些产品技术曾经对我国长期封锁，不要说买不到，就是想去参观都不行。唯一的办法，就是中国人自己造。磁悬浮实验室在成都，但磁悬浮的材料，却在杭州一家企业默默地研发生产。
研制高性能的永磁材料，尤其用于高温超导磁悬浮轨道上的永磁体，首先需要将十几种原料、包括多种稀土材料熔合、均匀分布。
杭州永磁集团有限公司副总裁 冒守栋告诉《经济半小时》记者，这个过程好比揉面，很难，但是对磁钢的性能很关键。
在对十几种原料进行精密排布后，就需要用电流给磁钢充磁，这也是危险性比较高的环节。如果充磁充不好，容易造成它性能不稳定，有些时候控制不住，磁钢容易飞到天花板上去。
经过反复试验，高性能永磁材料总算成功研制成功，但接下来又一个难题出现了：那就是怎样把永磁体拼接在一起形成磁悬浮导轨？由于永磁体之间相排斥的磁力很大，一小块可产生300多公斤的推力，一不小心就可能跑偏。那么，有什么方法能有效解决拼接、组合难题呢？
杭州永磁集团有限公司副总裁 冒守栋：要靠一系列设计的工装，通过机械的方式，一点一点把它固定好，一个磁钢固定好，再装下一个磁钢。
西南交通大学牵引动力国家重点实验室博士 邓自刚：当时也是前期做了很充分的一种设计，设计了夹具之后，然后现场又不断地摸索，不断地改进，最后找到了一种比较优的方式，我们最后84块永磁轨道，安装只花了一天的时间。
永磁导轨材料的难题得到解决之后，邓自刚的团队开始面临第二道难题的考验，这就是世界制造磁悬浮列车最为核心的高温超导材料。
邓自刚：我们的超导材料，就装在我们车子四个角，这块黑色的盖板里面。这个超导材料，它就替代了咱们汽车的四个轮子。这个超导材料，在我们液氮低温的环境里面，它就可以实现悬浮。
本世纪第一个10年，全球只有3家第二代高温超导材料供应商，2家在美国，以昂贵的价格向全世界销售，另一家企业在日本，但禁止出口。如果材料只能靠进口，我国发展高温超导产业就会被“卡脖子”。经过多方寻找，邓自刚把目光锁定在上海超导科技公司。
上海超导科技股份有限公司超导材料事业部副总经理 吴 祥：为什么我们做这个事情？也是有一个情怀在。因为以前我们去参加国际会议，大家来报道的超导材料，都是别人做的，一说到中国的超导，提问的就非常的少，就是有一种感觉，就是中国没有人做出来这个东西。我们的想法就是，不管怎么样，一定要把这个做出来，就是为了争这口气。
2011年，上海超导科技公司正式成立并开始研发。他们遇到的第一个难关，就是怎样将不同的涂层和超导带材紧密连在一起。超导带材是由好几层不同原料加工涂抹在一起的，超导层位于中间核心层，外面主要分为机带、隔离层、缓冲层等七、八层，之所以加这么多层，主要起保护、缓冲作用，相当于给中间层的超导带材，穿了一套防护铠甲，让超导带材的性能保持稳定性和一致性。但这几层原料都不同、涂抹的厚度，需要非常薄、非常均匀。工艺难度极大。
上海交通大学国家能源智能电网（上海）研发中心电气工程系 特别研究员赵 跃：它是在一个50微米厚的，不锈钢带材上，所镀着的超导薄膜，50微米厚的是一个什么概念？就是我们大概头发丝一样的厚度，但是它们中间所起到的，最重要的超导层厚度，仅为头发丝厚度的大概1%左右。
上海超导科技股份有限公司超导材料事业部副总经理 吴 祥： 超导层其实说白了，是我们现在最难镀的，因为它的工艺很特殊，我们用的是激光附着沉积来镀膜。
