第三代氣動懸浮列車“LOOP”效果圖,。

原標(biāo)題：上游深閱讀丨不用煤不用燃?xì)獠挥秒姇r速可達(dá)400-500公里重慶理工參與研發(fā)高速氣動懸浮列車

不需要傳統(tǒng)的煤,、氣、電提供動力,，列車時速可達(dá)400~500公里，你相信嗎？近日,，記者在重慶理工大學(xué)車輛工程學(xué)院就看到了這樣的“高速氣動懸浮列車”模型。你認(rèn)識名叫鵜鶘的鳥嗎,？高速氣動懸浮列車的靈感就來自于它,。有關(guān)專家稱，這款列車有望改變世界交通系統(tǒng),。

氣動懸浮列車實物模型。

子彈頭車頭似高鐵,，車身有環(huán)形翼像飛機

記者看到,，這款高速氣動懸浮列車模型長一米多，子彈頭車頭似高鐵列車,，車身則有環(huán)形翼和氣流推進(jìn)器,，又跟飛機有些相似。

“高速氣動懸浮列車第一代,、第二代樣式試制及實車試驗已經(jīng)在日本完成,。”重慶理工大學(xué)領(lǐng)銜參與高速氣動懸浮列車研發(fā)的教授賴晨光介紹,，這樣的高速氣動懸浮列車,，完全采用自然能源驅(qū)動，使用成本低,，速度還非?？臁,！叭绻詴r速500公里為前提,，氣動懸浮列車的能耗是高鐵的1/3,、磁懸浮列車的1/6?！?/p>

賴晨光說,，他是在2004年接觸到這一項目的?！澳菚r候,，我以吉林大學(xué)教師的身份參與這個項目?！?/p>

2007年,，賴晨光來到日本，更加深入地參與了該項目的研究,，“主要負(fù)責(zé)空氣動力學(xué)這一塊,。”

重慶理工大學(xué)教授賴晨光,。

曾兩個月沒出實驗室

提出環(huán)形翼設(shè)計方案

2007年到2011年，賴晨光在日本進(jìn)行了四年的研究,。這四年,，他每天待在風(fēng)洞實驗室里，用煙霧法觀察空氣的流動,，甚至一度引起中毒而住院,。“有兩個月,，我足不出實驗室,，飯都是送進(jìn)來吃?！痹谝淮卧囼炛?，賴晨光中毒倒下，住了好幾天院,。

2011年，賴晨光來到重慶理工大學(xué),，他帶領(lǐng)著4位老師,、二十多位研究生，繼續(xù)攻關(guān)高速氣動懸浮列車,。

經(jīng)過深入研究分析,，重慶理工大學(xué)汽車空氣動力學(xué)團隊提出了高速氣動懸浮列車行駛穩(wěn)定性控制的理論與方法，為其深入研究和開發(fā)提供了關(guān)鍵的理論指導(dǎo)和依據(jù),。同時,，該團隊還提出了環(huán)型翼的設(shè)計構(gòu)想并進(jìn)行了驗證,，使得該列車的空氣動力性能得到了進(jìn)一步的提高?！昂唵蝸碚f,，就是主要研究列車行駛的穩(wěn)定性，提出了環(huán)形翼的設(shè)計,。”賴晨光說,。

新設(shè)計提高運輸能力

該車的商用步伐加快

賴晨光告訴記者,，在此前的設(shè)計中,，高速氣動懸浮列車的車翼（翅膀）跟飛機類似,，是一對尾端加裝了豎直小翼的水平翼,，但這樣的“翅膀”,，在列車行駛時,，車翼后面會產(chǎn)生不穩(wěn)定氣流,，使列車在行駛中的平穩(wěn)性受到影響。

“而我們設(shè)計的環(huán)形翼,，是在一個三維面上形成一個框,，而且框的上面跟下面不在一條豎直線上，而是往后斜,。這樣的設(shè)計使氣流比原來穩(wěn)定很多,，會大大提高列車行駛的穩(wěn)定性?！辟嚦抗饨忉屨f,。

此外，環(huán)形翼的設(shè)計還能夠提高運輸能力,。“通過環(huán)形翼設(shè)計,，使升阻比（升力除以阻力）提高30%-40%,，并提高運輸效率?！辟嚦抗饨榻B,，要使高速氣動懸浮列車運行效率高,、運載能力強，其車翼就要設(shè)計得長,，“但這帶來的后果就是軌道占地面積大,，建造成本增加很多。我們提出這個環(huán)形翼,，在軌道的寬度不變的情況下,，可以提高30%-40%的運輸能力?！?/p>

