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圖:魏樂漢和他的下一代磁懸浮列車軌道。
1 r- F6 {2 w/ j+ i$ d在上海師大寧靜的暑期校園里,,一間塑膠板搭成的簡陋工作間里,,《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者坐上MAS-3型磁懸浮列車,在10米長的雙軌上來回滑動(dòng),。MAS-3型磁懸浮列車長2.63米,,寬1.25米,可乘坐6人,,車廂由一個(gè)面包車改裝而成,。
4 C5 a; l/ l* J1 Q- z旁邊是更小型的MAS-2型磁懸浮列車,,一按遙控,列車就在14米長的軌道上歡快地跑起來,。
1 N- E2 M& G( _5 [6 B4 J. b除此之外,,就是凌亂的工具和零件。
% ^/ B" ?! \7 N- l! _* N+ j這里就是上海師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)中心教授魏樂漢和他的磁懸浮列車研究課題的“主戰(zhàn)場”,。退休后的7年時(shí)光,,魏樂漢都無怨無悔地獻(xiàn)給了他的磁懸浮研究。
2 |5 \6 x6 x1 N+ `$ \魏樂漢認(rèn)為自己研制的MAS(Magnetic Array Suspension)制磁懸浮列車懸浮力大,,懸浮不耗能,也無須精密的電子控制,,結(jié)構(gòu)簡單,,造價(jià)低,運(yùn)行成本低,,車廂自重輕,,節(jié)能,但成果遭有關(guān)方面冷淡對待,。+ [/ X8 W* W( j$ h( O: d, v! c
他的團(tuán)隊(duì)只有他和三位志愿者,。
5 O5 O, W5 |9 A/ C- G; z* T目前,他們正在為3公里長的磁懸浮列車而忙碌,。! E& b% F7 L# ~+ m4 `, p) x
一個(gè)持續(xù)了7年的故事' L* X* a- F% P% [$ z1 S1 ?: \
故事從2002年開始,。
9 g7 {, t% g5 X( c5 N那時(shí),魏樂漢從上海師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)中心退休已經(jīng)3年,,“干慣了活”的他不習(xí)慣在家“干呆著”,,于是在“磁懸浮”的熱潮中選擇了磁懸浮作為自己的努力方向。他發(fā)明了一種新的傳動(dòng)裝置,,將之用于磁懸浮列車,。
3 R$ c' v3 U+ A+ p6 I" D磁浮列車的概念最早由美國火箭工程師羅伯特·戈達(dá)德(Robert Goddard)于1909年提出,距今已100年,。磁懸浮列車由于其快捷,、節(jié)能、安全,,占地少及對環(huán)境友好,,是21世紀(jì)理想的軌道交通工具。在2500公里以內(nèi),,磁浮列車比任何其他交通工具都快捷,;在能耗方面,磁浮列車每人每公里的能耗不到汽車的1/2,,不到飛機(jī)的1/4,;在占地方面,磁浮列車(高架)是高速公路的1/20到1/10。 U5 {! n- H% G! Z2 C5 Q
高速磁浮列車從原理上可分為兩種:+ O5 _' ~3 i# R$ | ~
一種是電磁制(EMS),,也稱吸力型,、常導(dǎo)型,德國式,,利用常規(guī)的電磁鐵與一般鐵磁性物質(zhì)相吸引的基本原理,,把列車吸引上來,懸空運(yùn)行,;磁浮列車上的電磁鐵通電后,,吸引軌道上的鐵板而懸浮。
% `: _- y( B3 A1 e0 K& p, A7 K- _另一種是電動(dòng)制(EDS),,也稱斥力型,、超導(dǎo)型,日本式,,用車載超導(dǎo)磁體與路軌上的線圈和導(dǎo)電板相作用,,產(chǎn)生懸浮力。
. X# ~* F0 J! S' `5 Y; I/ e而魏樂漢的技術(shù)是利用磁體之間相吸與相斥的共同作用而產(chǎn)生浮力,。4根僅拇指粗細(xì)的磁鐵軌道通過巧妙的排列,,2.63米的列車產(chǎn)生了10噸的浮力,鐵板和木板搭成的簡易車廂站上150個(gè)人也能懸浮,,而乘坐6個(gè)人,,只需要一個(gè)電動(dòng)自行車上的36伏蓄電池。沒有復(fù)雜的供電系統(tǒng),,沒有造價(jià)昂貴的線圈鐵軌,。4 K; Q1 u( t0 g2 S; w
