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六年愛班6號
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新型交通工具


“磁悬浮列车”,也称为“磁垫车”,它是现代高技术的综合集成,被称为20世纪最伟大的技术发明之一。它的原理是运用磁铁“同性相斥,异性相吸”的性质,使磁铁具有抗拒地心引力的能力,即“磁性悬浮”。 科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上,利用磁力使车体浮离地面,再利用电机推进,使它像一架超低空飞机贴近特殊的轨道上运行,成为“无轮”列车,时速可达几百公里以上。

与传统的轮轨列车相比,磁悬浮列车最大的特点是安静、平稳、高速、安全。由于在运行时没有车轮与轨面的摩擦,其噪音要比汽车低10分贝,比一般高速列车低15分贝左右,相当于普通讲话的声音。依靠强大磁力支撑起的车厢,磁悬浮列车底部电磁铁在悬浮系统的控制下与轨道保持有一厘米的间隙,由于车身离开地面运行,振动较小,像坐在飞机里在高空运行一样,因此,即使列车高速运行,乘客也很难感受到震动,走在车厢内就像走在平地上一样。由于磁悬浮列车是轨道上行驶,导轨与机车之间不存在任何实际的接触,成为“无轮”状态,故其几乎没有轮、轨之间的摩察,时速高达几百公里。磁悬浮列车不会发生出轨、燃油、翻车等事故,旅客乘坐舒适安全可靠。由于磁悬浮列车的牵引力不受轮轨粘着力限制,它的爬坡能力很强,能通过小曲线半径,比常规铁路列车爬坡能力大一倍左右。另外,因为采用电力而不是燃油驱动,使得其发展较少受能源结构特别是燃油供应方面的限制,同样也就无有害气体排放,利于环保,是一种名副其实的绿色交通工具。

在德国,1934年海曼•开普提出了磁悬浮技术的第一份专利。1969-1984年,德国人造了六代磁悬浮列车。德国的磁悬浮列车采用磁力吸引的原理,克劳斯•马菲公司和MBB公司于1971年研制成常导电磁铁吸引式磁浮模型试验车。1981年,德国开始修建第一条磁悬浮铁路,至1987年完工。

英国于1984年在伯明翰建成低速磁力悬浮式铁路并投入使用,其磁浮列车称为“玛戈莱夫”,由一台异步线性电动机驱动,运行时高出轨面15毫米,它由两个车厢组成,每个车厢能载40名乘客。列车上无驾驶员,由计算机自动控制。

日本于1977年制成了ML500型超导磁浮列车的实验车,1979年宫崎县建成全长7000米的试验铁路线,1979年12月达到了每小时517公里的高速度,证明了用磁悬浮方式高速行驶的可能性。1987年3月,日本完成了超导体磁悬浮列车的原型车,其外形呈流线形,车重17吨,可载44人,最高时速为420公里。车上装备的超导体电磁铁所产生的电磁力与地面槽形导轨上的线圈所产生的电磁力互相排斥,从而使车体上浮。槽形导轨两侧的线圈与车上电磁铁之间相互作用,从而产生牵引力使车体一边悬浮一边前进。由于是悬空行驶,因而基本上不作用车轮。但在起动时,还需有车轮做辅助支撑,这和飞机起降时需要轮子相似。由于磁悬浮列车的试制应用技术在欧洲和日本起步较早,现在的运行时速已高达450至550公里。

美国科学家詹姆斯•鲍威尔和高登•丹于1960年就提出磁悬浮列车的设计,利用强大的磁场将列车提升至离轨几十毫米,以时速300公里行驶而不与轨道发生摩擦。遗憾的是,他们的设计没有被美国所重视,而是被日本和德国捷足先登。目前,美国正在研制地下真空磁悬浮超音速列车。这种神奇的“行星列车”设计最高时速为2.25万公里,是音速的20多倍。它横穿美国大陆只需21分钟,在,而喷气式客机则需5小时。这项计划要求首先在地下挖出隧道,铺设两根至四根直径为12米的管道,然后抽出管道中的空气,使其接近真空状态,最后再用超导方式行驶磁悬浮列车。

我国从70年代开始进行磁悬浮列车的研制,首台小型磁悬浮原理样车在1989年春出现。1995年5月,我国第一台载人磁悬浮列车在轨道上空平稳地运行起来。这台磁悬浮列车长3.36米,宽3米,轨距2米,可乘坐20人,设计时速500公里。90年代,由中国西南交大、国防科大牵头,我国对磁悬浮技术开展了系统研究,并建成了磁悬浮列车模型和样车。1996年7月,国防科技大学紧跟世界磁悬浮列车技术的最新进展,成功地进行了各电磁铁运动解耦的独立转向架模块的试验。目前的上海磁浮示范运营线,西起上海地铁2号线龙阳路站,东到浦东国际机场,主要解决连接浦东机场和市区的大运量高速交通需求。线路正线全长约30公里,双线上下折返运行,设计最高运行速度为每小时430公里,单线运行时间约8分钟。该运营线是“十五”期间上海市交通发展的重大项目,也是世界上第一条投入商业化运营的磁浮示范线,具有交通、展示、旅游观光等多重功能。

展望未来,随着现代高科技的发展,高速、平稳、安全、无污染的磁悬列车,将成为21世纪人类理想的交通工具。

 

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