穩(wěn)定性加運行能力的提高,，使得高速氣動懸浮列車的商用步伐加快了。

首條高速氣動懸浮列車線路

預(yù)計2025年在日本開行

根據(jù)空氣動力學(xué)研究結(jié)果,，結(jié)合工業(yè)設(shè)計及美學(xué),、文化等因素，重慶理工大學(xué)汽車空氣動力學(xué)團隊設(shè)計出第三代列車造型“LOOP”,，使這個“飛行的列車”離人們的生活又更近一步了,。接下來，中日團隊將基于新設(shè)計的“LOOP”造型,，為其配備阻燃性的鎂合金車身并開展更加深入的試驗研究與驗證,。

根據(jù)規(guī)劃，日本將于2025年開通第一條高速氣動懸浮列車線路,，“計劃從日本成田機場到羽田機楊,，全部走地下隧道，設(shè)計時速400公里,，10多分鐘就可以實現(xiàn)兩個機場的互通,，而現(xiàn)在從地面上走要一個多小時。第二條從東京到大阪,，時速500公里,，一小時之內(nèi)可實現(xiàn)兩地的互通，而目前需要兩個小時,?！?/p>

“東京到大阪這條線，全采用自然能源,，我們沿軌道對氣候,、風(fēng)力等進(jìn)行了測試。根據(jù)這個區(qū)域的太陽照射時間安裝太陽能板,，依據(jù)風(fēng)的自然條件安裝風(fēng)車,。”賴晨光說,，“現(xiàn)有技術(shù)沿途所收集和轉(zhuǎn)化的太陽能和風(fēng)能,，能夠驅(qū)動這個系統(tǒng)每12分鐘一次往返,。按三節(jié)車廂、每節(jié)車廂120人計算,，一次能運送360人,。”

賴晨光說,，這個只用自然能源驅(qū)動,、零污染的項目，看似不太可能完成,，而實際上卻離老百姓的生活很接近,。

研發(fā)車身材料，意外發(fā)現(xiàn)鎂空氣電池

在對高速氣動懸浮列車材料的研究中,，研發(fā)團隊還“意外”發(fā)現(xiàn)了高效的鎂空氣電池,。

在材料研發(fā)時，日本東北大學(xué)的小濱泰昭教授提出用鎂合金來做車身材料,，因為鎂合金輕而且強度高,。在研究加工鎂合金的過程中，小濱泰昭發(fā)現(xiàn),，“鎂合金和空氣反應(yīng)會放電,，于是小濱泰昭又開始對鎂空氣電池進(jìn)行研究，并取得了非常大的進(jìn)展,?！?/p>

“而高效、可控鎂空氣電池的出現(xiàn),，將對新能源汽車的開發(fā)有極大的促進(jìn)?，F(xiàn)在已有幾家企業(yè)投資幾十億元，大力推進(jìn)該鎂空氣電池的產(chǎn)業(yè)化,。”賴晨光介紹,，高效,、可控鎂空氣電池的出現(xiàn)，對中國有極大的好處,，“中國的鎂礦儲量很大,，而且質(zhì)量也非常好。按照小濱泰昭的估算,，鎂足夠人類使用數(shù)億年,，產(chǎn)生的氧化鎂還能夠利用太陽進(jìn)行還原，可謂是取之不盡,，用之不竭,，用鎂來發(fā)電,，鎂氧化過程中產(chǎn)生能量，能效比驚人的高,。比現(xiàn)在的電池能量密度高很多,。”

目前,，小濱泰昭已委托賴晨光作為中方代理人,，尋找合作伙伴。

研發(fā)靈感源自一種叫做鵜鶘的鳥

讓人意外的是,，高速氣動懸浮列車的研究竟然和一只鳥相關(guān),。日本東北大學(xué)小濱泰昭教授發(fā)現(xiàn)，一種叫做鵜鶘（信天翁）的鳥在遷徙時,，每進(jìn)食一次,，能夠持續(xù)飛行超過900公里，具有驚人的“燃效比”,。為什么它的“燃效比”可以這么高,，經(jīng)過深入研究，“發(fā)現(xiàn)它們是利用了WIG的自然現(xiàn)象”,。

賴晨光解釋說,，所謂WIG現(xiàn)象，就是翼形（鳥的翅膀）在接近地面的時候會產(chǎn)生升力急劇增加,，阻力減小的現(xiàn)象,。“如果鳥在高空中飛,，經(jīng)常扇動翅膀來產(chǎn)生升力,，但接近地面，只要把翅膀張開,，產(chǎn)生的升力比高空中大很多,。這個升力跟翅膀距離地面高度有關(guān)系，當(dāng)鳥的飛行控制在一定高度的時候,，不必扇動翅膀,，就能夠支撐身體的重量飛行，我們研究發(fā)現(xiàn),，離地面越近,，升力就越大?！?/p>

其實，早在研制高速氣動懸浮列車前，前蘇聯(lián)科學(xué)家就利用這一原理研制出“里海怪獸”——一種在海上懸浮飛行的飛機,，其機身與波音747飛機大小相近,，海上巡航速度約為每小時500公里。