早在1922年,德國的赫爾曼?肯珀(Hermann Kemper)就提出了電磁懸浮原理,並在1934年申請了磁浮列車的專利,並由此開始為人類編織壹個高速乘行的夢想。人們對速度追求的目光,因而轉向摩擦阻力大大減小的磁懸浮從技術的角度上來說,磁懸浮並不如量子計算機之類的發明高深。用壹小塊磁鐵,再隨便個釘子什麽的,就可以輕易的讓我們體會到磁力產生的吸引力和排斥力。當然,這種懸浮只是示意性的,很難達到穩定的狀態。科學家的創想不是我們用壹塊簡單的磁鐵就可以擺弄出來的。
數十年的發展,時至今日,磁懸浮技術形成了分別以德國和日本為代表的兩大研究方向——EMS系統和EDS系統。德國認準的EMS(常導磁吸型)系統,是利用常規的電磁鐵與壹般鐵性物質相吸引的基本原理,把列車吸附上來懸浮運行。日本看好的EDS(排斥式懸浮)系統,則是用超導的磁懸浮原理,使車輪和鋼軌之間產生排斥力,使列車懸空運行。目前兩種車型都達到了500公裏左右的時速,兩種方案都切實可行,孰優孰劣,也確實難分高下。
世界第壹條磁懸浮列車示範運營線——上海磁懸浮列車,建成後,從浦東龍陽路站到浦東國際機場,三十多公裏只需6~7分鐘。上海磁懸浮列車是“常導磁吸型”(簡稱“常導型”)磁懸浮列車。是利用“異性相吸”原理設計,是壹種吸力懸浮系統,利用安裝在列車兩側轉向架上的懸浮電磁鐵,和鋪設在軌道上的磁鐵,在磁場作用下產生的吸力使車輛浮起來。
列車底部及兩側轉向架的頂部安裝電磁鐵,在“工”字軌的上方和上臂部分的下方分別設反作用板和感應鋼板,控制電磁鐵的電流使電磁鐵和軌道間保持1厘米的間隙,讓轉向架和列車間的吸引力與列車重力相互平衡,利用磁鐵吸引力將列車浮起1厘米左右,使列車懸浮在軌道上運行。這必須精確控制電磁鐵的電流。
懸浮列車的驅動和同步直線電動機原理壹模壹樣。通俗說,在位於軌道兩側的線圈裏流動的交流電,能將線圈變成電磁體,由於它與列車上的電磁體的相互作用,使列車開動。
列車頭部的電磁體N極被安裝在靠前壹點的軌道上的電磁體S極所吸引,同時又被安裝在軌道上稍後壹點的電磁體N極所排斥。列車前進時,線圈裏流動的電流方向就反過來,即原來的S極變成N極,N極變成S極。循環交替,列車就向前奔馳。
穩定性由導向系統來控制。“常導型磁吸式”導向系統,是在列車側面安裝壹組專門用於導向的電磁鐵。列車發生左右偏移時,列車上的導向電磁鐵與導向軌的側面相互作用,產生排斥力,使車輛恢復正常位置。列車如運行在曲線或坡道上時,控制系統通過對導向磁鐵中的電流進行控制,達到控制運行目的。
“常導型”磁懸浮列車的構想由德國工程師赫爾曼·肯佩爾於1922年提出。
“常導型”磁懸浮列車及軌道和電動機的工作原理完全相同。只是把電動機的“轉子”布置在列車上,將電動機的“定子”鋪設在軌道上。通過“轉子”,“定子”間的相互作用,將電能轉化為前進的動能。我們知道,電動機的“定子”通電時,通過電磁感應就可以推動“轉子”轉動。當向軌道這個“定子”輸電時,通過電磁感應作用,列車就像電動機的“轉子”壹樣被推動著做直線運動。
上海磁懸浮列車時速430公裏,壹個供電區內只能允許壹輛列車運行,軌道兩側25米處有隔離網,上下兩側也有防護設備。轉彎處半徑達8000米,肉眼觀察幾乎是壹條直線;最小的半徑也達1300米。乘客不會有不適感。軌道全線兩邊50米範圍內裝有目前國際上最先進的隔離裝置。
上海磁懸浮列車專線西起上海地鐵2號線的龍陽路站,東至上海浦東國際機場,專線全長29.863公裏。由中德兩國合作開發的世界第壹條磁懸浮商運線2001年3月1日在浦東挖下第壹鏟,2002年12月31日全線試運行,2003年1月4日正式開始商業運營。是世界第壹條商業運營的磁懸浮專線。
這列當今世界上最酷的列車,帶車頭的車廂長27.196米,寬3.7米。中間的車廂長24.768米,14分鐘內能在上海市區和浦東機場之間打個來回。置身其中,您將親身體驗到這架“陸地客機”所帶來的奇異感受。
它是21 世紀理想的超級特別快車,世界各國都十分重視發展磁懸浮列車。目前,我國和日本、德國、英國、美國都在積極研究這種車。日本的超導磁懸浮列車已經過載人試驗,即將進入實用階段,運行時速可達500 千米以上。
高速列車壹般指時速在200公裏以上的火車。20世紀50年代初,法蘭西***和國首先提出了高速列車的設想,並最早開始試驗工作。1976年,用柴油電動機車牽引的高速列車在英國投入服務,這是當時英國最快的載客列車,最高時速達200公裏。
法蘭西***和國則以電力機車為研究對象,其高速電力引列車在1978年曾創下時速260公裏的紀錄。1981年10月,新的高速列車“T.G.V”在巴黎—裏昂幹線正式投入使用。采用流線形造型的“T.G.V”和和常規列車相比,空氣阻力減小了三分之壹。它裝有大功率動力裝置,具有較強的爬坡能力,可以高速爬上35%的陡坡,也可在坡路上起動,使用的仍是普通鐵軌線路,曾創下時速380公裏的紀錄。
目前的高速列車是械某?a target=_blank href=/view/128051.htm>]、車]和[路的基礎上,對動力系統、行走系統、車廂外形和路軌系統等加以改進,並沒有改變傳統火車和鐵路和基本面貌。除了在牽引機車方面的改進以外,雖然人們還在軌道方面進行了壹些新的嘗試,如西德、日本、美國等國家修建了壹些短程單軌鐵路,但由於建造費用龐大,比普通鐵路復雜,不能適應長途重載鐵路運輸的需要,所以沒有普遍采用。由於傳統牽引機車和路軌系統等方面的問題,如輪、軌的摩擦難以克服,所以進壹步提高車速困難很大。若想使鐵路運輸有壹個大的飛躍,而需在牽引機車和路軌系統等方面采用全新的設計,如目前某些國家正在研械拇?/a>車。