1. 研究目的与意义（文献综述）

1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）

真空管道运输（Evacuated Tube Transport）是一种无空气阻力、无摩擦的运输形式。技术原理是在地面或地下建一个密闭的管道，用真空泵抽成真空或部分真空。采用磁悬浮列车技术在这样的环境中开行车辆（不一定是磁浮列车）。利用密闭管道，空气达到接近真空的低气压环境，从而实现列车全天候在无轮轨阻力、低空气阻力、低噪声模式下超高速运行的新型轨道交通技术。同时符合环保要求。

民用领域，时速 1000km 的超高速轨道交通运输，可以替代未来石油 能源紧缺时代的航空运输，实现长距离、洲际超长距离大运量客货运输。军事领域，管道超高速轨道电磁炮、轨道电磁弹射等技术在航母飞机弹射、导弹发射等方面具有广阔应用前景。航空航天领域，采用真空管道大功率、超高速轨道助推技术，可实现火箭空中点火、快速重复发射，克服目前井下发射成本高、周期长等缺点。因此，发展超高速真空管道轨道交通技术，对于引领未来超高速轨道交通技术发展、助力国防安全具有重大意义。

由于真空管道的特性，乘客与物品无法在真空环境下存在，所以，如何保证使得旅客及货物在又有空气的环境下上下站，以及良好的真空密封保证乘客在该时段的安全，是重要保证。在保证安全的基础上提高运送效率，减少运输时间，减少污染排放，减少能源损耗，也是我们探讨的目标。

真空管道以其优越的性能，污染排放较少，噪声小的优点即将占据未来运输的主要形式，同时，其真空管道的特性使其对于装卸货物以及人流的运输方式有着严格的要，目前实现接驳的方案有廊式接驳与箱式接驳两种方案本次设计采用廊式接驳方案。

2、国际形势

美国：

目前，国际上具有代表性的真空管道交通技术方案有三种：一是采用常导电磁悬浮的瑞士 SWISSMETRO 方案，二是采用气动 / 永磁悬浮和轮轨列车的美国 Hyperloop 系统计划，三是采用高温超导磁悬浮技术的美国 ET3 和我国西南交通大学的方案。

1904 年，现代火箭之父 Robert Goddard 在演讲中提到，要在波斯顿和纽约之间建一条真空管道铁路线，这是最早的关于真空管道交通的设想。20 世纪 60 年代，美国麻省理工学院的研究人员提出建设真空管道磁浮线路的设想；1978 年，兰德公司的研究人员提出，由电磁悬浮车辆和地下一定真空度的管道组成地下交通——运输之星。 1998 年，美国公布 21 世纪交通公正法（Transportation Equity Act for the 21st Century，TEA-21），以法律形式规定要在美国发展磁悬浮交通技术，由联邦铁道部和交通部具体负责实施。 1999 年，美国佛罗里达机械工程师 Daryl Oster 获得真空管道运输系统发明专利，并在美国佛罗里达州注册成立了 Et3.com 公司。2003 年以来，美国铁路员工 Brad Swartzwelte 提出了“美国地铁”的思路，即在美国建设真空管道磁悬浮地下铁路系统，使城市到城市之间直线联接，形成畅通无阻的地下交通网络。2013 年，特斯拉汽车首席执行官艾伦#8226;马斯克提出超级胶囊高铁（Hyperloop）的方案，并参与加州高铁项目的竞争；2015 年 2 月，Hyperloop Transportation Technologies 公司准备在加州 5 号州际公路附近建设长约8公里的 Hyperloop 超级高铁 试验线路， 从 2016 年开工，预计将于 2019 年完工。 2016 年 5 月 11 日，美国超级高铁公司 Hyperloop one 在内华达州漠首次对 Hyperloop 管道运输中的推进系统进行公开测试，实现了 1 秒加速到 96km/h，这使得超高速真空管道交通技术概念在全球范围内产生了轰动效应。

