贴地“飞”行的磁悬浮

策划/李支国 侯德怀

株洲日报全媒体记者/高晓燕

无论是科幻片中的瞬移，还是中式玄幻中的御剑飞行，无不寄寓着人们对交通出行的美好想象。而速度，则是其中的关键一环。

从以绿皮火车为代表的普铁时代，到如今速度和舒适性并重的高铁时代，轨道交通工具的持续迭代进步，也让人们有了更高的期待。

面向未来，交通出行会是什么样？科技感十足的磁浮时代，或将到来。这一次，株洲依然抢得先发优势。

株洲拥有贴地“飞”行关键技术

早上7点，从长沙高铁南站出发，坐上贴地“飞”行的磁浮列车，沿途行车平稳安静，只需16分钟即可抵达长沙机场，让人意犹未尽。

2016年5月开通运营的长沙磁浮快线，是世界上里程最长的快速磁浮线路以及世界第三条商用快速磁浮线路，也是我国首条完全拥有自主知识产权的快速磁浮商业运营示范项目。到今年5月，这条磁浮线就已安全运营满8年了。

8年间，长沙磁浮快线列车的设计最高速度，实现了从时速100公里到时速140公里的突破，累计运送客流总量已超过2000万人次。

从为长沙磁浮快线研制出磁浮1.0列车至今，中车株洲电力机车有限公司（以下简称“中车株机”）从未停止过前进的步伐，2020年、2022年接连研制出磁浮2.0、磁浮3.0版本，加速迭代更新国产商用磁浮列车。

设计时速定位200公里的商用磁浮3.0列车，相比于前两版列车更“聪明”，可以实现全自动驾驶，爬坡能力提升30%，可以像“过山车”一样在100米内陡然爬升近3层楼高，能够满足更大站间距、更快速交通需求。

“目前，磁浮3.0列车还在上海试验线进行各类场景验证，比如人为制造一些‘麻烦’，断电、过载等，模拟各种突发或状况场景，从而完善和提升列车运行安全水平。”中车株机磁浮系统研究所所长张文跃说。

按照运行速度划分，磁浮列车可分为三类：时速160公里以下为快速范畴；时速160公里至250公里之间为中速；时速250公里以上即为高速。在高速磁浮领域，株洲企业同样表现抢眼。

磁浮列车的构造高度复杂，包括悬浮系统、牵引系统、制动系统、运控系统等子系统，需联合发力，才能让列车不仅“浮起来”，还可以“跑起来”，更要“跑得快”。其中，直线电机就是提供磁动力的关键核心部件。

时速600公里高速磁浮列车，被称为地上跑的“小飞机”。借助产业集群的协同优势，中车株洲电机有限公司历经5年自主攻关，终于攻克了长定子直线电机、悬浮、导向及涡流制动电磁铁技术和工程化制造等一系列技术难点，为“小飞机”装上了“无影腿”（电磁铁）、“动力心脏”（长定子直线电机）。

不同于快速磁浮，高速磁浮采用长定子直线电机作为强劲动力，创新性地将定子和转子分别安装在磁浮轨道和磁浮列车上，方便实现大功率传输并减轻列车重量，实现贴地的高速“飞”行。

保证磁浮列车高速行驶而不会失控的，则是中车株洲所研发或集成的高度复杂的先进地面牵引供电、运行控制、车载供电、车辆诊断、悬浮导向与涡流制动、综合监控等关键系统，让列车具备“智慧的大脑”与“坚强的神经”。

如今，磁浮列车需要的1万余个零部件，90%以上可以在湖南省内完成研发、生产和采购。“磁浮列车最关键的电传动和悬浮技术，都在株洲。”中车株洲所磁浮技术专家许义景说。

网红属性深受景区欢迎

与传统轮轨制式的轨交车辆相比，磁浮列车优点多多。

比如，传统轮轨交通的爬坡能力为35‰、转弯半径为250米，而快速磁浮交通系统爬坡能力强、转弯半径小，爬坡能力为70‰，可拐过转弯半径为50米的急弯，能够灵活行走在市政道路中间、高速公路旁侧，直接下穿或上跨高铁及高速，在大幅度减少拆迁工程量的同时节省拆迁费用。

因车辆与轨道之间没有摩擦，噪音和振动也较小。以长沙磁浮快线为例。根据国家标准，距城市轨道中心线30米处的噪声极限值为70分贝（相当于正常说话音量），而长沙磁浮快线在距轨道中心5米处的噪声测试平均值仅为66分贝。

