磁懸浮列車

磁懸浮列車的原理并不深奧。它是運(yùn)用磁鐵‘間性相斥，異性相吸”的性質(zhì)，使磁鐵具有抗拒地心引力的能力，即“磁性懸浮”。科學(xué)家將“磁性懸浮”這種原理運(yùn)用在鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)上，使列車完全脫離軌道而懸浮行駛，成為“無輪”列車，時速可達(dá)幾百公里以上。這就是所謂的“磁懸浮列車”，亦稱之為“磁墊車”。

由于磁鐵有同性相斥和異性相吸兩種形式，故磁懸浮列車也有兩種相應(yīng)的形式：～種是利用磁鐵同性相斥原理而設(shè)計(jì)的電磁運(yùn)行系統(tǒng)的磁懸浮列車，它利用車上超導(dǎo)電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間所產(chǎn)生的相斥力，便車體懸浮運(yùn)行的鐵路;另一種則是利用磁鐵異性相吸原理而設(shè)計(jì)的電動力運(yùn)行系統(tǒng)的磁懸浮列車，它是在車體底部及兩側(cè)倒轉(zhuǎn)向上的頂部安裝磁鐵，在T形導(dǎo)軌的上方和伸臂部分下方分別設(shè)反作用板和感應(yīng)鋼板，控制電磁鐵的電流，使電磁鐵和導(dǎo)軌間保持10一15毫米的間隙，并使導(dǎo)軌鋼板的吸引力與車輛的重力平衡，從而使車體懸浮于車道的導(dǎo)軌面上運(yùn)行。

磁懸浮列車與當(dāng)今的高速列車相比，具有許多無可比擬的優(yōu)點(diǎn)：由于磁懸浮列車是懸浮于軌道上行駛，導(dǎo)軌與機(jī)車之間不存在任何實(shí)際的接觸，成為“無輪”狀態(tài)，故其幾乎沒有輪、軌之間的摩擦，時速高達(dá)幾百公里;磁懸浮列車”可靠性大、維修簡便、成本低，其能源消耗僅是汽車的一半、飛機(jī)的四分之一;噪音小，當(dāng)磁懸浮列車時速達(dá) 300公里以上時，噪聲只有65分貝，僅相當(dāng)于一個人大聲地說話，比汽車駛過的聲音還小;由于它以電為動力，在軌道沿線不會排放廢氣，無污染，是一種名副其實(shí)的綠色交通工具。[-(@_@)-]

1911年，俄國托木斯克工藝學(xué)院的一位教授曾根據(jù)電磁作用原理，設(shè)計(jì)并制成了一個磁墊列車模型。該模型行駛時不與路軌直接接觸，而是利用電磁排斥力使車輛懸浮而與鐵軌脫離，并用電動機(jī)驅(qū)動車輛快速前進(jìn)。

1960年美國科學(xué)家詹姆斯?鮑威爾和高登?丹比提出磁懸浮列車的設(shè)計(jì)，利用強(qiáng)大的磁場將列車提升至離軌幾十毫米，以時速300多公里行駛而不與軌道發(fā)生摩擦。遺憾的是，他們的設(shè)計(jì)沒有被美國所重視，而是被日本和德國捷足先登。德國的磁懸浮列車采用磁力吸引的原理，克勞斯?馬菲公司和MBB公司于1971年研制成常導(dǎo)電磁鐵吸引式磁浮模型試驗(yàn)車。英國于1984年在伯明翰建成低速磁力懸浮式鐵路并投入使用，其磁浮列車稱為“瑪戈萊夫”，由一臺異步線性電動機(jī)驅(qū)動，運(yùn)行時高出軌面15毫米，它由兩個車廂組成，每個車廂能載40名乘客。列車上無駕駛員，由計(jì)算機(jī)自動控制。

隨著超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)熱的出現(xiàn)，推動了超導(dǎo)磁懸浮列車的研制。這種超導(dǎo)磁懸浮列車?yán)�用超�?dǎo)磁石使車體上浮，通過周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動力。日本于1977年制成了ML500型超導(dǎo)磁浮列車的實(shí)驗(yàn)車，1979年在宮崎縣建成全長7000米的試驗(yàn)鐵路線，1979年12月達(dá)到了每小時517公里的高速度，證明了用磁懸浮方式高速行駛的可能性。1987年3月，日本完成了超導(dǎo)體磁懸浮列車的原型車，其外形呈流線型，車重問噸，可載44人，最高時速為420公里。車上裝備的超導(dǎo)體電磁鐵所產(chǎn)生的電磁力與地面槽形導(dǎo)軌上的線圈所產(chǎn)生的電磁力互相排斥，從而使車體上浮。槽形導(dǎo)軌兩側(cè)的線圈與車上電磁鐵之間相互作用，從而產(chǎn)生牽引力使車體一邊是浮一邊前進(jìn)。由于是懸空行駛，因而基本上不使用車輪。但在起動時或剎車時，還需有車輪做輔助支撐。一這和飛機(jī)起降時需要輪子相似。這列超導(dǎo)磁懸浮列車由于試驗(yàn)線路太短，未能充分展示出它的卓越性能。 我國從70年代開始進(jìn)行磁懸浮列車的研制，首臺小型磁懸浮原理樣車在1989年春“浮”起來了。1995年5月，我國第一臺載人磁懸浮列車在軌道上空平穩(wěn)地運(yùn)行起來。這臺磁懸浮列車長3.36米，寬3米，軌距2米，可乘坐20人，設(shè)計(jì)時速500公里。1996年7月，國防科技大學(xué)緊跟世界磁懸浮列車技術(shù)的最新進(jìn)展，成功地進(jìn)行了各電磁鐵運(yùn)動解耦的獨(dú)立轉(zhuǎn)向架模塊的試驗(yàn)。

目前，美國正在研制地下真空磁懸浮超音速列車。這種神奇的“行星列車”設(shè)計(jì)最高時速為2.25萬公里，是音速的20多倍。它橫穿美國大陸只需21分鐘，而噴氣式客機(jī)則需5小時。這項(xiàng)計(jì)劃要求首先在地下挖出隧道，鋪設(shè)兩根至四根直徑為12米的管道，然后抽出管道中的空氣，使其接近真空狀態(tài)，最后再用超導(dǎo)方式行駛磁懸浮列車。

展望末來，隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展，高速、平穩(wěn)、安全、無污染的磁懸浮列車，將成為對世紀(jì)人類理想的交通工具。

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