中国成功运行世界首个电磁橇，磁悬浮速度突破1000公里/小时，产业链成熟度如何？

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）近日，世界首个“电磁驱动地面超高速试验设施——电磁橇”项目在山东济南成功运行，并一举将吨级及以上物体最高加速到1030公里的时速，创造了大质量超高速电磁推进技术的世界最高速度纪录。据悉，世界首个电磁橇是中国科学院与山东省、济南市开展战略合作的重大项目，突破了一些列的核心技术，对促进交通领域、航天领域、电磁装备制造领域发展有重大意义，是真正的“国之重器”。

电磁橇的重要价值

电磁橇实际上就是电磁推进技术的一种设备形态。从原理上看，电磁推进是一种利用导电气体中电流和磁场的相互作用，使气体高速喷射并产生推力的推进方法。由于导电气体为电离高温气体等离子体，因此也被称为等离子体推进技术。电磁橇技术可用于人们较为熟知的磁悬浮列车的推进系统。在整个磁悬浮列车动力系统中，分为悬浮系统、推进系统和导向系统三部分。在当前的推进系统助力下，磁悬浮列车的速度已经突破了800公里/小时，如果电磁橇技术能够全面应用于磁悬浮列车系统中，那么未来列车速度超越飞机将指日可待。实际上，之所以命名为“电磁橇”，一个很重要的原因就是项目形态和磁悬浮列车相似。所谓“橇”取自雪橇，意思就是没有轮子，通过滑动前进。不过，并不能因为电磁橇的形态就偏执地认为，其只能在地上以磁悬浮的形态跑，实际上这也是航天器推动系统的一种测试方式。与之相似的就是火箭橇，将火箭发动机作动力推动火箭滑车高速前进以获取模型（或实物）试验测试数据的大型地面动态试验系统。火箭橇是风洞实验的重要补充，帮助航天器设计团队更好地分析航空器的空气动力学性能。实际上，电磁橇技术被认为是人造地球卫星和行星际飞行器中的一种比较理想的推进方法。和传统的燃料推进技术相比，电磁推进技术拥有更大的比冲，并且由于没有添加燃料的过程，响应速度更快，有望帮助火箭橇突破十马赫的瓶颈。同时，美国能源部高能与核物理办公室的项目经理戴维古德温（David Goodwin）认为，以电磁推进的方式，将比其他任何一种推进方式让航天器飞得更远，能够和核能实现完美的搭配。据悉，本次成功在济南运行的电磁橇设施，具有推力大、响应快、精确可控等突出优势，可以为高速地面交通、航空飞行器等高速先进装备提供重要的测试手段，解决这些设备在复杂动态过程下的空气动力学、高强度先进材料、高速测控等一系列科学技术问题。目前，这个电磁橇项目已经可以为国内相关企业和研究单位提供试验与测试服务。此外，此次电磁橇设施的搭建，也将对国内大功率电力变换与控制、超导磁场相关技术的发展起到促进作用。

国内电磁设备产业链

随着济南电磁橇以及西安高温超导高速磁浮列车等一系列项目的推进，电磁技术有望推动我国交通和航天实业迈向更高的台阶。那么，当前产业链的准备情况如何呢？我们首先看一下国内的磁悬浮列车产业链。我们在上面提到了磁悬浮列车在驱动方面的三大系统——悬浮系统、推进系统和导向系统，实际上一辆磁悬浮列车运转还会有控制系统、车身系统、牵引系统以及轨道系统等。在车体方面，磁悬浮列车用到的主要零部件包括超导电磁头、电容器、变流装置、压缩机、空气弹簧和车体外壳等。据悉，目前中国中车已实现高中低三种磁浮列车制造技术的全覆盖，比较有代表性的子公司是中车唐山公司和中车株洲。其中，中车唐山公司主要从事轨道交通装备的研发、制造、服务和检修以及工程总包、污水处理等多元化产业，在磁悬浮方面拥有“全系列产品”技术，我国首条磁悬浮列车——北京S1线磁悬浮列车便是由中车唐山公司参与承建。中车株洲则主要布局磁悬浮方面的前沿技术，2013年-2016年期间，国内投放了多条磁悬浮列车运营线，其中很多都有中车株洲的参与。比如2016年5月，中国首条具有完全自主知识产权的中低速磁悬浮商业运营示范线——长沙磁浮快线开通试运营，这个磁浮列车便是由中车株洲与国防科技大学等高校研发制造。目前，中车株洲已自主研发出长定子直线电机和悬浮电磁铁，将磁悬浮列车标注速度提升到了600公里/小时。除了中车旗下的子公司，包括新筑股份、银河磁体、横店东磁、宁波韵升、山东章鼓、亿昇科技、佳电股份等公司都是磁悬浮列车的概念公司，提供的产品包括磁体、牵引系统、线路轨道等相关产品。除了围绕中车集团形成的磁悬浮列车产业链，目前国内磁力设备也形成了产业链聚集，比如湖南岳阳。岳阳又称中国“磁都”，拥有“国家磁力设备质量监督检验中心”、“全国磁力设备标准化工作组”、“全国产业集群区域品牌建设试点单位”等重点项目，并与中科院、国防科技大学、中南大学、湖南大学、北京科技大学等科研院校建立了产学研合作关系。统计数据显示，目前全国超过七成的电磁技术人才汇集在岳阳。预计在2022年，岳阳电磁及磁力装备产业规模将突破100亿元。除了推进电磁技术在轨道交通、航天工程、海洋工程和环保领域等重点领域的应用，同时岳阳也在积极推动企业向非金属矿、环保、化工、医疗等新兴产业进军，打造“电磁铁+”的创新发展模式。在企业层面，岳阳拥有中科电气、科美达电气、大力神电磁、鸿升电磁、华中科技等电磁装备整机企业，同时也拥有和创磁电、海润电气、新一步等配套设施企业。目前，岳阳在电磁设备方面已经由过往电磁搅拌、除铁器等传统产品转型升级到磁悬浮、轨道交通、化工成套装备等新兴领域。除了湖南岳阳，目前在江苏、山东、辽宁等省份也都有电磁设备产业聚集地。随着电磁技术在交通、航天等领域逐渐体现重要性，未来这些相关企业和产业聚集地将大受裨益。

写在最后

无论是从交通领域看，还是从航天领域看，山东济南的电磁橇项目都可谓是“国之重器”，为相关领域的发展提供了重要的测试平台。对于民众而言，随着电磁推进技术在稳定性、可靠性以及成本方面逐渐得到优化，地面交通工具速度超越飞机并非异想天开，而是切实可行的。

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