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衡宇 发自 凹非寺
: @: {1 G3 O9 `3 G4 e; S G, o+ y量子位 | 公众号 QbitAI2 x) T- _ _; Z; s9 H5 K8 L
: M( c' @: s; g' m e7 Q世界首个电磁橇，以逼近音速的速度，在济南成功运行！* x' o" K+ q, p: |1 L7 b" Q
电磁橇是电磁驱动地面超高速试验设施，能将吨级及以上物体，最高加速到时速1030公里。9 n/ o) f( Z6 ~- i8 X0 y% _ u
这也是大质量超高速电磁推进技术的世界最高速度纪录。; v, X o; S% B) O* S
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中国科学院和山东省、济南市合作，用33亿元总投资，搞出了这个世界首个电磁驱动的地面超高速科研实验装置。% Y/ }3 T+ b5 F. R4 Q
如果用来推动磁悬浮列车，“千里江陵”可以一小时几个来回；如果能用来推动火箭，第一级火箭都可以原地失业了……4 @& \' ]$ a- d1 n/ `
网友不禁感叹道：挺好，就是有点费刹车。
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2 R V1 }' z: U; R; L5 y巴特，有没有觉得“电磁橇”三个字有点陌生？6 g: k# W7 m4 {8 S7 w0 |0 B
那就再看一眼。除了“世界首个”这样的抬头，电磁橇背后，值得关注的点有哪些——6 D! c( z$ ^6 M' [4 g
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采用电磁推动技术
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简单来说，电磁橇就是高速磁悬浮滑橇系统，是磁悬浮列车技术的Plus版。" L$ A: ? ~7 r- O
磁悬浮列车是完全悬浮在电磁轨道上的，电磁橇和轨道间还是有接触的。9 j; ~1 [6 P/ D$ l1 P( u$ _+ B
但是电磁橇的动力驱动，直接依靠的是轨道和车体之间的电磁装置。电磁装置朝某个方向产生推进力，实现高速运行。
3 i& ~# C% K2 K% @( H& n% T% M它给人最直接的观感，就是快。
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目前，磁悬浮列车的最高时速是603km/h，是1500公里运程范围内，最快捷的交通模式。3 A+ l+ S5 D; t( ?0 ]* {5 B# [: `& Q
而此次在济南成功运行的电磁橇，时速达1030km/h。4 D; l$ i5 Q7 W+ g4 r8 }6 E
折合为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。
: E# z$ k9 j' l- b（第一宇宙速度又称为航天器最小发射速度、航天器最大运行速度）
/ Q4 j& J& K+ Q如果说欢乐谷的跳楼机是用来弹射人的话，电磁橇就是用来弹射高达的吧。" n) a1 }" S: L6 T, i
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怎么可以这么快的？？？？+ i# B' b- i# f# e
说回大家较为熟悉的磁悬浮技术，它主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三部分组成。
d' {. R0 u0 d1 ?电磁橇就属于其中的推进系统，建造时采用了电磁推进技术。
- F4 H/ C* A- y" {具体而言，它由定子、转子构成，通过磁力连接产生非接触力，从而推动前进。 s ?, q) E: e
一般情况下，高速地面交通、航空飞行器等高速先进装备的研发，必须解决复杂动态过程下的空气动力学、高强度先进材料、高速测控等一系列问题。# e; L: @" n6 @$ N: s
电磁推进技术让电磁橇推力大、响应快、精确可控，能为这几个问题提供重要的测试手段。% S2 H* P7 b0 r7 z
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$ C [2 L2 a3 h要研发出电磁橇，不仅需要有成熟的综合管理系统，还需要掌握高速大推力的直线电机、100MW宽带变频电源等五大关键核心技术。
/ S3 ~ O' ~0 }巧了么不是，这些技术咱们国家都有。6 S0 s9 a8 S5 i3 r
而且已经用在了中国第三艘航空母舰福建舰身上，它共有3套电磁弹射系统。
1 N% H6 S ~! h5 M4 |. ] ?上面的飞机，起飞时利用电磁弹射和阻拦装置，采用“弹射起飞-阻拦降落”方式，让舰载机的起飞速度比以往更快。4 R$ l! W7 W, X+ Q1 ^
弹射起飞需要制造要求非常高的专用弹射装置。* _5 h0 i* d4 i* Y. F. H- t
