Sáng ngày 13 tháng 1 năm 2021, nguyên mẫu kỹ thuật và tuyến thử nghiệm tàu điện từ trường tốc độ cao siêu dẫn nhiệt độ cao đầu tiên trên thế giới, sử dụng công nghệ độc quyền của Đại học Giao thông Tây Nam, đã chính thức được khánh thành tại Thành Đô, tỉnh Tứ Xuyên, Trung Quốc. Sự kiện này đánh dấu một bước đột phá trong nghiên cứu dự án tàu điện từ trường tốc độ cao siêu dẫn nhiệt độ cao tại Trung Quốc, cho thấy nước ta đã có đủ điều kiện để tiến hành các thí nghiệm và trình diễn kỹ thuật.
Vụ việc đầu tiên trên thế giới; Tạo tiền lệ
Việc đưa vào vận hành dây chuyền thử nghiệm công nghệ nâng từ siêu dẫn nhiệt độ cao là lần đầu tiên trên thế giới. Đây là một ví dụ tiêu biểu cho nền sản xuất thông minh của Trung Quốc và tạo ra tiền lệ trong lĩnh vực siêu dẫn nhiệt độ cao.
Công nghệ tàu điện từ siêu dẫn nhiệt độ cao có những ưu điểm như không cần nguồn ổn định, cấu trúc đơn giản, tiết kiệm năng lượng, không gây ô nhiễm hóa chất và tiếng ồn, an toàn và thoải mái, và chi phí vận hành thấp. Đây là một loại hình vận tải đường sắt mới lý tưởng, phù hợp với nhiều dải tốc độ khác nhau, đặc biệt thích hợp cho việc vận hành các tuyến đường sắt cao tốc và siêu cao tốc; công nghệ này là công nghệ tàu điện từ siêu dẫn nhiệt độ cao với các đặc tính tự treo, tự dẫn hướng và tự ổn định. Đây là một phương pháp vận tải đường sắt tiêu chuẩn mới với triển vọng phát triển và ứng dụng rộng rãi trong tương lai. Công nghệ này là công nghệ đầu tiên được thiết kế trong môi trường khí quyển, và giá trị mục tiêu tốc độ vận hành dự kiến là hơn 600 km/h, được kỳ vọng sẽ tạo ra một kỷ lục mới về tốc độ giao thông đường bộ trong môi trường khí quyển.
Bước tiếp theo là kết hợp công nghệ đường ống chân không tiên tiến để phát triển một hệ thống vận tải toàn diện, lấp đầy khoảng trống về tốc độ giữa vận tải đường bộ và đường hàng không, đặt nền tảng cho bước đột phá dài hạn về tốc độ trên 1000 km/h, từ đó xây dựng một mô hình vận tải đường bộ mới, hướng tới tương lai và tạo ra những thay đổi mang tính đột phá trong sự phát triển của vận tải đường sắt.
△ Hình ảnh phối cảnh tương lai △
Công nghệ nâng từ trường
Hiện nay, trên thế giới có ba công nghệ "siêu từ trường nâng" (super magnetic lift).
Công nghệ nâng từ trường tại Đức:
Nguyên lý điện từ được sử dụng để tạo ra sự lơ lửng giữa tàu và đường ray. Hiện nay, tàu điện từ trường Thượng Hải, tàu điện từ trường đang được xây dựng ở Trường Sa và Bắc Kinh đều sử dụng công nghệ này.
Công nghệ nâng từ siêu dẫn nhiệt độ thấp của Nhật Bản:
Sử dụng tính chất siêu dẫn của một số vật liệu ở nhiệt độ thấp (làm lạnh đến -269°C bằng heli lỏng) để làm cho tàu bay lơ lửng, ví dụ như tuyến tàu điện từ trường Shinkansen ở Nhật Bản.
Công nghệ nâng từ siêu dẫn nhiệt độ cao của Trung Quốc:
Nguyên lý cơ bản giống với hiện tượng siêu dẫn ở nhiệt độ thấp, nhưng nhiệt độ hoạt động của nó là -196°C.
Trong các thí nghiệm trước đây, hiện tượng từ trường nâng vật ở nước ta không chỉ cho phép vật thể được treo lơ lửng mà còn có thể nâng lên không trung.
△ Nitơ lỏng và chất siêu dẫn △
Ưu điểm của tàu điện từ trường siêu dẫn nhiệt độ cao
Tiết kiệm năng lượng:Hệ thống nâng đỡ và điều khiển không yêu cầu điều khiển chủ động hoặc nguồn điện cho xe, và hệ thống này tương đối đơn giản. Hệ thống treo và điều khiển chỉ cần được làm mát bằng nitơ lỏng giá rẻ (77 K), và 78% không khí là nitơ.