磁浮系统高度复杂，现阶段，整体造价仍高于高铁等现有轨交车辆系统。不过，由于磁浮本身的独特性，加上现阶段线路少，反而让大伙儿对磁浮列车充满了好奇。

全景车窗，低噪音，爬坡强，速度快，还很少见，这些元素组合，让磁浮列车具备了一定的网红属性，也吸引了更多景区的关注。

目前，全国已开通运营的5条磁浮线路中（包括已开展试运营的广东清远磁浮），有两条都在湖南。

2022年7月，中车株机为湘西凤凰古城打造的全国首个“磁浮+文化+旅游”项目凤凰磁浮观光快线正式开通，全长9.121公里，设4个站，将凤凰古城、凤凰峡谷、沱江等以“点、线、面”的方式串联起来，用更具科技感的方式，让游客沉浸感受凤凰烟雨朦胧之美、神秘湘西民俗之美和山水风情之美。

凤凰磁浮线开通后成功出圈，吸引了一大批游客前往打卡。今年春节期间，景区游客接待量就较去年同期增长70%，单日游客量突破14000人次。

凤凰磁浮线的开通，也为古城带来了新的热门旅游IP。依托磁浮线，当地还在站点旁打造了沉浸式体验的《凤凰等待》文旅项目，让游客穿越在不同主题的列车中，通过视听光影的方式感受凤凰的秀丽自然美景、厚重人文历史和浓郁苗族风情，体验“磁浮+文化+旅游”的独特魅力。

“有很多景区找上门来，指定要求上线磁浮项目。”张文跃介绍，目前已有宁波、岳阳、张家界等多个城市的景区正在对接磁浮项目。

磁浮技术打造科技感未来

尽管优点众多，但目前而言的“贵族”身份，让不少城市对磁浮交通系统有些望而却步。

作为面向未来的轨交产品，业内对磁浮产业的发展深信不疑。“磁浮是目前面向更高速度未来轨道交通产业的唯一技术方向。”许义景坚定地说，就轮轨列车而言，现行车辆已渐趋于速度的天花板。

高端技术产品要走进更多消费者身边，需要过程。

如今，以中车株机为首、株洲企业为主的省内磁浮产业链相关企业，正在瞄准降本增效开展联合攻关。

张文跃表示，联合攻关发现，降本增效有很多种方式，但系统性降本来得更快。在开展系统性研究的过程中，发现众多可降本的项点。更有趣的是，这一过程，并不是产业链上各方压缩成本即可达到，而是自有一套逻辑支撑，比如，如果产业链上A企业增加一些成本，B企业降低一些成本，但从系统整体来看，降本幅度将大大提升。这也意味着，靠单个企业的力量不可能完成产业的整体降本，必须采用联合体协作统筹。

就目前来看，磁浮产业似乎尚未迎来大规模商业化应用的市场，是否有必要花大力气死磕攻关？

从多年来株洲轨道交通优势产业、优势企业的发展史来看，正是这种生产一代、预研一代、探索一代的前瞻预判和不懈坚持，才让株洲工业脉络长盛不衰。

更为重要的是，磁浮作为一种底层技术，还可以平移应用至深海、深空等更多高精尖领域。

中车株洲电机公司研发的大功率磁浮飞轮储能系统，如今已进入批量化应用阶段。相较于电池类的化学储能产品而言，飞轮储能属于机械储能，瞬时放电响应速度快、功率高、容量无衰减、环境适应性高，适用于地铁、电力调频和惯量支撑等短时大功率充放电应用场景。

飞轮储能系统的工作原理，需要将真空腔体内的飞轮从静止提升至每分钟数万转的超高转速。如果采用传统油润轴承会有磨损，尤其是在高速旋转下损耗更大，系统效率降低超过30%，轴承使用寿命也会急速下降至1个月至2个月。为此，中车株洲电机攻克了磁浮轴承技术，即便是在超高转速情况下，其寿命也可达到20年。

“目前我们的高层电梯，都采用一井一轿厢模式，就是一个电梯井里只有一台轿厢，且只有纵向运动，运转效率不高。”许义景大胆预测，未来如果能够用上磁浮技术，就能够实现“多轿厢”模式，类似于同一条高速轨道上开行多趟列车的运行方式，大大提高电梯运转效率。