但最艰难的，是将超导带材连接在一起的技术，尽管现在超导带材长度已从最初的百米级做到现在公里级长度，但受限于现有技术，世界上还没有不做接头的超导带材。超导带材一有接头，就会有电阻。如何把电阻降到最低值，不仅是中国人的难题，也是世界各国企业面对的难题。
吴 祥：我们公司研制了一个超导接头技术，它的电阻能够达到两纳欧姆左右，现在国际上大家正常能够做到几十纳欧姆左右。两纳欧姆算是目前比较低的了。
经过3年多的努力，世界先进水平范围内的超导材料，终于在中国上海研制成功。
超级高铁时速有望1500公里采用的什么技术？
“中国版超级高铁将采用‘高温超导磁悬浮+真空管’技术，目前已着手探讨时速1500公里的可行性。”近日，西南交通大学首席教授张卫华透露，世界上时速最快的真空高温超导磁悬浮比例模型车试验线正在成都搭建，预计今年底前将建成并投入试验测试。
张卫华介绍说，由西南交通大学承担的“多态耦合轨道交通动模试验平台”，是在1500米可模拟不同低气压环境的真空管道里，开展不同磁悬浮模式比例模型车运行测试，包括高温超导磁悬浮模式在内，试验速度超过音速，理论上有望达到时速1500公里。
“‘多态耦合轨道交通动模试验平台’或在今年9月获国家批准，项目从开始实施到建成约需31个月。”张卫华透露，按这个进程，我国最快将于2021年4月达到1500公里试验时速。
资料显示，这条全新的试验线直径4.2米、长140米的特制管道，将在低气压环境中测试，实验车车底布满特制的高温超导材料，依靠液氮形成的低温，达到超导和磁悬浮效果，悬浮高度10毫米，承重200公斤，测试时速最高可达400公里/小时。
张卫华介绍，此前，实验室已验证过，“磁悬浮+真空”创造的低阻运行环境，能有效提升未来高铁的速度。
高温超导，是指在零下196摄氏度的液氮环境中，特殊材料制成的超导体具有零电阻效应。换句话说，把高温超导体放在永磁轨道上后，可实现列车在低速甚至静止状态上，具有稳定的导向力和悬浮力。
成熟的真空技术，加上成型的高温超导磁悬浮技术，二者相结合即是未来“超级高铁”。而“多态耦合轨道交通动模试验平台”则加大了二者结合的基础研究。
截至2017年底，我国高速铁路运营里程达2.5万公里，约为世界高速铁路运营总里程的2/3，设计速度最高为350公里/小时—380公里/小时，上线运营列车达5200列，已成为名符其实的高铁大国。
来自中国中车、中国铁建等消息，目前中国高铁正在进行时速400公里技术研究。
“受粘着、弓网和噪声等制约，轮轨交通技术时速临界线为600公里。”张卫华认为，下一步，高速磁悬浮轨道交通将成为未来轨道交通技术发展的主攻方向。
超级高铁悬浮载重能达到一吨吗?
据报道，目前世界上时速最快的真空高温超导磁悬浮直道试验线正在成都搭建，预计今年底前将建成，目前，该实验测试时速最高可达400公里，为世界之最，超级高铁实际悬浮载重最大能达一吨。
报道称，目前，该实验室正在与中国中车联合研发能载100人的1:1样车，这种实用化原型车悬浮能力将达到2吨/米，悬浮高度15毫米，能达到现有轨道交通运营载重的要求，而这个轨道截面积，目前为国际上同等悬浮能力下的最小截面积。
将高温超导磁悬浮技术应用在轨道交通上，是西南交通大学首创。2000年，西南交通大学研制出世界第一辆载人高温超导磁悬浮实验车，此后又研制出我国第一条环形试验线及国际首个真空管道试验系统。
然而距离这个目标，还有很长的路要走，目前进行的是验证性试验，项目投产前还要进行中试，到最终的商业化运行，还有很长的路要走。
