世界首個電磁橇,以逼近音速的速度,在濟(jì)南成功運行!
電磁橇是電磁驅(qū)動地面超高速試驗設(shè)施,能將噸級及以上物體,最高加速到時速 1030 公里 / 小時。
這也是大質(zhì)量超高速電磁推進(jìn)技術(shù)的世界最高速度紀(jì)錄。
中國科學(xué)院和山東省、濟(jì)南市合作,用 33 億元總投資,搞出了這個世界首個電磁驅(qū)動的地面超高速科研實驗裝置。
如果用來推動磁懸浮列車,“千里江陵”可以一小時幾個來回;如果能用來推動火箭,第一級火箭都可以原地失業(yè)了……
網(wǎng)友不禁感嘆道:挺好,就是有點費剎車。
巴特,有沒有覺得“電磁橇”三個字有點陌生?
那就再看一眼。除了“世界首個”這樣的抬頭,電磁橇背后,值得關(guān)注的點有哪些 ——
采用電磁推動技術(shù)
簡單來說,電磁橇就是高速磁懸浮滑橇系統(tǒng),是磁懸浮列車技術(shù)的 Plus 版。
磁懸浮列車是完全懸浮在電磁軌道上的,電磁橇和軌道間還是有接觸的。
但是電磁橇的動力驅(qū)動,直接依靠的是軌道和車體之間的電磁裝置。電磁裝置朝某個方向產(chǎn)生推進(jìn)力,實現(xiàn)高速運行。
它給人最直接的觀感,就是快。
目前,磁懸浮列車的最高時速是 603km / h,是 1500 公里運程范圍內(nèi),最快捷的交通模式。
而此次在濟(jì)南成功運行的電磁橇,時速達(dá) 1030km / h。
折合為 286m / s,接近音速 343m / s,是第一宇宙速度 7.9km / s 的二十七分之一。
(第一宇宙速度又稱為航天器最小發(fā)射速度、航天器最大運行速度)
如果說歡樂谷的跳樓機是用來彈射人的話,電磁橇就是用來彈射高達(dá)的吧。
怎么可以這么快的????
說回大家較為熟悉的磁懸浮技術(shù),它主要由懸浮系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)三部分組成。
電磁橇就屬于其中的推進(jìn)系統(tǒng),建造時采用了電磁推進(jìn)技術(shù)。
具體而言,它由定子、轉(zhuǎn)子構(gòu)成,通過磁力連接產(chǎn)生非接觸力,從而推動前進(jìn)。
一般情況下,高速地面交通、航空飛行器等高速先進(jìn)裝備的研發(fā),必須解決復(fù)雜動態(tài)過程下的空氣動力學(xué)、高強度先進(jìn)材料、高速測控等一系列問題。
電磁推進(jìn)技術(shù)讓電磁橇推力大、響應(yīng)快、精確可控,能為這幾個問題提供重要的測試手段。
要研發(fā)出電磁橇,不僅需要有成熟的綜合管理系統(tǒng),還需要掌握高速大推力的直線電機、100MW 寬帶變頻電源等五大關(guān)鍵核心技術(shù)。
巧了么不是,這些技術(shù)咱們國家都有。
而且已經(jīng)用在了中國第三艘航空母艦福建艦身上,它共有 3 套電磁彈射系統(tǒng)。
上面的飛機,起飛時利用電磁彈射和阻攔裝置,采用“彈射起飛-阻攔降落”方式,讓艦載機的起飛速度比以往更快。
彈射起飛需要制造要求非常高的專用彈射裝置。
福建艦電磁彈射軌道上,推動艦載機前進(jìn)的裝置部分,和電磁橇都有高速大推力直線電機、百兆瓦級高頻寬頻供電技術(shù)等等。
只是在彈射的物體、性能參數(shù)方面有所不同。
不過電磁橇的速度,可比電磁彈射最高兩三百公里每小時的速度快得多。
現(xiàn)在,電磁橇放在陸地上,不僅空間成本比在航母上低,可用之處也大大增加。
比如在民用前沿基礎(chǔ)科學(xué)研究方面,如先進(jìn)材料、高速空氣動力學(xué)、沖擊與碰撞力學(xué)等,電磁橇能提供試驗保障條件。
而在制導(dǎo)、引信、慣性導(dǎo)航、救生等前沿裝備研制領(lǐng)域,電磁橇也能提供新一代高性能試驗環(huán)境。
除了快之外,電磁橇帶來的好處,還有安全、經(jīng)濟(jì)和節(jié)能(相比于石油等燃料)。
如果電磁橇能成功應(yīng)用于超高速磁懸浮列車上,一日之內(nèi)暢游全國,怕不再是夢了。
能不能上天?
既然電磁橇這么厲害,有沒有一種可能,讓電磁橇把火箭彈上天?
電磁橇確實能帶動超高速電磁發(fā)射與推進(jìn)的快速發(fā)展。
理論上,建一座山那么高的發(fā)射臺,是可以利用電磁橇將火箭彈射入軌,節(jié)省一級火箭燃料的。
但事實的答案是,目前還不能。
先不說它的速度還達(dá)不到宇宙第一速度。
哪怕只是想用電磁橇取代第一級火箭,建造的發(fā)射臺需要約 9000 米,比珠穆朗瑪峰的海拔還要高。
不過,以電磁橇現(xiàn)在的速度 286m / s 來說,電磁橇 + 點火發(fā)射,也能給火箭省不少搭載燃料所需的空間。
如此一來,火箭變小,制造和發(fā)射成本都能大大降低。
但是僅就目前而言,彈火箭這件事兒,還是要交給電磁橇的尊享版 —— 火箭橇。
火箭橇,一種利用火箭助推器強大推力,推動測試物體在類似鐵路的專用軌道上高速前進(jìn)的空氣動力學(xué)試驗設(shè)備。
相比于電磁橇,火箭橇更為成熟,1993 年我國就有了國內(nèi)第一條,也是亞洲唯一的火箭橇滑軌。
而且就“民用”的定位來看,電磁橇運用在地面交通上,也暫不需要達(dá)到超音速水平。
那么,除了期待它帶來科幻小說里的“貼地飛行”客運,電磁橇還可以干些啥呢?
真正民用的那一天,應(yīng)用在高鐵上,時速達(dá)到每小時 800 至 1000 公里,機場都只能不知所措。
以及,物流公司可能會第一批上車,全國快遞豈不是當(dāng)日可達(dá)??
又或者不拘泥于地面,民航也一起蕪湖起飛:
別怕乘客受不了這個速度,網(wǎng)友連對策框架都搭好了:
話說,電磁橇推動的速度,還是比不上網(wǎng)友開腦洞的速度哈~
參考鏈接:
[1]https://www.zhihu.com/question/561151876
[2]https://m.gmw.cn/2022-10/20/content_1303175019.htm
[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Rocket_sled_launch
本文來自微信公眾號:量子位 (ID:QbitAI),作者:衡宇
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