單手就能推動重達12.5噸的車頭；車體能懸浮在軌道上方10~30mm處……這種聽起來充滿魔幻色彩的情節，已經走進現實。日前，世界首臺高溫超導高速磁浮工程化樣車及試驗線正式在位于四川成都的西南交通大學啟用，標志著高溫超導高速磁浮工程化研究從無到有的突破。
高溫超導高速磁浮工程化樣車采用全碳纖維輕量化車體、低阻力頭型、大載重高溫超導磁浮技術等新技術和新工藝，設計時速620千米。列車底部安裝有超導體，軌道則是永磁體，在液氮的作用下，不僅列車可以自懸浮在軌道上，同時依靠兩者間產生的“若即若離、又不離不棄”的“釘扎”特性，只要超導態存在，不論對車輛施加任何一個方向的力，系統都能自動把車體“拉回來”，實現“永不脫軌”。
高溫超導高速磁浮工程化樣車（圖片來源：川觀新聞）
高溫超導高速磁浮工程化樣車內部（圖片來源：新華社）
據了解，這條試驗線位于西南交通大學牽引動力國家重點實驗室，驗證段全長165米，盡管長度還不能滿足樣車按超600公里設計時速“跑起來”的要求，卻是在全球范圍內首條面向實現大載重、高速高溫超導懸浮技術的工程化研究試驗線，可實現樣車的懸浮、導向、牽引、制動等基本功能，以及整個系統工程的聯調聯試，滿足后期研究試驗。
當前，磁懸浮已經應用到生活的很多方面，磁懸浮列車便是其中之一，例如上海浦東機場專線、湖南長沙磁浮快線、北京連接門頭溝和石景山的S1線等。為何高溫超導高速磁浮樣車的下線格外受到關注？除了其具備的“超能力”外，最大的吸睛點在于這是“中國創造”，由我國自主研發設計、自主制造。
高溫超導磁浮技術作為革命性的交通技術，首先誕生于西南交通大學。作為該技術的主要參與者，西南交通大學鄧自剛教授解釋，“高溫”是相對低溫超導體而言，其實際溫度是處于液氮的工作溫度——零下196攝氏度；“超導”則是指在液氮溫度下，其電阻完全消失，稱作超導現象。
1997年，西南交通大學獲批國家863計劃項目“高溫超導磁懸浮實驗車”，正式開展高溫超導磁浮車的研究。3年后，世界首輛載人高溫超導磁懸浮實驗車“世紀號”研制成功。2014年，該校建成了一條真空管道高溫超導磁懸浮車環形試驗線，2019年又建成了真空管道高溫超導磁浮車高速試驗平臺，最高試驗速度可達400km/h。“此次高溫超導高速磁浮工業化樣車及試驗線的啟用，是我國這項原創技術第一次從實驗室走向工程化，也把我國相關領域技術往前推進了一大步。”鄧自剛說。
當前，磁懸浮技術按照懸浮原理，可以分為電磁懸浮、電動懸浮以及高溫超導磁浮三類。我國現行的磁懸浮列車采用的是電磁懸浮，日本低溫超導磁浮列車和美國的超級高鐵擬采用的技術都是電動懸浮。“電磁懸浮、電動懸浮列車技術相對成熟，但有一定的適用條件，比如電磁懸浮需要通電狀態下實現懸浮，電動懸浮是運動時才能懸浮。”鄧自剛介紹，高溫超導磁浮攻克了前兩者的局限，其懸浮和導向不需要主動控制、不需要車載電源，只需用廉價的液氮（77K）冷卻，而空氣中78%是氮氣，具有節能、環保等顯著優勢。
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近年來，隨著智能化鐵路體系的不斷完善，中國高鐵實現了從引進國外技術“跟跑”到關鍵領域自主再創新的“領跑”。鄧自剛認為，研究高溫超導磁浮技術不僅是一個科研攻關問題，更具服務國家戰略意義。
黨的十九大作出建設交通強國的重要部署，國務院印發的《交通強國建設綱要》中也明確提到，要強化前沿關鍵科技研發，合理統籌安排時速600公里級高速磁懸浮系統、時速400公里級高速輪軌（含可變軌距）客運列車系統、低真空管（隧）道高速列車等技術儲備研發。
“人類對速度的追求永無止境，各國在速度上的競逐也是永不止步。”2013年，美國馬斯克提出“超級高鐵”計劃，認為超級高鐵能以時速1200公里的超高速遠距離運送乘客，包括中國在內的全球多個國家的公司和研究機構開展了相關領域的研究和試驗；2015 年，日本將磁懸浮載人列車行駛世界記錄提高到了603 km/h……面對世界各國的速度競賽，鄧自剛說，“我們要做的就是確立中國的領先優勢，保持‘領跑’地位。”
據了解，工程化樣車和試驗線啟用后，可以對已有功能進行驗證，進一步優化改進，最終呈現一套比較完善的高溫超導高速磁浮方案，為將來的投產商用做準備。
從試驗線到正式投產，鄧自剛對高溫超導磁浮交通技術充滿信心，但他也知道還要耗費相當一段時間。“要實現技術的工程化應用，我們還得研究如何讓它浮得更重、跑得更快、跑得更穩。同時，也要驗證技術的經濟可行性和運行可靠性，降低系統運行成本、延長使用壽命。”
未來高溫超導高速磁浮列車效果圖（圖片來源：西南交通大學微信公眾號）
據介紹，下一步，西南交通大學將結合未來真空管道技術，開發填補陸地交通和航空交通速度之間空白的綜合交通系統，為遠期向1000km/h以上速度值的突破創造條件。（中央紀委國家監委網站 陳瑤 張寒）