新兴铸管股份有限公司
Xinxing Ductile Iron Pipes Co.
国家材料腐蚀与防护科学数据中心分中心-智慧铸管-耐蚀钢铁材料数据中心
National Materials Corrosion and Protection Data Center
Intelligent Ductile Iron Pipe-Corrosion Resistant Steels Data Center
中文 | Eng 管理后台 数据审核 登录 反馈
大突破!新材料将助力“超级高铁”
2016-05-16 09:49:47 作者:国家材料腐蚀与防护科学数据中心 来源:本网整理

  在低碳欧洲可持续发展的背景下,改善生产流程,减轻重量,低成本运行,创新设计,符合安全和环境标准是所有优先的关键事项。亨斯迈发现其产品在市场中起着越来越重要的作用,陆地运输部门占欧洲复合材料市场份额的25%,而铁路行业复合材料使用继续以每年平均10.5%的速度增长。与传统的金属同行相比,复合胶粘剂具有强度高、重量轻、耐热、耐腐蚀和耐冲击等综合机械性能,且达到高水平的欧洲消防安全标准。允许不同材料和更高重量载荷之间的组装,并均匀分布粘接接头应变、应力,保持材料的强度和完整性,便于设计和审美的可能性更大,重量比机械固定件更轻。广泛应用在车辆和基础设施建设中。也将助力“超级高铁”。

1.jpg

美国超级高铁


 
延伸阅读


  近日,总部位于美国洛杉矶的初创公司“Hyperloop One”,并宣布将于次日在美国西部内华达州荒漠中首次公开测试“超回路推进系统”,以期率先实现企业家埃隆·马斯克的“管道高铁”运输梦想。该公司的超级高铁推进系统首次户外测试成功,3米长的实验“滑车”在铺设好的轨道上运行了2秒钟,最终速度达到400英里每小时后(约合640公里/小时),撞击到91米外的沙堆减速停车。据悉,如果按照最终设想,超级高铁将在密闭真空管道或低压管道中行驶,时速最高可达760英里(约合1230公里/小时)。不过Hyperloop One的首席执行官罗布·劳埃德表示,全面的测试需要等到2016年年底进行。


  “超级高铁”技术突破还面临难题


  “超级高铁”要逐渐变为现实,还面临一些难题。


  一方面,如果抽空管道中的所有空气,空气阻力问题就能得以解决。但问题是,马斯克已经公开表示完全意义上的真空还难以实现。那么,在管道内持续产生接近超音速的高速气流,就要消耗巨大的能量,仅用太阳能电池板显然还不够。如何有效解决能源供应问题,还需科研探索。


  同时,还有一个散热的问题。能量分析专家指出,胶囊车厢压缩空气,向下或者逆向排出,都会产生巨大的热量,这将导致乘客舱和相应的仪器设备遭受损坏。马斯克的解决方案是在每一个车厢里添加一个水箱,用水箱来吸收热量,并转化为水蒸气。但是,胶囊车厢仅有几立方米的空间,具体运行时热量转换率不高,这意味着必须增大水箱容量。


  另一方面,虽然“超级高铁”不违背物理原理,但过快的速度将会令人头晕目眩,更不用说还可能要应对的翻滚和急刹车等紧急事件。此外,“超级高铁”的路线理论上越直越好。这是因为,高速下的转弯不但非常困难,还会让乘客体验变得糟糕。


  “超级高铁”需要什么样的高科技支撑呢?


  一是材料高科技。“超级高铁”要以导弹的速度飞驰,那么制造火车的材料必定不能是一般材料。普通材料的强度无法适应高速度的撕裂,很容易在运行过程中被撕成碎片。就目前的情况来看,抗高温高压、密度小强度高、使用寿命长的纳米材料很适合制造“超级高铁”的车厢。纳米材料已经通过航天工程的实用检验,将这一成熟的高科技材料运用于“超级高铁”项目应该不是什么困难的事。


  二是制造高科技。黄金自古就有,但古人只是把黄金做成项链,现代人则把黄金用在了电脑芯片中。黄金在科技领域的应用现状,说明这样一个问题:任何一种材料要想转化成高科技产品,需要高科技的产品制造技术。开发“超级高铁”已经具备了相应的高科技制造技术,如“真空运输管道制造技术”在上世纪90年代被提出来。


  三是能源高科技。凡是高速度的东西,都离不开高科技的能源传输或转化方式。比如,“超级高铁”需要用超导体来传输电能,产生磁悬浮效果,以便能让胶囊车厢悬浮在管道内高速运行。利用超导体产生磁悬浮,是尚需提升的能源技术。


  此外,人造机车的行进速度一直受能量转换效率的制约。换句话说,能量转换效率越高,人造机车的行进速度就越快。比如,火箭飞行时需要携带大量的燃料,如果燃料的化学能转化为动能的效率提升一个百分点,则可以少带十个百分点的燃料,这就会有效降低火箭的重量,从而提升飞行速度。再如,汽车将汽油的化学能转化为动能的效率大约是30%,因为能量转化效率不高,动能不足,所以汽车飞不起来。


  目前,传统机车发动机能量的转换效率已达到40%的极限。所以,工程技术专家在“超级高铁”项目中抛弃了传统的发动机带动机车前行的做法,而是采取类似“导弹发射”的方式进行。这种方式的能量转换效率,在真空状态下理论上可达100%。

 

 

免责声明:本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有,如果涉及侵权,请第一时间联系本网删除。

关于国家科技资源服务平台

国家科技基础条件平台中心是科技部直属事业单位,致力于推动科技资源优化配置,实现开放共享,其主要职责是:承担国家科技基础条件平台建设项目的过程管理和基础性工作;承担国家科技基础条件平台建设发展战略、规范标准、管理方式、运行状况和问题的研究,以及国际合作与宣传、培训等工作;承担科技基础条件门户系统的建设与运行管理工作;参与对在建和已建国家科技基础条件平台项目的考核评估和运行监督工作。

国家科技资源服务平台相关网站


国家材料腐蚀与防护科学数据中心

国家高能物理科学数据中心

国家基因组科学数据中心

国家微生物科学数据中心

国家空间科学数据中心

国家天文科学数据中心

国家对地观测科学数据中心

国家极地科学数据中心

国家青藏高原科学数据中心

国家生态科学数据中心

国家冰川冻土沙漠科学数据中心

国家计量科学数据中心

国家地球系统科学数据中心

国家人口健康科学数据中心

国家基础学科公共科学数据中心

国家农业科学数据中心

国家林业和草原科学数据中心

国家气象科学数据中心

国家地震科学数据中心

国家海洋科学数据中心