2002年11月,魏樂漢自己鋸板,,自己鉆孔,,做出了第一條磁浮軌道,1.1米長,,樣車長25厘米,,凹槽兩邊各一根磁浮軌道,中間是數(shù)百個(gè)成對排列的圓孔,,每個(gè)孔中都鑲嵌著一塊永磁體,。第一次試車,樣車運(yùn)行不穩(wěn),,左搖右擺晃得厲害,。直到12月11日,才終于成功,,小小的一輛車子,,居然能承受100多公斤的重量,。. q3 d! }# c2 V g! R
魏樂漢介紹說,由于MAS制磁浮列車浮力很大,,所以盡管整條路軌都鋪有懸浮磁陣列和推進(jìn)磁嚙條,,其磁體用量卻很少。' s- }: O7 T4 b0 ~9 K
整條路軌上都鋪有磁體,,會(huì)造成對環(huán)境的磁污染嗎,?針對這個(gè)疑問,魏樂漢說,,懸浮磁陣列的磁力線是封閉的,,不發(fā)散到周圍空間,從MAS-3周圍磁場的實(shí)測曲線可以看出,,在離路軌磁陣列200毫米處磁場降到0.14mT(0.1mT=1高斯,,地磁場約0.5高斯);在300毫米處為0.1mT,。' e+ n' p! C* H# k' g% p
" \% g+ l5 s! g+ s7 x" Z; @2003年亮相上海工博會(huì)
( k P- g/ P- I: |做成之后,魏樂漢忍不住告訴了一位一起打乒乓球的球友,,球友建議他拿到外面,,讓科研單位投資,使磁浮技術(shù)進(jìn)一步完善,。
4 {' K; w i1 y# l) f而魏樂漢的一位學(xué)生,,則找到了上海科學(xué)院,。很少對社會(huì)項(xiàng)目投資的上�,?茖W(xué)院,破例為魏樂漢提供了10萬元經(jīng)費(fèi),,并聘任他為上�,?茖W(xué)院磁浮技術(shù)首席專家。這也是MAS-2型磁懸浮列車車身上印著“上�,?茖W(xué)院”的緣故,。
3 p3 }% ]2 u4 u2003年上海工博會(huì)上,魏樂漢的MAS-2曾展出,,受到公眾和媒體的關(guān)注,。 N# |: p0 b1 T" J% w9 }
2003年10月,上海專利商標(biāo)事務(wù)所出具科技成果水平查新報(bào)告認(rèn)為:“MAS制磁懸浮列車的研制填補(bǔ)了國內(nèi)在永磁懸浮技術(shù)領(lǐng)域利用永磁陣列的空白,,研究水平在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位,,達(dá)到國際先進(jìn)水平�,!�8 l1 @# d3 ?' B0 W. T0 L( g
2003年11月,,在上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)組織的科技成果鑒定會(huì)上,,專家們認(rèn)為:“MAS制磁懸浮采用組合懸浮,研究水平在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位,;磁嚙齒的研制和應(yīng)用在國內(nèi)磁性齒輪研究領(lǐng)域處于領(lǐng)先水平,。建議擴(kuò)大實(shí)用性試驗(yàn)�,!彼麄兊贸鲆粋(gè)懸而未決的結(jié)論——“原理沒有問題,,國際上沒有先例”。
# \# i+ C# z$ G0 y* }能乘6人的MAS-3在2004年上海工博會(huì)上展出,,再次受到關(guān)注,。7 R s0 P7 B0 J' c0 I R
四處尋找伯樂
: V) l+ M' U$ d- A9 s而魏樂漢也四處寫信,希望得到資助,。5000萬元~8000萬元/公里的投資,,對于這樣需動(dòng)用國家力量而短期內(nèi)難以快速得到回報(bào)的項(xiàng)目,企業(yè)一般不會(huì)冒險(xiǎn)投資,。# P$ X" k: |8 v+ z- O5 t4 }4 e/ W
2007年7月,,上海市教委回復(fù)了他的信�,;匦胖姓f:0 J( Z+ w5 I4 s9 ^6 L" b7 k0 }
