hss-01磁懸浮列車的研制

1基于hsst的新型推動磁懸浮列車日本人口稀少。鐵路技術(shù)的發(fā)展一直是世界上最具影響力的國家。早在1972年,日本航空公司(JAL)就將磁懸浮列車HSST(HighSpeedSurfaceTransport)作為新一代陸地快速交通工具,其重要性已日益凸現(xiàn)。HSST系統(tǒng)是以常溫吸引方式實現(xiàn)懸浮導向,以直線感應電機(LIM)為動力的線性機車。隨著理論和技術(shù)的日趨成熟,日本、德國等發(fā)達國家已具備進入商業(yè)化運營的能力,并作為城市軌道及機場交通工具著手進行了開發(fā)。2發(fā)展過程2.1系統(tǒng)的tr-施HSST的開發(fā)始于1974年初,當時德國開發(fā)的TR-04磁懸浮系統(tǒng)令人注目,且可以減少公害?？紤]到日本的實際情況,必須選擇對環(huán)境影響小的交通工具,這就是進行開發(fā)和研究的動機。2.2剛性約束后的現(xiàn)代電磁法日本最早采用德國Kruss-Maffei技術(shù)開展低速磁懸浮技術(shù)的研究。它們的特點是:(1)倒U型軌道與U型電磁鐵構(gòu)成懸浮系統(tǒng),具有側(cè)向自穩(wěn)功能;(2)4個電磁鐵直接固定在車廂底板上,4個電磁鐵之間是一種剛性結(jié)構(gòu)約束,沒有相對運動自由度;(3)采用短定子異步電機推進。日本購買了這個專利,在此基礎(chǔ)上開發(fā)了HSST-01磁懸浮列車(圖1)。1975年12月,在橫濱市新杉田建設的長200m的直線軌道上首次懸浮行駛了重1t、長4m的HSST-01磁懸浮列車。9個月后,在川崎市東扇島建設了全長1000m的直線軌道,開始了提速試驗。1978年2月初,試驗速度超過了目標速度300km/h,達到307.8km/h。1979年2月,在國家資助下增加了縱曲線和半徑2000m及280m的彎道,并且將軌道線延長到了1600m。2.3hsst-2002磁懸浮列車日本航空公司在HSST-01的試驗沒有取得預期效果的基礎(chǔ)上,于1978年5月制造了HSST-02磁懸浮列車(圖2)。作為載人演示的試驗車長約7m,裝備了二系減振系統(tǒng),乘坐非常舒適,在8人乘坐時以100km/h的速度行駛。1981年3月,在東扇島試驗場完成了全部基礎(chǔ)試驗。2.4客車轉(zhuǎn)向架的設計1985年,在筑波市舉行的世界科技博覽會上,HSST-03實用型磁懸浮列車進行了載客運行(圖3)。其車體的大小與實際的車輛相似,采用了獨特的模塊組件作為車體機械支承裝置,其作用相當于常規(guī)鐵道車輛的轉(zhuǎn)向架。該車在科學萬博及1986年加拿大溫哥華交通博覽會上進行了搭載大量乘客的演示。從1987年3月愛知縣岡崎市的“葵博”開始,到1990年9月初進行了349天載人運行演示。2.5jj/hsst-05車1987年,研制了重24t、長19.4m的HSST-04磁懸浮列車(圖4),可容納乘客約70名,設計速度為200km/h。它的懸浮、導向和驅(qū)動技術(shù)與HSST-03一樣,不同的是新車結(jié)構(gòu)中,車輛走行機構(gòu)從外側(cè)包住線路。1988年5月,HSST-04型車在崎玉國際博覽會上展示,展示線路長327m,混凝土高架梁跨距為12m,軌道包括2個半徑為150m、超高為2.3°的曲線段。試驗速度為43km/h。2.6線路結(jié)構(gòu)特點1989年3月—10月,HSST-05磁懸浮列車在橫濱國際博覽會上展示(圖5),展示線路長568m,線路采用單片箱型梁結(jié)構(gòu),高架梁采用12m和16m2種跨距,凈空高4.5m,動載荷下梁的撓跨比為1/3800,最高速度達到55km/h。這次HSST獲得了限制時間的鐵路運輸許可,第一次被授權(quán)為可選擇的公共運輸系統(tǒng),取得了營業(yè)許可。2.7hsst-100s測試試驗結(jié)果HSST-100S是繼HSST-01～HSST-05之后研制的、適用于低速運行的磁懸浮列車(圖6)。該車由Mc1、Mc2兩節(jié)車廂組成,全長17.55m,Mc1、Mc2車間距為0.55m,橫向?qū)挾葹?.6m,車體高度為3.3m,空車重18t,最大負載時重30t,運行速度為100km/h,最高速度為110km/h。1991年,在名古屋附近的大江建成了一條新的面向應用試驗的試驗線——大江試驗線,試驗線總長1530m,最小水平曲線半徑為100m(主線)和25m(分支線),最小豎曲線半徑為1000m,最大超高8°,最大坡度70‰。從1991年開始到1995年,對HSST-100S進行了100多項面向應用要求的運行試驗,最高運行速度達到130km/h。1993年3月,以東京大學技術(shù)系正田英介教授為主席,運輸省、建設省和其他單位的專家學者組成的可行性研究委員會,對試驗結(jié)果進行了最后論證,考察了其噪聲、振動和磁場影響等,得出以下結(jié)論:HSST是舒適的低污染系統(tǒng),能夠應付緊急情況,長期的運行試驗證明它是可靠的,并且由于其懸浮的優(yōu)點使得它的維修量降低,作為城市交通系統(tǒng),HSST已達到實用階段。1995年,在HSST-100S的基礎(chǔ)上,日本又研制了一輛新的樣車,稱為HSST-100L(圖7)。與HSST-100S相比,HSST-100L模塊組件數(shù)量由6個增加到10個,車輛長度由8.5m/輛增加到14.4m/輛。HSST-100L是一列2輛編組的商業(yè)運營樣車,從1995年開始,在大江的試驗線路上進行運行試驗。2.8車輛及其制動形式在名古屋市郊,從2001年開始,建造了一條長8.9km復線結(jié)構(gòu)的HSST低速磁浮線——東部丘陵線,途經(jīng)9個車站,其中隧道部分長1.4km,高架部分長7.5km,最小轉(zhuǎn)彎半徑75m,豎曲線半徑1500m,最大坡度60‰。以HSST-100L型列車為基礎(chǔ),增加了中間車,列車全長43.3m(包括連接裝置),采取公眾招募的形式將其命名為Linimo(圖8),于2005年春開始營運。列車為3輛固定編組,編組形式為101型(Mc1)-102型(M)-103型(Mc2)。第一列車的車輛編號則為111-112-113。定員為每列244人(坐席104人),頭車80人(坐席34人),中間車84人(坐席36人),單線運行時間15min,高峰期每6min發(fā)一趟車,設計最高速度為100km/h,最大加速度為1.1m/s2。車輛制動采用電油聯(lián)合制動,常用制動的最大減速度為1.1m/s2,緊急制動的減速度為1.3m/s2。車輛的運行形式有2種:一種是通過自動列車控制裝置(ATC)和自動列車駕駛裝置(ATO)操縱;另一種是通過駕駛臺手動進行駕駛。車體采用鋁合金結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了輕量化。車體寬度與其他新型交通系統(tǒng)車輛