日本正在建设中的预计最大时速每小时500千米的超导中央新干线有兴趣了解一下嘛?

超导中央新干线是日本正在建设中的一条预计最大时速达到每小时500千米的磁悬浮高速铁路,由东京经名古屋通往大阪。届时可将目前经由东海道新干线从东京至名古屋所需的1小时30分钟缩短至40分钟、从东京至大阪所需的2小时30分钟缩短至1小时7分钟。

日本从上世纪70年代即开始了超导中央新干线的构想,随后于90年代中期在规划线路中间的山梨县建设了一条超导实验线路,以此来验证高速超导磁悬浮的可行性与可靠性。经过在山梨县进行多次试验之后,日本于2011年5月正式开始了超导中央新干线的建设,预计于2027年首先开通东京至名古屋段,然后再于2037开通名古屋至大阪段。

日本超导中央新干线大致走向 位于山梨县的超导中央新干线实验线大致走向
↑ 日本超导中央新干线大致走向 ↑ 位于山梨县的超导中央新干线实验线大致走向

线路图

日本现有的东海道新干线是沟通东京、名古屋和大阪这三个日本最重要的经济中心的大动脉。不过东海道新干线大部分线路靠近日本东部海岸,容易受地震海啸等自然灾害的威胁,同时已经建成超过数十年的东海道新干线也面临着线路老朽化亟待更新维护的问题。因此日本迫切需要建设一条新的东西干线来减少东海道新干线可能的停摆对日本经济与社会造成的破坏。超导中央新干线就是在这一背景之下提出的。

山梨县超导实验线位于计划中的山梨县站和神奈川县站之间。设计全长42.8千米,首通段18.4千米于1996年建成,并于同年11月开始了MLX01型列车的试验运行。截至2011年,累计在首通段进行了87万4000千米的试验。2013年山梨实验线全线贯通,并同时开始了L0型列车的试验运行,该型车也是未来预计投入实际上线运营的列车。同时山梨县超导实验线与日本新干线实验线一样,将在未来成为实际运行线路的一部分。

超导中央新干线线路图

考虑到超导磁悬浮最小转弯半径8000米,最大坡度40‰的严苛要求,超导中央新干线从东京至名古屋全长286千米的第一期工程中,隧道占比高达86%,以此减少在城市地面和山体间绕行带来的转弯问题,并最大限度的降低地势起伏所造成的坡度问题。山体隧道和城市地下隧道直径13米,为并排两车道设计。

超导中央新干线隧道横截面图

超导磁悬浮简单说明

超导磁悬浮列车运行需要推进力、浮力和保持在轨力这三种作用力相互协同。推进力牵引磁悬浮列车高速前进;浮力支撑磁悬浮列车运行过程中能悬浮在半空以减少摩擦阻力;保持在轨力则保证磁悬浮列车运行过程中不会与两侧轨道发生碰撞。

超导磁悬浮简单示意

推进力

磁悬浮列车车身两侧水平交替的配置有磁北极和磁南极,轨道两侧则配置有能水平交替的循环产生间隔的磁南极和磁北极的推进力组件,在磁力同性相斥异性相吸的作用之下牵引磁悬浮列车前进。

浮力

轨道两侧垂直配置有独立的由磁北极和磁南极组成的浮力组件,通过与磁悬浮列车两侧的磁极作用,支撑列车在半空中悬浮。

保持在轨力

在轨道两侧配置有独立的保持在轨力组件,当列车往任一侧轨道偏移时,两侧组件分别通过吸引和排斥将列车稳定在轨道中央。

L0型列车

该车于2013年随着山梨县超导实验线全线贯通而正式开始试验运行。正式运营最高时速505千米每小时,首尾两车额定载员24人,中间列车额定载员68人。两侧间隔的装有与包裹车身的轨道发生作用的超导组件。

超导中央新干线L0型列车

L0型列车首尾两车拥有长达15米的流线型车鼻,可以大大降低列车高速运行时的空气阻力。

超导中央新干线L0型列车车鼻

2015年,L0型列车以590千米每小时的最快速度打破了2003年由MLX01型列车创造的581千米每小时的世界高速列车记录;随后又于同年4月21日再次以603千米每小时的速度刷新了自己创造的世界高速列车记录。

日本超导列车创造的吉尼斯世界记录

车轮

L0型列车会借助车身底部的可动式橡胶车轮进行加速、减速或者是低速滑行运动。当列车时速超过150千米每小时之后,该橡胶车轮会收缩回车身内部,然后在超导浮力的作用下,车身保持悬浮高速前进。

日本超导磁悬浮列车车轮构造

轨道

超导磁悬浮轨道由底部的滑行轨道和两侧能提供列车运行所需的推进力、浮力和保持在轨力三种作用力的超导组件轨道两部分组成,从远处看就好似包裹着超导列车一般。

超导磁悬浮列车运行轨道

这是从列车车头配置的摄像机拍摄到的隧道内部的超导磁悬浮列车运行轨道。

超导磁悬浮列车运行轨道

下图是从山梨县超导实验线中心看到的超导磁悬浮轨道和L0型列车。

超导磁悬浮列车运行轨道

乘车

超导磁悬浮特殊的轨道和车身构造,导致乘车也较一般的轨道交通大有不同,需要通过与登机廊桥类似的密封构造乘车。下图中间正前方即为L0型列车车门,正对车门的就是密封乘车廊桥。

超导磁悬浮列车乘车廊桥

这是试验中的超导磁悬浮站台侧密封乘车门中的一个。乘客上下列车时,该门会贴合车身,构造出一个密封的廊桥结构供乘客上下车使用。

站台侧密封门

这是另外一种试验中的超导磁悬浮站台侧密封乘车门。

站台侧密封门

L0型列车内部

并排4座位布局的L0型列车内部。

L0型列车内部

换个角度看L0型列车内部空间。

L0型列车内部空间

L0型列车两节车厢中间的连接处。

L0型列车两节车厢中间的连接处

L0型列车车窗。

L0型列车车窗

列车内的视频,可实时看到当前车速。

列车内的视频,可实时看到当前车速
参考资料

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