重庆高铁站至机场建超导磁悬浮列车？范江弟：目前属个人设想
2018-01-23
超高速磁悬浮管道列车设想图（来源：网络）
南都讯记者吴铭自2017年8月以来，由中国航天科工集团牵头的超高速磁悬浮管道列车项目的发布，引起了人们广泛议论，尤其是超高速磁悬浮管道列车1000公里、2000公里、甚至4000公里的时速目标，以及可能带来的一系列安全性问题，引起许多人质疑。
对于人们的质疑，以及与超高速磁悬浮管道列车相关的科学问题，南都记者专访了深度参与这一项目的重庆市科学技术研究院首席科学家、重庆超导科技研发中心主任范江弟，他于1983年赴美留学，2012年，辞去美国路易斯安那州南方大学物理系终身教授回国工作，他在超导机制理论及应用领域研究了30年，他向南都记者指出，这个项目是有科学基础的，而且是可行的。
重庆市科学技术研究院首席科学家、重庆超导科技研发中心主任范江弟（受访者供图）
即将建设游乐场超导磁悬浮项目
南都：对于超高速磁悬浮管道列车项目，你们有怎样的短期规划？
范江弟：实际上西南交通大学王家素、王素玉教授带领的科研团队2000年就做出来了世界第一台高温超导磁悬浮样车，但后续运作不理想，一直到了今天，该样车及他们的学生邓自刚带头做出来的真空管道样车都还停留在实验室。我们要做的第一件事，就是把西南交通大学那个样车从实验室搬到室外。
我们有个打算是先做游乐车项目，这是一段具有真正意义的超导磁悬福把超导磁悬浮车从实验室搬出来，花几千万元，在游乐场山顶做个500米到1000米长的轨道，让大家坐一坐，一两年就能收回成本。这个以游乐为主，20公里时速就够了，安全性没有问题。这个线路可以说是科普线，让广大公众认识和认知超导磁悬浮技术的魅力。
重庆市民体验超导悬浮旋转木马（来源：网络）
南都：现在你和游乐场谈项目建设了吗？
范江弟：已经在谈了，只要资金到位，用6到12个月时间，争取在2019年底前做出来。
南都：你之前考虑建设重庆北站到重庆机场的超导磁悬浮交通线，具体情况是怎样的？
范江弟：下一步设想，就是争取建重庆北站到重庆江北机场的超导磁悬浮交通线，两地相距约20公里，这段时速控制在300公里以下。时速350公里以上，空气阻力和噪音太大，在空气中运行已经没有商业价值而且污染环境，就应该进管道了。
重庆北站至江北机场超导磁悬浮建设预算控制在30亿元，每公里1.2亿到1.5亿元。
不过这只是我个人的设想，还没有和地方政府商量。去找地方政府谈这件事情，我觉得现在还为时过早，至少要等我们实现一段看得见、摸得着的载人实验线路。
超导磁悬浮管道列车是地上的“航行器”
南都：目前来看，人们对超高速磁悬浮管道列车的质疑主要集中在哪些方面？
范江弟：主要质疑高速度，认为超高速度人受不了。这个疑虑是一个误解。其实，当我们坐飞机的时候，除了初次乘机者耳膜有感觉外，其他不会有太多不适，而且耳膜的感觉也不是因为速度引起的，是飞机室内外空气压差而至。随着车辆启动，乘客在车辆加速时会有点感觉，采用不超过飞机起飞的加速度，到了一定超高速行驶状态，乘客就像乘坐飞机一样，不会知道车辆是以多大时速在运行，也不会有任何不适。
说白了，超导磁悬浮车，也可称之为“航行器”，其实就是把在10公里左右高的稀薄空气中飞行的飞机，搬到地面甚至打下真空管道中去飞，而且飞得更快。
南都：超高速磁悬浮管道列车现在技术上面临哪些关键、瓶颈问题？
范江弟：车体本身不太复杂，需要突破的关键问题，一个是悬浮高度，悬浮10毫米至15毫米，高速行驶时，车体和下面磁体会不会产生摩擦，是很有挑战性的问题，摩擦就是灾难性的。理论上是不可能出现这个情况的，但要一定要大量做试验，看什么情况下可能产生摩擦。
还有一个问题是，到了车站后人怎么进出。车厢里有空气，管道里是真空，到站后要到有空气的地方，要有个转换，这不是太难的问题，是可以解决的问题。
还有就是车轨分道问题，复杂在这是在真空管道里分道，这还有很多具体技术问题需要突破。比如从重庆到北京，中间轨道会有分岔，在大中城市停靠上下乘客。
还有自动控制系统问题，真空管道内紧急情况下如何安全停车，这对自动控制系统、安全救生系统都有要求，这都会有技术小组分头进行研究攻关。
南都：如何确保超高速车内的氧气、温度、湿度等方面的问题？
范江弟：和飞机一样，车内是有氧气的，这个技术不用什么突破，飞机那套系统稍加改进就可以用。像在飞机里面那样，人是可以在车内走动的。
南都：真空管道用材方面，是用合金材料，还是其他备选材料？
