中国高铁挫败日本再拿下一国:安倍这回输太惨了
中国为何选择高铁而非磁悬浮:国人喜出望外
12月8日,由中国铁建铁四院设计施工总承包的湖南长沙中低速磁浮铁路工程全线疏散平台铺架完毕,将于近期开通试运行。每当中国取得技术突破之际,总有人会拿外国最先进的技术与之相比较。诚然中国目前在磁悬浮列车方面的技术成果和德国、日本依旧有一定差距,但已经取得的进步是显而易见的。另外,就下一代轨道交替而言,磁悬浮并非唯一的选择,长沙磁浮工程的意义更多的是技术储备和技术验证,以及积累运营经验,是国家两条腿走路的具体体现。
磁悬浮技术基本原理
磁悬浮列车能抵抗地球引力,悬浮于轨道上,根据工作原理不同,可以分为常导电磁吸引式悬浮和超导推斥型悬浮。
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常导电磁吸引式磁悬浮是电磁力主动控制悬浮,由车上常导电流产生的电磁吸引力,吸引轨道下方的导磁体,使列车浮起,再由直线电动机驱动前进。具体来说,就是对置于导轨下方的悬浮电磁铁线圈提供电流产生电磁场,使之与轨道上的铁磁性导轨相互作用,利用他们之间的电磁吸力,使列车悬浮至一定的高度。但由于电磁吸引力与气隙大小近似成平方反比的非线性关系——气隙减小会使电磁吸力增大,导致气隙进一步减小;而气隙增大则使电磁吸力减小,导致气隙进一步增大。因此,这种悬浮系统本质上是不稳定的,加上这种列车悬浮的高度约10mm,必须通过精确快速的反馈控制,才能保证列车可靠稳定地悬浮。德国的TR型磁悬浮列车就是电磁吸力型悬浮的典型代表。
超导推斥型磁悬浮列车是利用同性磁极之间相互排斥的原理来实现车辆悬浮的,其原理是在磁悬浮列车的车体上安装超导线圈或永磁,而在轨道上分布有按一定规则排列的8字形线圈,当列车以一定速度前进时,超导线圈产生的强磁场就在轨道的8字形线圈内产生感应电流,感应电流进而产生强大电磁场,在8字形下半环中形成推斥磁场——上半环中形成吸引磁场,使列车悬浮。这种磁悬浮列车的超导系统电磁力强大,可使列车悬浮100mm,但超导技术相当复杂,并需屏蔽发散的强磁场。
由于抵抗地球引力的根源在于感应电流的磁场与超导线圈的磁场相互排斥而产生排斥力,因而列车速度愈大这个排斥力就愈大,当速度超过一定值时,列车就脱离路轨表面而实现悬浮。因此,超导推斥型磁悬浮列车往往是高速磁悬浮列车,日本山梨线的MLU型车即为超导推斥型磁悬浮列车的代表。
磁悬浮列车为何败于高铁
上世纪90年代,新建高速铁路成为业界共识,但在技术产生了分歧,磁浮派认为磁悬浮列车代表着未来技术发展趋势,轮轨派认为新建高铁才是当务之急。在此背景下,两派各建一条铁路,一条是上海龙阳路至浦东机场的磁悬浮实验线,另一条是秦沈客运专线。
上海磁悬浮实验线于2002年底通车,而秦沈客运专线于2003年初开始试运行,在“中华之星”270公里时速动车组夭折之后,磁悬浮列车和高铁并未分出高下。