上一篇我们讲了德国工程师赫尔曼・肯佩尔发明了磁浮列车技术,同时往前追溯了电磁学的发展史。为了便于同学们了解磁浮列车的发展进程,这一篇我们以赫尔曼・肯佩尔为开端,往后梳理介绍德国人沿着电磁悬浮技术路线,经过近百年的研制、试验,创造的九代磁浮列车。
首先,赫尔曼・肯佩尔经过12年的研究于1934年获得世界上第一项磁浮列车的专利。1969年,德国克劳斯-马菲公司制造出世界第一辆磁浮模型车,命名为Transrapid (简称TR01),这是世界第一台带短定子线性传动装置的电磁悬浮实验室模型。
1971年,梅塞施密特伯尔考-布洛姆公司(MBB)制造了德国第一辆磁浮原理车,原理车重6t,最高速度达72km/h,采用车辆侧的短定子直线电机驱动,在一段660m长的试验线路上进行了运行试验。
德国第一辆磁浮原理车,图片引自:https://www.maglev.net/media/articles/e2/transrapid%2001.jpg
1971年10月,克劳斯-马菲公司开发了TR02,列车采用组合支承和导向系统,同样采用短定子直线电机驱动,运行速度提高到了164km/h。TR02在 930 米长的曲线轨道上进行了测试。这列火车于 1973 年夏天在巴黎世博会上展出。TR02 能够达到 164 km/h(102 英里/小时)的最高时速。
TR02,图片引自:https://www.maglev.net/media/articles/d7/5386dc-f7de-4967-bd85-cf0b34b88df5.jpeg
Transrapid 的发展过程中,TR03是由直线电机驱动的气垫车辆,这种尝试失败了。气垫的工作原理类似于气垫船,而不是利用电磁悬浮将火车保持在地面以上。事实证明,这项技术效率非常低,而且声音太大。
TR03, 图片引自:https://www.maglev.net/media/articles/d4/ad9be4-6555-4915-ba3d-20f7230d899a.jpeg
1973年,克劳斯-马菲公司完成了TR04的建造。TR04在1973年12月创造了载人253km/h的速度纪录,该车重22t,采用电磁悬浮技术,使用短定子直线电机驱动。
TR04, 图片引自:https://www.maglev.net/media/articles/06/3d35d9-65fa-4208-ad31-34f0082baa83.jpeg
TR05是世界上第一次被运用于载客服务的磁浮车辆,标志着长定子驱动电磁悬浮实现商业化运用的可能。
TR05,图片引自:https://www.maglev.net/media/articles/75/c7289f-9dd1-4a78-bea3-0298d85ab05c.jpeg
1988年1月22日,TR06创下了412.6km/h的载人磁浮列车运行速度的世界纪录,并于1990年运行4万km后退役。
TR06,图片引自:https://www.maglev.net/media/articles/1b/93a0af-d435-43e0-ada5-cff44e51f363.jpeg
TR07自 1987 年开始开发,设计速度为 500 km/h。1989 年,在埃姆斯兰的磁浮试验线上开始试运行。
TR07,图片引自:https://www.maglev.net/media/articles/55/transrapid%2007.jpg
1998年,阿迪全斯(Adtranz)、西门子、和蒂森等成立合资公司——磁浮高速列车国际公司(Transrapid International),并于1999年8月交付TR08原型车。中国上海高速磁浮示范运营线引进的就是该型号磁浮列车。
TR08,图片引自:https://www.maglevboard.net/en/
2008年7月至2009年6月,TR09新型磁浮列车在TVE试验线上进行多次测试,最高运行速度达到501km/h。
TR09,图片引自:https://www.maglev.net/media/articles/de/05a51e-53a4-4b17-96e4-51099a7bc317.jpeg
德国人研发磁浮列车的过程不是一帆风顺的,走过弯路,甚至尝试过气垫悬浮技术路线,TR04之前用短定子直线电机驱动,TR05之后采用电磁悬浮加长定子直线电机驱动,在1988年就创下了412.6km/h的载人磁浮列车运行速度的世界纪录。德国的常温常导高速磁浮列车技术已经相当成熟,虽然现在德国国内因为种种原因停止了应用,但是德国人的百年技术积淀,为常温常导高速磁浮技术奠定了坚实的基础。
作者:李君
审稿:孙国鑫
来源: 国家磁浮交通工程技术研究中心