Bảo vệ môi trường:Hệ thống nâng từ siêu dẫn nhiệt độ cao có thể nâng vật thể ở trạng thái tĩnh, hoàn toàn không gây tiếng ồn; đường ray nam châm vĩnh cửu tạo ra từ trường tĩnh, và từ trường tại vị trí hành khách tiếp xúc bằng không, do đó không gây ô nhiễm điện từ.
Tốc độ cao:Chiều cao nâng (10～30 mm) có thể được thiết kế theo yêu cầu, và nó có thể được sử dụng để vận hành từ trạng thái tĩnh đến tốc độ thấp, trung bình, cao và siêu cao. So với các công nghệ nâng từ khác, nó phù hợp hơn cho vận chuyển đường ống chân không (hơn 1000 km/h).
Sự an toàn:Lực nâng tăng theo cấp số mũ khi độ cao nâng giảm, và có thể đảm bảo an toàn vận hành mà không cần điều khiển theo phương thẳng đứng. Hệ thống dẫn hướng tự ổn định cũng có thể đảm bảo vận hành an toàn theo phương ngang.
An ủi:Lực "ghim" đặc biệt của chất siêu dẫn nhiệt độ cao giúp thân xe ổn định theo phương thẳng đứng, một sự ổn định mà khó có loại xe nào đạt được. Điều mà hành khách cảm nhận được khi ngồi trong xe là "cảm giác không có cảm giác".
Chi phí vận hành thấp:So với các phương tiện từ trường nâng hạ dẫn điện không đổi của Đức và các phương tiện từ trường nâng hạ siêu dẫn nhiệt độ thấp sử dụng heli lỏng của Nhật Bản, nó có những ưu điểm như trọng lượng nhẹ, cấu trúc đơn giản và chi phí sản xuất và vận hành thấp.
Ứng dụng khoa học và công nghệ của nitơ lỏng
Do đặc tính của chất siêu dẫn, chất siêu dẫn cần được ngâm trong môi trường nitơ lỏng ở -196℃ trong quá trình làm việc.
Công nghệ nâng từ siêu dẫn nhiệt độ cao sử dụng đặc tính ghim từ thông của vật liệu khối siêu dẫn nhiệt độ cao để đạt được trạng thái nâng ổn định mà không cần điều khiển chủ động.
Xe tải nạp nitơ lỏng
Xe bồn nạp nitơ lỏng là sản phẩm được thiết kế và phát triển bởi Công ty TNHH Công nghệ Cryogenic Tứ Xuyên Haishengjie cho dự án tàu điện từ trường tốc độ cao siêu dẫn nhiệt độ cao. Đây là cốt lõi của công nghệ tàu điện từ trường - bình Dewar bổ sung nitơ lỏng.
△ Ứng dụng thực tế của xe tải nạp nitơ lỏng △
Với thiết kế di động, công tác bổ sung nitơ lỏng có thể được thực hiện trực tiếp bên cạnh tàu.
Hệ thống chiết rót nitơ lỏng bán tự động có thể cung cấp nitơ lỏng cho 6 bình Dewar cùng một lúc.
Hệ thống điều khiển độc lập sáu chiều, mỗi cổng nạp có thể được điều khiển riêng biệt.
Chức năng bảo vệ áp suất thấp, bảo vệ thành bên trong bình Dewar trong quá trình nạp lại.
Bảo vệ điện áp an toàn 24V.
Bình chứa tự áp suất
Đây là bình chứa tự điều áp được phát triển và sản xuất đặc biệt để dự trữ nitơ lỏng. Sản phẩm luôn dựa trên cấu trúc thiết kế an toàn, chất lượng sản xuất tuyệt vời và thời gian lưu trữ nitơ lỏng lâu dài.
△ Bộ sản phẩm bổ sung Nitơ lỏng △
△ Ứng dụng thực tế của bồn chứa tự cấp áp △
Dự án đang tiến hành
Cách đây vài ngày, chúng tôi đã làm việc với các chuyên gia từ Đại học Giao thông Tây Nam.
Tiến hành công tác nghiên cứu tiếp theo của dự án tàu điện từ trường tốc độ cao siêu dẫn nhiệt độ cao.
△ Địa điểm tổ chức hội thảo △
Chúng tôi vô cùng vinh dự được tham gia vào công trình tiên phong này. Trong tương lai, chúng tôi cũng sẽ tiếp tục hợp tác với các công trình nghiên cứu tiếp theo của dự án để góp phần thúc đẩy sự phát triển của công trình tiên phong này.
Chúng tôi tin rằng
Khoa học và công nghệ Trung Quốc chắc chắn sẽ thành công.
Tương lai của Trung Quốc đầy ắp kỳ vọng.
Thời gian đăng bài: 13/09/2021
