近日特咆,由中國自主研發(fā)的高速磁懸浮實驗樣車正式下線,時速可達到600公里画髓,這標志著我國在高速磁懸浮技術領域實現(xiàn)了重大突破掘剪,時速600公里磁懸浮列車也是世界上最快的速度之一(日本磁懸浮列車時速達到603公里)。
高速磁懸浮是目前軌道交通技術的制高點奈虾,軌道與列車間只有10毫米間隙夺谁,這是真正的貼地飛行,牽涉到空氣動力學以息,懸浮導向控制等多個領域固荷,其科技含量極高祥怖,在當前一些國家對中國發(fā)起技術封鎖的特殊時期,高速磁懸浮列車的下線讓中國在這一領域處于領先地位应婴。
人類在發(fā)展過程中不斷在探索怎樣對抗重力抽胁,不論是利用風還是水,懸浮空中的夢想從未停止林邪,科學家也在尋找一種更穩(wěn)定喜即,更受人類控制的懸浮力量,將這種技術應用在城市交通上初禁。
軌道交通工具從最早的蒸汽到現(xiàn)在的電力套芦,從時速幾十公里到現(xiàn)在的幾百公里,但是不變的是它們都需要輪子在軌道上行駛估褐,有這么一項顛覆性的技術可以讓上百噸的列車懸浮在軌道上運行咖迄,這就是磁懸浮列車刃纽。
1922年德國工程師發(fā)現(xiàn)了電磁懸浮原理酝侯,并將其申請了專利,隨著一些國家經(jīng)濟實力的增強烫止,就需要研發(fā)新的交通運輸工具蒋荚,隨后德,美馆蠕,日期升,蘇聯(lián)相繼開展了磁懸浮列車的研發(fā),在1971年德國研發(fā)出世界上第一輛磁懸浮列車互躬,隨著磁懸浮技術的發(fā)展播赁,速度也在不斷提高。
磁懸浮列車的優(yōu)點是能夠高效率的完成載客吼渡,無需用活塞容为,渦輪等活動零件,所以在行駛過程中幾乎沒有噪音寺酪,在運行時不是緊貼著鋼軌行駛坎背,而是以懸浮的形式飛馳在軌面上。缺點也很明顯寄雀,造價超高得滤,上海磁懸浮約30公里的線路造價高達上百億,就目前來說百睹,還處于虧本狀態(tài)菊虏。
相對于其它有輪列車車輪與軌道的摩擦,撞擊阳框,磁懸浮列車利用電磁力實現(xiàn)無接觸支撐和導向桦材,其運行阻力只有空氣阻力,磁懸浮列車的核心是怎么樣讓幾百噸重量的列車懸浮,還有就是怎么樣讓其前進质驻。
從上世紀70年代開始弊肢,世界上多個發(fā)達國家都在進行磁懸浮列車的開發(fā),目前世界上磁懸浮技術最好的是德國和日本汁匪,德國和日本使用的技術原理是不一樣的蠕为。
日本使用的是低溫超導型磁懸浮技術,超導體是指金屬或合金在低溫下完全失去電阻和完全抗磁性的特性贩俺,就是超導體的這兩個特性艘珊,所以它跟磁鐵就會產(chǎn)生即排斥又吸引的關系,磁鐵就能穩(wěn)穩(wěn)的懸浮在超導體上方洋魂。
應用在磁懸浮列車上绷旗,超導線圈是超導磁懸浮列車的關鍵設備之一,它使列車獲得上浮副砍,推進力衔肢,每一節(jié)車廂上都裝一臺液氮壓縮制冷機,列車的超導磁懸浮裝置將始終保持在零下196度低溫狀態(tài)豁翎,可保持車體懸浮狀態(tài)角骤,其實這也是利用磁鐵同極相斥的原理,在運行過程中車體與軌道之間只有10毫米間隙心剥,就是這樣的原理超導磁懸浮列車才能在空中快速疾馳邦尊。
德國是利用常導型磁懸浮技術,這種技術是采用抱軌運行形式优烧,車身下端像伸出兩排彎曲的胳臂將鐵軌抱住蝉揍,這能解決列車脫軌的危險,給安裝在列車彎曲胳臂上的磁鐵通電就會產(chǎn)生強大磁力畦娄,鐵軌會被磁力吸引又沾,軌道是靜止的整個列車由于吸引力就會懸浮。
中國也是采用的常導磁懸浮抱軌技術纷责,目前在上海運營的磁懸浮列車恒建,是世界上第一條投入商業(yè)運營的磁懸浮專線,連接市區(qū)到機場剿哪,時速達到430公里差赂,30公里距離只需要8分鐘。
磁懸浮列車沒有引擎還能高速運行主厅,也是應用了磁鐵吸力和排斥力來推動列車前行拨俏,通電后,它們就會變成一節(jié)節(jié)帶有N極和S極的電磁鐵咒祠,軌道磁鐵N極與列車上磁鐵N極相斥會將列車往前推智复,下一節(jié)軌道磁鐵N機與列車磁鐵S相吸會將列車往前拉捺再,軌道上的電磁鐵會根據(jù)列車前進而不斷變化磁極,保證磁懸浮列車不斷向前推進光樱,磁力既可以讓列車懸浮又可以推動列車前進糜隶。
與普通的有輪列車不同,因為整個列車都是懸浮在空中的尿愿,就需要精準的控制只有幾毫米的懸浮高度会激,還要解決載客后造成列車的不平衡等問題,這些都需要由列車心臟IGBT來解決呛梆,它通過采集列車上傳感器的的信號锐涯,以每秒幾萬次的速度運算,調整和控制車輛使其正常運行填物。
中國的高鐵通過這十幾年的建設纹腌,高鐵總里程達到2萬多公里,技術也達到世界先進水平滞磺,還被稱為中國新四大發(fā)明之一升薯,一些線路已開始盈利,如京滬線年均盈利近百億元雁刷,那為什么還要去發(fā)展造價更高的磁懸浮嘞覆劈。
在各種中長距離交通工具中保礼,高鐵時速一般是300公里沛励,飛機時速一般是900公里,磁懸浮列車時速600公里正好處在這兩種之間炮障,有其速度的優(yōu)勢目派。
從我國建設的高鐵來看,時速在300公里左右胁赢,如果要再提速無論從安全還是節(jié)能方面考慮都不在合適咧歪,要追求更高的速度,更好的舒適度欠杀,磁懸浮列車就是最好的選擇厦湘。
雖然磁懸浮有著諸多的優(yōu)點,研發(fā)建設也從未停止過讯策,擔心它對人體輻射傷害的聲音從未停止哺里,但人類追求更高速度的決心從未改變,中國是善于創(chuàng)造奇跡的國家购烹,高速磁懸浮列車的下線注定又將創(chuàng)造又一個奇跡骄鸽。
(老鄭 制造原理)
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