第一,,國家對磁浮技術(shù)有過專項(xiàng)支持,科技部專門將高速磁浮交通技術(shù)列為“十五”“863”重大專項(xiàng),,投入研發(fā)經(jīng)費(fèi)5億元,,上海市科委也設(shè)立過“高速磁浮交通系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與部分關(guān)鍵設(shè)備研究”和“高速磁浮關(guān)鍵部件產(chǎn)業(yè)化和信息控制技術(shù)研究”兩個(gè)重大科技攻關(guān)項(xiàng)目,給予了3500萬元的支持,。第二,,國家對上海磁浮列車示范運(yùn)營線于2006年4月26日進(jìn)行了竣工驗(yàn)收,除一項(xiàng)技術(shù)為了避開德國的知識(shí)產(chǎn)權(quán)正在繞道研發(fā)外,,絕大部分技術(shù)都已能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,。針對您的建議,我委的意見如下:第一,,在磁浮領(lǐng)域,,上海師大或者說您處于前期研究狀態(tài),綜合力量及配套與國家支持的專業(yè)集團(tuán)相比還有相當(dāng)?shù)膽沂�,。您的技術(shù)有其新穎性,,但應(yīng)用到實(shí)際要走的路還很長,而現(xiàn)有的引進(jìn)技術(shù)已比較成熟并已商業(yè)應(yīng)用,,若另開口子予以支持,,國家財(cái)政還沒有這個(gè)條件。第二,,您的磁浮技術(shù)開發(fā)主要爭取產(chǎn)業(yè)部門的支持,,我委的能力,、財(cái)力只能通過學(xué)校結(jié)合學(xué)科的發(fā)展給予一些有限的支撐。2 f( y! J7 k! y
為此,,上海師大撥給魏樂漢20萬元研發(fā)經(jīng)費(fèi),。
% X B0 O6 L: z& z魏樂漢開玩笑說,學(xué)校很支持他,,校長書記知道他的經(jīng)費(fèi)會(huì)“緊著用”,,不會(huì)亂花,用于公關(guān)應(yīng)酬的經(jīng)費(fèi)經(jīng)常省下來,,轉(zhuǎn)作原材料購買經(jīng)費(fèi),。除了一些大型設(shè)備,大部分零件都是魏樂漢從五金市場一件件“淘”來的,。每隔幾天,,他就到這些市場去一次,貨比三家后才敢出手購買,。開始是騎自行車,、擠公交車,后來狠下心買了一輛電動(dòng)車,。為了節(jié)約成本,,魏樂漢既是研究員又是采購員、工程師,、技術(shù)員,安裝列車的每一個(gè)零件,,鋸板,、鉆孔。一個(gè)在公司上班的小伙子愿意在休息時(shí)間無償幫忙,,成了他的得力幫手,。最近,又有兩位老工人聞?dòng)嵡皝韼兔Α?font class="jammer">' g6 c& C9 @4 m Z; Y
他身上結(jié)合著“工程師式的科學(xué)家”與“科學(xué)家式的工程師”兩種身份,,這和他在德國科研環(huán)境中身體力行的經(jīng)歷不無關(guān)聯(lián),。
% a! A7 |- F' `9 t+ \; c“魏氏”磁懸浮備受爭議
3 ?6 Z* u! `* C/ r有專家提出,魏樂漢的設(shè)計(jì)可以先在電梯制造,、郵局傳送帶,、城市低速交通的應(yīng)用方面進(jìn)行攻關(guān),成功的可能性會(huì)更大,。
$ H7 _3 T" f. ^6 O4 c( M" x! e! q上海市科技部門一位人士說,,磁浮技術(shù)不是一件簡單的事情,涉及到多學(xué)科,、多部門,,由于該技術(shù)被應(yīng)用在公共交通中,,因此安全性、穩(wěn)定性也很重要,,魏樂漢的這一技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)很大,,離產(chǎn)業(yè)化的路更是十分遙遠(yuǎn)。
9 @! I3 |- S5 m) W U上海師大科技處科技開發(fā)科李文中認(rèn)為,,魏樂漢教授非常值得欽佩,,他的研究之路走得相當(dāng)艱辛。現(xiàn)在上海所擁有的磁浮僅運(yùn)用于客運(yùn),,使用的范圍相對較窄,,而魏樂漢研究的磁浮列車既可用于客運(yùn),也可用于貨運(yùn),,發(fā)展前景相當(dāng)可觀,。單單擁有20萬元資金和區(qū)區(qū)三四個(gè)人力等資源來制造磁浮列車是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,需要得到國家的支持,、企業(yè)的投資,、社會(huì)方方面面的肯定與關(guān)注。
9 M Z7 ^, {- a! J7 v' {" b魏樂漢倒是對自己的技術(shù)很樂觀,,他笑談,,不怕不識(shí)貨,只怕貨比貨,。雖說千里馬常有,,伯樂不常有,但他有信心,,總有一天,,伯樂會(huì)找上門來。 |
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