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不是飞机,不是磁悬浮,时速也达500公里的神奇交通工具!【2】

2012年11月08日16:35    来源:人民网-财经频道

车底的空气阻力成为新干线的瓶颈

在过去,一提到铁路的空气阻力,人们关注的总是车头。但其实还有更大的空气阻力存在。那就是车辆的底面与路面之间的空气阻力。

车辆的底面与路面之间空间狭小,而且底面与路面都凹凸不平。因此,这里会发生湍流,形成巨大的空气阻力。但这一部分很难进行改进。而且,新干线为16节编组,长达400米。

小滨教授说:“总而言之,铁路车辆降低空气阻力本身就存在极限,考虑到高速化与燃效的平衡,得出的结论是N700系的时速270公里已是最终结果。”

这样的话,令人介意的是以2027年投入使用为目标,正在进行研发的磁悬浮列车。小滨教授对其也给予了严苛的评价:“磁悬浮列车从燃效来看,能量效率非常差,是新干线的3倍。再怎么说也算不上环保交通工具。”

作为理由,首先是超导线性马达的输入功率只有约1%能够转换为推动力。其次,时速达到了500公里以上,但车辆与3侧围墙之间的空间狭小,空气阻力大。

那么,有没有在高速化的同时能够维持并提高燃效的地面交通系统呢?面对这个课题之时,小滨教授的脑海中闪过了地面效应。

“制造像飞机一样拥有机翼、利用地面效应、在贴近地面的高度高速悬浮行驶的新干线式交通工具”,1986年,小滨教授在参加希望号开发计划的同时,朝着这个梦想开始行动了。

最初的大约10年是以在办公桌上进行理论计算为主。在1997年到1998年期间,研究取得了重大进展。

首先,在日本前运输省的支持下,成立了关于Aero-Train的调查委员会。调查的结果显示,如果以时速500公里为前提,Aero-Train的能耗是新干线的3分之1、磁悬浮列车的9分之1。小滨教授因此增强了自信。

接着,随着财团法人铁道综合技术研究所(JR综研)把宫崎县日向市的磁悬浮列车实验线迁移到山梨县,日向市的实验线旧址开始招募有效利用者。对于Aero-Train而言,这里是实验行驶的最佳设施,可谓是天赐良机。小滨教授随即应征,并得以免费借用。

为了验证此前积累的理论研究成果,小滨教授马上制造了第1辆Aero-Train试验车,开始了行驶实验。1999年,小滨教授在世界上率先证明了利用地面效应可以在地面上稳定悬浮行驶。

在地下隧道中行驶!?

为了证明行驶耗能低,第2辆试验车对只利用太阳能电池板产生的电能行驶进行了实证。

如今,在日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)的支持下,宽3.3米、长8.5米、双座的第3辆试验车在反复进行实验。根据产业技术综合研究所的提案,机体改换成阻燃性的镁合金材质。这种新材料与同等强度的铝合金相比,重量大约轻60%。

日本新能源产业技术综合开发机构给使用第3辆试验车的实验布置了“作业”——在2011年3月之前,“把1名乘客以200公里的时速移动1公里所需的能量减少到35千卡以下”。小滨教授自信地表示,“达成目标已经有了眉目”。

预定制造的3节编组、乘员360名的Aero-Train。计划利用45兆瓦的发电量,以500公里的时速、12分钟的间隔,在长500公里的路线上往返。

如果进展顺利,从明年开始研究就将进入实用化研究的阶段。最终的计划是开发3节编组、乘员360名的车辆,利用45兆瓦的发电量,以500公里的时速、12分钟的间隔,在500公里的区段内往返。实用化估计将在2025年实现。

小滨教授说:“为此,来自产业界的支持、协助和理解在今后将愈发重要。”

但是,采用Aero-Train需要铺设Guide Way。日本已经拥有了高速铁路新干线,把新干线更换为Aero-Train并不现实。因此,小滨教授目前的着眼点是羽田机场与成田机场之间的地下隧道。如果得以实现,羽田与成田之间的车程将缩短到大约10分钟。当然,今后也将向有望引进新交通系统的新兴市场国家积极宣传、推广Aero-Train。(日经能源环境网 供稿) 

(责任编辑:财经实习、刘阳)

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