文/本刊記者 王宇
劉子忠記不清這是第多少次向人介紹他的夢想:建造時速超過600公里的真空管道超高速磁懸浮列車。在他看來,這已經(jīng)不是什么高精尖的技術(shù)了,其所需要的懸浮隧道技術(shù)(阿基米德橋)、真空技術(shù)、磁懸浮技術(shù)、磁驅(qū)動技術(shù)現(xiàn)在都有成熟的解決方案,只需要把這些系統(tǒng)有機地集合起來,就能夠?qū)⒊咚俅艖腋×熊嚨臅r速從600公里提高到1000公里、2000公里,甚至更高。應用該技術(shù)建設(shè)的橫跨海峽兩岸的海底懸浮隧道,可以抵御各種惡劣的海洋天氣影響,真正實現(xiàn)全天候運營。采用這種技術(shù)制造的真空列車(類似膠囊)將成為人類歷史上繼火車、汽車、輪船和飛機之外的第五種交通工具。
談到這個夢想的起源,他說:“我是山東煙臺人,因為工作關(guān)系,有時要乘船去大連,一百多公里,乘船需要7個小時;從陸地上沿渤海灣走,1600多公里,時間更長。如果在煙臺與大連之間架起一座跨海大通道,把C形變成O形,就能真正實現(xiàn)環(huán)渤海灣經(jīng)濟圈,不僅大大加快煙臺與大連之間人員和物資往來,而且增強了東北與華東的經(jīng)濟聯(lián)系,為振興東北的國家戰(zhàn)略提供有力支撐?!?/p>
事實上,早在上世紀九十年代,國內(nèi)有關(guān)部門就開始著手研究在煙臺與大連之間建設(shè)一條跨海大通道。根據(jù)當時中國工程院方案,跨海通道采用公路和鐵路相結(jié)合的全隧道形式,按全長125公里進行投資匡算,需要2200億元。且不論當時的中國在海底隧道建設(shè)技術(shù)上是否能行,單就是超過2000億的投資就讓人望而卻步。到今天這個項目的投資金額已經(jīng)翻番了。
“采用我這個方案,根本就不需要那么多錢,300億就夠了。”劉子忠說,“不用在海底鉆隧道,采用上世紀末,時任中科院院長路甬祥的構(gòu)想,建設(shè)一條懸浮隧道(阿基米德橋),再把隧道里的空氣抽掉99%使之接近于真空狀態(tài),就能跑超高速了?!迸e世矚目的港珠澳大橋沉管隧道的建成更增添了他的信心?!拔疫@個隧道與港珠澳大橋沉管隧道中間那個維修檢測通道大致相當,大約4*7米即可?!?/p>
▲劉子忠(左二)向交通運輸部原副部長、中國公路學會理事長翁孟勇介紹真空管道超高速磁懸浮列車
單從技術(shù)上說,真空管道超高速磁浮列車并不復雜,到目前為止表態(tài)支持這個技術(shù)的國內(nèi)院士不少于10 位,但在現(xiàn)實推進中,大家還是顧慮很多。
最大的問題就是沒有親身體驗過。
膠囊、真空、磁懸浮,時速超過600公里……盡管很多人通過美國科技狂人馬斯克,超級高鐵公司Hyperloop One在拉斯維加斯沙漠中的實驗有所耳聞,但當這一切被一位中國民營企業(yè)家反復提起的時候,大家還是半信半疑。可行嗎?安全嗎?
