飞起来的火车----磁悬浮列车
30公里只需8分钟--体验过磁悬浮列车的朋友们一定还对那种超快感念念不忘吧,平时一个多钟头的车程如今还没读完一版报纸就到了,真有如飞一样。科学家告诉我们磁悬浮列车真的是飞起来的,只是借助磁力而并非翅膀。我们都有这样的经验,当两块磁铁放在一起,会出现同性(正极与正极或负极与负极)相斥,异性(正极与负极)相吸的现象,而磁浮列车就是利用这个原理设计制造的。
磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成。根据悬浮系统的区别,磁悬浮列车分常导型和超导型两类,从悬浮技术上讲就是以德国为代表,利用磁体吸引力的电磁悬浮系统(EMS)和以日本为代表,利用磁体排斥力的电力悬浮系统(EDS)。
常导型磁悬浮列车所采用的电磁悬浮系统(EMS)是一种吸力悬浮系统,是结合在机车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互吸引产生悬浮。由电子控制的支承磁铁安装在列车两侧底部,将列车从下往上吸向轨道底部的定子。 导向磁铁位于列车两侧,使列车与轨道之间保持一定的侧向距离。电子技术可保证列车上磁铁与轨道始终保持一定间距(10mm)稳定不变。列车悬浮所需要的电能要低于其安装的空调设备。悬浮系统可由车载蓄电池供电,与驱动系统的电源是分开的。列车无须外接电源可以悬浮1小时左右。在行驶期间,车载蓄电池通过安装在支承磁铁中的直线发电机充电。
超导型磁浮列车所采用的电力悬浮系统(EDS)将磁铁安装在运动的机车上以在导轨上产生电流。通俗的讲就是,在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电,能将线圈变为电磁体。由于它与列车上的超导电磁体的相互作用,就使列车开动起来。列车前进是因为列车头部的电磁体(N极)被安装在靠前一点的轨道上的电磁体(S极)所吸引,并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体(N极)所排斥。当列车前进时,在线圈里流动的电流流向就反转过来了。其结果就是原来那个S极线圈,现在变为N极线圈了,反之亦然。这样,列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰。根据车速,通过电能转换器调整在线圈里流动的交流电的频率和电压。
磁悬浮列车正因为浮在空中,没有轮轨接触,它的优越性就充分显示出来了。第一,高速度。由于磁悬浮列车的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、轨之间的摩擦,时速高达几百公里;第二,低振动、低噪声。与地面脱离接触,振动和噪声大大降低,当磁悬浮列车时速达300公里以上时,噪声只有656分贝,仅相当于一个人大声地说话,比汽车驶过的声音还小;第三,少维修。没有运动部件。没有摩擦损耗,维修量也就很少;第四,安全可靠。不存在脱轨更不会翻车;第五,无污染。不烧煤、不烧油,以电为动力,其能源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分之一,是一种名副其实的绿色交通工具。
磁悬浮列车从严格意义上说,是介乎于火车和飞机之间的一种特别的运输工具。说它是火车,它不靠车轮在地上跑;说它是飞机,它不靠翅膀在空中飞。它是依靠磁体的吸引力或排斥力浮在轨道上运行的列车,因此,人们习惯把它纳入陆上有轨交通系统。
中国对磁浮列车技术的研究始于1982年。1989年,国防科技大学试制成长1.2米,宽和高各为0.5米,重量为110公斤的磁浮车实验模型,速度为每小时36公里。1994年,西南交通大学又成功地进行了4个座位、自重4吨、悬浮高度为8毫米、时速为30公里的磁浮列车试验。上海成为第一个品尝磁浮铁路这个“螃蟹”的城市,2002年12月31日上海磁浮列车示范运营线建成通车,总投资89亿元人民币,西起上海地铁2号线的龙阳站,东至浦东国际机场,正线长约30公里,设计最大时速430公里,年客运量达1.5亿人次。
文 豪