范江弟：最便宜的是水泥管道，可以用特殊粘合剂确保水泥管道密闭性，主要是解决接头地方的漏气问题。还有一些其他材料可供选择，比如铝合金等新的金属材料。这个问题会有专门小组考虑。
西南交通大学第二代高速管道全景（来源：网络）
超导磁悬浮列车具有独特安全性
南都：超高速磁悬浮管道列车如何确保行驶安全和人身安全问题？
范江弟：我认为，超导磁悬浮交通是非常安全的。超导磁悬浮交通至少有以下几大特点，第一，它不会出轨，车体下面的磁体面只起磁悬浮和磁导向作用，并无轮轨接触。因此，即使有一段磁体面破裂，比如说一两米甚至更长，只要比车体长度短得多，它就不可能出轨。在那么高的速度下，车体瞬间即通过破碎断面，乘客可能连微微震动一下都感觉不到就过去了。第二，它不会追尾，采用地面的直线电机推进和制动车辆行驶，在电脑控制下全部车辆运行是同步运行的，要走都可以走，要停大家都得停，2011年温州动车相撞的灾难是永远不可能发生的。
第三，纵使停电也无妨，车辆永远是在永磁体中悬浮的，推进系统电力供应与悬浮无关，即使断电也无妨，不可能擦刮磁体面。第四，它具有自稳定性，超导磁悬浮有个特别之处是自稳定性质，车辆只能沿着有磁场的地方运动，车辆冲出导向磁场区域需要极大外力才有可能，这是由超导体自身性质决定了的，这就大大简化了车辆运行中的导向和稳定系统，不但降低了成本还减轻了重量。
南都：与其它交通工具相比，超导磁悬浮交通的优越性在哪里？
范江弟：前面谈到的几点已经显示了超导磁悬浮技术的一些优越性。此外，就是节省工程建设费用。现代交通建设的费用中，相当部分是花费在工程建设上。高温超导磁悬浮线优越之处主要在于，它不需要那么多钱花在路基建设上。
因为车身里面没有驱动、制动以及复杂的导向系统装置，它的重量只有常规车辆的四分之一左右，如果用铝甚至镁合金做车体，甚至更轻，对道路的要求没有那么苛刻。因此在工程建设成本上可以省下很多钱。再就是其维护成本非常低。
重科院重庆超导科技研发中心科研人员展示研发的磁悬列车模型。（来源：重庆市科学技术研究院）
我想在此指出的是，当今每当一个新技术的出现和应用时，就有一种说法要取代什么，其实，新技术对传统技术只是补充，而不是取代。比如，火车没有取代汽车，飞机没有取代火车、高铁，各有各的用途。那么超导磁悬浮交通也不会取代高铁、汽车、飞机。
在超导磁悬浮技术尚未成熟之时，飞机、汽车和高铁的迅猛发展有重要的历史意义和价值，但反过来，传统的交通也没必要排斥常导和超导磁悬浮技术的发展。许多新技术是相互贯通、借鉴和互补的。
大力引进海外科研人才
南都：你这里的科研团队构成是怎样的？
范江弟：我们团队的力量目前还不够强壮，需要更多的财力和人力支持。我打算借助我几十年在国际超导舞台上的人脉关系，做到“洋为中用”，坚持以市场为导向来发展。
巴西当年派人到西南交通大学学习过，巴西里约热内卢联邦大学RichardStephan教授领导的团队在室外建了一条200米的试验线路，可以乘载20多人跑到时速100百公里以上。可是线路太短，也只能跑时速20公里左右，他们没有钱修建更长的试验线路，无法继续开展工作。我认识Stephan教授好多年了，对方很愿意到中国来实现这个目标，就这样我们一拍即合，将把他的团队全部引进来，今年开始，他们团队成员将分批分期到中国来工作。从欧美其他地方，也会引进一些中外人才和技术加强我的团队，实现稳我的超导梦。
南都：你目前在研究什么？个人有什么计划和打算？
范江弟：我从美国回国服务后，就给重庆市科学技术研究院领导和重庆市政府建议开展超导应用技术研发。但是，我逐步认识到，我个人加上重科院的力量远远不够，无法开展超导磁悬浮交通这样的大型工程项目。
我花了三年多时间，给市政府领导两次上书，才在重庆市科学技术委员会和研究院领导的支持下成立了超导研发中心，在这个超导中心平台上，我得到科技部支持，拿下一个国际合作大项目，与乌克兰科学家合作，并得到王家素、王素玉教授等的支持，研发高温超导强磁分离选矿机。目前，任务已接近尾声，研制的产品正在调试，可以保质按时完成任务。
我们中心目前只是做一些超导及常导磁悬浮科普及，小型应用工作。特别是磁悬浮技术在教具、玩具和娱乐方面的应用，比如磁悬浮玩具小火车、磁悬浮商标、磁悬浮婴儿车、超导磁悬浮木马、超导磁悬浮秋千、超导磁悬浮载人游乐车等等，其中有的产品已经开发成功并在市场上销售。
未来，我们依托这个大的科技部项目，把它的产业化推向市场，把超导磁悬浮技术普及到广大大众中。