同时，美国以其雄厚的经济实力和强大的科研能力，正积极发展超高速真空管道交通技术。以超级高铁概念，成立的3 家公司（Hyperloop One，Hyperloop Transportation Technologies 和 Space X）已经开始从事相关研发工作。另有一家名为 Arrivo 的初创公司，最近也决定加入开发超级铁路 Hyperloop 的竞争行列。

瑞士

瑞士工程师 Nieth，于 1974 年提 出在瑞士建设真空隧道超高速地铁工 程项目的建议；1981 年，该建议得到洛桑理工学院专家们的支持，并进行了可行性研究。1992 年，瑞士成立了专门从事真空管道开发的 Swissmetro SA 公司； 1995 年，提出了真空管道由两个直径 5 米的隧道组成、车体运行采用电磁悬浮方式的技术方案；1997 年瑞士地铁申请建设日内瓦到洛桑的试验段，由于联邦政府无法投入足够资金，计划暂时停止，目前的研究是尽快建立一条约 15 米的试验线。

日本

近年，日本的超高速真空管道交通技术取得了突破性进展。2015 年 4 月 21 日，山梨磁悬浮试验线“L0 系” 列车实现 603km/h 载人运行最高速度，该记录至今仍为地面轨道交通工具的世界纪录。东京至大阪设计时速 505km/h 的低温超导磁悬浮工程已经开工建设，计划在 2027 年投入运营。

3、国内形势

早在 20 世纪 70 年代，我国就对美国科学家提出的真空管道运输系统设想作过报道；1988 年，铁道工程专家郝瀛教授在其《中国铁路建设》一书中，把真空管道运输系统视为未来铁路发展的一种模式作了介绍。 2004 年 1 月，西南交通大学在国际上首次提出时速 600km 及以上载人超高速真空管道高温超导磁悬浮列车技术方案，并通过了包括 14 位院士在内的 50 余位专家的论证；2004 年 12 月，四川院士咨询中心首次院士论坛再次研讨了真空管道高温超导磁悬浮车重大技术和应用前景。与会院士和专家一致建议，应大力支持具有我国自主知识产权的，高温超导磁悬浮车技术开发及产业化；何祚庥院士也提交了书面意见，认为在石油能源高度紧张的情况下，开展超高速磁悬浮列车技术研究，更具特殊意义，在管道真空度问题上也不会存在原则性技术困难。

我国虽然研究起步较晚，但发展迅速。2014 年 6 月，西南交通大学牵引动力国家重点实验室研制成功世界首条真空管道高温超导磁悬浮车环形试验线“Super-Maglev”（见图 1），并计划于 2017 年底建成 430km/h 真空管道高速比例模型试验线（见图 2），进一步开展真空管道系统、高速高温超导磁悬浮列车等工程化关键技术的研究。

我国真空工业经过 50 多年的发展已形成了门类齐全，结构完整的工业体系，肩负起对国民经济各领域进行技术装备的重任。多年来，行业企业通过技术引进，技术改造和合、资合作等方式，使企业管理水平、技术水平和产品质量都有显著的提高。从产品产量、品种、规格和质量上，基本都能满足国民经济各部门和人民生活各方面的需求。

图1 真空管道高温超导磁悬浮车试验线“Super-Maglev”

2. 研究的基本内容与方案

基本内容

1、 查阅资料，了解真空磁悬浮管道工作原理及结构，查找密封方案。参考方案如下：

3. 研究计划与安排

第3周之前（3月25日前）：查阅文献资料、撰写开题报告；

第4周至第8周（3月26-4月30日）：初步设计，完成总体方案初步设计，对于接驳系统设计基础方案；

第9周至第12周（5月1日-5月25日）：改进方案，查漏补缺同时对于所需要的必要介绍材料进行撰写说明

4. 参考文献（12篇以上）

参考文献

[1]陈继军.真空管道交通的旅客通道.中国.201910139034.8.

[2]杨晓晋.solidworks2016机械设计从入门到精通.人民邮电出版社.