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福建舰电磁弹射轨道上，推动舰载机前进的装置部分，和电磁橇都有高速大推力直线电机、百兆瓦级高频宽频供电技术等等。
" @3 o2 ^5 _! _. O$ `7 l只是在弹射的物体、性能参数方面有所不同。
" T0 Q7 S0 d! b; n1 `% a; q不过电磁橇的速度，可比电磁弹射最高两三百公里每小时的速度快得多。7 j$ n9 K2 \# R+ u
现在，电磁橇放在陆地上，不仅空间成本比在航母上低，可用之处也大大增加。
" B8 _( q- U5 H比如在民用前沿基础科学研究方面，如先进材料、高速空气动力学、冲击与碰撞力学等，电磁橇能提供试验保障条件。
' Y$ G8 |& P8 F7 v1 Z6 u而在制导、引信、惯性导航、救生等前沿装备研制领域，电磁橇也能提供新一代高性能试验环境。! m6 f/ T/ x" x& j* _# F
除了快之外，电磁橇带来的好处，还有安全、经济和节能（相比于石油等燃料）。' _+ W+ K+ L& b5 ?4 x6 t' R7 l6 {
如果电磁橇能成功应用于超高速磁悬浮列车上，一日之内畅游全国，怕不再是梦了。- |+ d/ Z, _5 _* {. P
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能不能上天？- K; ^4 T' M# T! M$ M0 j
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既然电磁橇这么厉害，有没有一种可能，让电磁橇把火箭弹上天？
4 ~5 z! W9 {# s3 D* O) S3 B! C' Z电磁橇确实能带动超高速电磁发射与推进的快速发展。
+ T! `0 d# ]7 {. U8 I' ]理论上，建一座山那么高的发射台，是可以利用电磁橇将火箭弹射入轨，节省一级火箭燃料的。3 f9 q( ~8 q4 X/ n
但事实的答案是，目前还不能。
0 z! m$ X4 Z! Q+ ^' W9 L* t3 Y! ?先不说它的速度还达不到宇宙第一速度。8 M, p T3 {2 s5 F( w7 u: L
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. u( n! t5 E% B* k哪怕只是想用电磁橇取代第一级火箭，建造的发射台需要约9000米，比珠穆朗玛峰的海拔还要高。' N! o7 A/ j1 C4 I, F: [% n
不过，以电磁橇现在的速度286m/s来说，电磁橇+点火发射，也能给火箭省不少搭载燃料所需的空间。
D( s! I; C& \+ S# p如此一来，火箭变小，制造和发射成本都能大大降低。* `% W4 W, K& T
但是仅就目前而言，弹火箭这件事儿，还是要交给电磁橇的尊享版——火箭橇。
: q9 G& `) S( P, x- k$ [火箭橇，一种利用火箭助推器强大推力，推动测试物体在类似铁路的专用轨道上高速前进的空气动力学试验设备。; n M9 x4 C2 j4 n* X
相比于电磁橇，火箭橇更为成熟，1993年我国就有了国内第一条，也是亚洲唯一的火箭橇滑轨。
, S, X; L# z4 ]3 B2 L而且就“民用”的定位来看，电磁橇运用在地面交通上，也暂不需要达到超音速水平。: p; w4 _% ?: J0 D* e$ ?# i. }) }
那么，除了期待它带来科幻小说里的“贴地飞行”客运，电磁橇还可以干些啥呢？3 h! N. X* A# H, I
真正民用的那一天，应用在高铁上，时速达到每小时800至1000公里，机场都只能不知所措。
8 _; ]7 x; v0 O% O, ]/ m/ X) p# C# u' ~以及，物流公司可能会第一批上车，全国快递岂不是当日可达？？$ K& Z% U" |8 g# i9 w" I
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又或者不拘泥于地面，民航也一起芜湖起飞：
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别怕乘客受不了这个速度，网友连对策框架都搭好了：
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话说，电磁橇推动的速度，还是比不上网友开脑洞的速度哈～
9 q& `+ [' ~9 @. b. C0 N参考链接：
" j R4 x( w2 P+ V7 r[1]https://www.zhihu.com/question/561151876
3 x9 D' ^% k' g# a E) E* |[2]https://m.gmw.cn/2022-10/20/content_1303175019.htm
6 D9 [: z4 i6 ~[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Rocket_sled_launch |
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发表于 2022-10-22 20:30:08