劉子忠介紹說,全世界對磁懸浮技術(shù)進行理論模型研究的有十幾種。在中國已經(jīng)進行商業(yè)化運營的有兩種,一種是中低速磁浮列車,這是F軌技術(shù),時速可達80~120公里,如長沙的機場線,北京的S1線;一種是高速磁浮列車,如浦東機場線,時速可達430公里。再往上就是超高速磁浮技術(shù)。綜合很多專家意見,目前全世界最有可能實現(xiàn)超高速的磁懸浮技術(shù)主要是三種:一種是日本的低溫超導磁懸浮技術(shù),有27公里的試驗運行線,在2015年4月21日創(chuàng)造了地面軌道交通工具載人時速603公里的世界新紀錄;一種是目前國內(nèi)比較認可,也是西南交通大學、中科院電工所研究20多年的高溫超導磁懸浮技術(shù)。2000年,西南交通大學超導技術(shù)研究所研制成功了世界首輛載人高溫超導磁懸浮實驗車“世紀號”,證明了高溫超導磁懸浮車在原理上的可行性;第三種就是永磁電動懸浮技術(shù),原理很簡單,當裝有永磁鐵的列車在軌道(由鋁板或者銅板構(gòu)成)上發(fā)生快速移動,鋁板或者銅板上就會感應渦流,渦流阻礙磁體與銅板與鋁板的相對運動,運動方向產(chǎn)生磁阻力,垂直方向產(chǎn)生懸浮浮力,從而使列車實現(xiàn)懸浮運行。
“我們的這套系統(tǒng)采用的就是永磁懸浮技術(shù)。磁浮列車加上乘客一共16噸,通過直線電機驅(qū)動技術(shù)牽引著列車前進,當時速達到20公里就可以懸浮起來,但這個時候磁阻力比較大,最好是時速在30~50公里時,讓列車飛起來。當時速低于300公里的時候,磁阻力比輪軌的摩檫力高,因此在低速的時候,它的優(yōu)勢不明顯,該技術(shù)更適用于高速和超高速,速度越快浮力越大,列車懸浮間隙可以達到150毫米。采用這種技術(shù)有五大好處:一是懸浮力強;二是經(jīng)濟性好;三是節(jié)能性強;四是安全性好;五是平衡性穩(wěn)定?!?/p>
在劉子忠看來,無論采用什么技術(shù),在地面上要想長時間高速或者超高速運行,就需要真空管道,這是由速度與空氣阻力所決定了的。把人或貨物裝在一個密閉常壓的膠囊狀車廂里,將膠囊車廂放在真空管道中運行,不受天氣影響,能耗低,安全環(huán)保。
從2015年10月創(chuàng)立北京九州動脈隧道技術(shù)有限公司,劉子忠組織研發(fā)團隊,與中鐵隧道勘測設(shè)計院有限公司、中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司、中國鐵路通信信號股份有限公司、西南交通大學磁浮技術(shù)與磁浮列車教育部重點實驗室、中鐵寶橋集團有限公司、哈爾濱泰富電機有限公司組成聯(lián)合體,共同進行技術(shù)攻關(guān)及項目開發(fā),已獲得相關(guān)專利30余項。
劉子忠說:“盡管我不是搞工程出生,但從小就喜歡發(fā)明創(chuàng)造,至今已擁有十幾項發(fā)明專利,都與自動化有關(guān)。如果縮小了看,這個系統(tǒng)其實就是一個自動化膠囊運輸?shù)臋C器人,基建+車輛+軟件相結(jié)合,只不過因為要運輸人,安全性就提高了好幾倍。”
“單從技術(shù)上說,真空管道超高速磁浮列車并不復雜,到目前為止表態(tài)支持這個技術(shù)的國內(nèi)院士不少于10位,但在現(xiàn)實推進中,大家還是顧慮很多。最大的問題就是沒有親身體驗過。”劉子忠說,“好在2017年4月我們在浙江舟山召開了由中國科學院院士孫鈞,中國工程院院士顧國彪、樂嘉陵和眾多專家參與的‘跨海旅游真空巴士技術(shù)研討會’,大家對這項技術(shù)的可行性給予了充分的肯定。舟山市相關(guān)政府領(lǐng)導也表示支持,計劃在舟山市桃花島景區(qū)建一條10公里的海底隧道試驗線。設(shè)計采用時速610公里/小時的超高速真空飛行巴士,單程僅需1.5分鐘。”
“需要特別說明的是,這不是我一個人的夢想,而是交通強國戰(zhàn)略的重要組成部分,衷心希望能得到國內(nèi)相關(guān)的科技成果轉(zhuǎn)化基金的支持,讓全世界第一條超高速真空管道列車首先在中國實現(xiàn)示范運營。正所謂‘想都是問題,干才有答案’,只要建成一條中試線,讓大家親眼見證了它的各項性能,各種顧慮自然就會消失,第五種交通運輸方式就會加速實現(xiàn),我對此充滿信心?!眲⒆又覉远ǖ卣f。