近日。由中国自主研发的高速磁悬浮实验样车正式下线。时速可达到600公里。这标志着我国在高速磁悬浮技术领域实现了重大突破。时速600公里磁悬浮列车也是世界上最快的速度之一（日本磁悬浮列车时速达到603公里）。
高速磁悬浮是目前轨道交通技术的制高点。轨道与列车间只有10毫米间隙。这是真正的贴地飞行。牵涉到空气动力学。悬浮导向控制等多个领域。其科技含量极高。在当前一些国家对中国发起技术封锁的特殊时期。高速磁悬浮列车的下线让中国在这一领域处于领先地位。
人类在发展过程中不断在探索怎样对抗重力。不论是利用风还是水。悬浮空中的梦想从未停止。科学家也在寻找一种更稳定。更受人类控制的悬浮力量。将这种技术应用在城市交通上。
轨道交通工具从最早的蒸汽到现在的电力。从时速几十公里到现在的几百公里。但是不变的是它们都需要轮子在轨道上行驶。有这么一项颠覆性的技术可以让上百吨的列车悬浮在轨道上运行。这就是磁悬浮列车。
1922年德国工程师发现了电磁悬浮原理。并将其申请了专利。随着一些国家经济实力的增强。就需要研发新的交通运输工具。随后德。美。日。苏联相继开展了磁悬浮列车的研发。在1971年德国研发出世界上第一辆磁悬浮列车。随着磁悬浮技术的发展。速度也在不断提高。
磁悬浮列车的优点是能够高效率的完成载客。无需用活塞。涡轮等活动零件。所以在行驶过程中几乎没有噪音。在运行时不是紧贴着钢轨行驶。而是以悬浮的形式飞驰在轨面上。缺点也很明显。造价超高。上海磁悬浮约30公里的线路造价高达上百亿。就目前来说。还处于亏本状态。
相对于其它有轮列车车轮与轨道的摩擦。撞击。磁悬浮列车利用电磁力实现无接触支撑和导向。其运行阻力只有空气阻力。磁悬浮列车的核心是怎么样让几百吨重量的列车悬浮。还有就是怎么样让其前进。
从上世纪70年代开始。世界上多个发达国家都在进行磁悬浮列车的开发。目前世界上磁悬浮技术最好的是德国和日本。德国和日本使用的技术原理是不一样的。
日本使用的是低温超导型磁悬浮技术。超导体是指金属或合金在低温下完全失去电阻和完全抗磁性的特性。就是超导体的这两个特性。所以它跟磁铁就会产生即排斥又吸引的关系。磁铁就能稳稳的悬浮在超导体上方。
应用在磁悬浮列车上。超导线圈是超导磁悬浮列车的关键设备之一。它使列车获得上浮。推进力。每一节车厢上都装一台液氮压缩制冷机。列车的超导磁悬浮装置将始终保持在零下196度低温状态。可保持车体悬浮状态。其实这也是利用磁铁同极相斥的原理。在运行过程中车体与轨道之间只有10毫米间隙。就是这样的原理超导磁悬浮列车才能在空中快速疾驰。
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德国是利用常导型磁悬浮技术。这种技术是采用抱轨运行形式。车身下端像伸出两排弯曲的胳臂将铁轨抱住。这能解决列车脱轨的危险。给安装在列车弯曲胳臂上的磁铁通电就会产生强大磁力。铁轨会被磁力吸引。轨道是静止的整个列车由于吸引力就会悬浮。
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中国也是采用的常导磁悬浮抱轨技术。目前在上海运营的磁悬浮列车。是世界上第一条投入商业运营的磁悬浮专线。连接市区到机场。时速达到430公里。30公里距离只需要8分钟。
磁悬浮列车没有引擎还能高速运行。也是应用了磁铁吸力和排斥力来推动列车前行。通电后。它们就会变成一节节带有N极和S极的电磁铁。轨道磁铁N极与列车上磁铁N极相斥会将列车往前推。下一节轨道磁铁N机与列车磁铁S相吸会将列车往前拉。轨道上的电磁铁会根据列车前进而不断变化磁极。保证磁悬浮列车不断向前推进。磁力既可以让列车悬浮又可以推动列车前进。
与普通的有轮列车不同。因为整个列车都是悬浮在空中的。就需要精准的控制只有几毫米的悬浮高度。还要解决载客后造成列车的不平衡等问题。这些都需要由列车心脏IGBT来解决。它通过采集列车上传感器的的信号。以每秒几万次的速度运算。调整和控制车辆使其正常运行。
中国的高铁通过这十几年的建设。高铁总里程达到2万多公里。技术也达到世界先进水平。还被称为中国新四大发明之一。一些线路已开始盈利。如京沪线年均盈利近百亿元。那为什么还要去发展造价更高的磁悬浮嘞。
在各种中长距离交通工具中。高铁时速一般是300公里。飞机时速一般是900公里。磁悬浮列车时速600公里正好处在这两种之间。有其速度的优势。
从我国建设的高铁来看。时速在300公里左右。如果要再提速无论从安全还是节能方面考虑都不在合适。要追求更高的速度。更好的舒适度。磁悬浮列车就是最好的选择。
虽然磁悬浮有着诸多的优点。研发建设也从未停止过。担心它对人体辐射伤害的声音从未停止。但人类追求更高速度的决心从未改变。中国是善于创造奇迹的国家。高速磁悬浮列车的下线注定又将创造又一个奇迹。
