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标题: 英媒评价磁悬浮列车环保舒适将成主流交通工具 [打印本页]

作者: 老叟 时间: 2012-5-10 09:56 标题: 英媒评价磁悬浮列车环保舒适将成主流交通工具

磁悬浮列车从问世到现在已经有几十年历史，虽然拥有一系列优势，但一直未能成为主流交通工具。
英国广播公司（BBC）报道，磁悬浮列车拥有一系列优势，它速度快、能耗低、噪音小、易于维护、绿色环保并且安全舒适，正是这些优势促使包括中国和日本在内的一些国家不惜投入巨资进行研发。支持者表示磁悬浮列车代表着列车的未来发展方向，同时也将成为高速和长途旅行的主流交通工具。
实际上，磁悬浮列车并不是什么新技术。早在1922年，德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁悬浮列车的专利，但直到1984年，世界上第一辆商用磁悬浮列车才在英国的伯明翰国际机场投入运营。这条磁悬浮线路全长仅600米，运营时速40公里，11年后因维护问题关闭。
2003年，日本磁悬浮列车创造了世界速度纪录，时速达到581公里。由于高昂的启动成本以及汽车、飞机和票价低并且可靠的传统列车仍占据统治地位，磁悬浮列车还没有成为主流，目前运营的商业磁悬浮列车线路只有两条，一条在中国，一条在日本。不过，这种情况可能在不久后发生改变。现在，公路拥堵情况越发严重，客机也经常出现延误同时在安全性和环境方面引发担忧情绪。在这种形势下，一些国家开始将目光投向磁悬浮列车，试图将其作为交通系统的一个重要补充。
磁悬浮列车的原理很简单，利用磁的吸力和排斥力推动列车前行。在磁排斥力的作用下，列车悬浮在距离铁轨几毫米的半空。由于摩擦力大幅减少，磁悬浮列车的速度要远远超过采用传统发动机的普通列车。美国通用原子公司交通运输项目负责人萨姆·古罗尔博士表示：“磁悬浮列车的所有推进力都来自于电磁力、浮力以及导向力。整辆列车安全在磁力的作用下悬浮、行进和转向。”值得一提的是，美国唯一的磁悬浮列车便出自这家公司之手。
电磁悬浮（EMS）是最常见的一种磁悬浮技术，中国上海的磁悬浮列车便采用这种设计，时速超过400公里。电磁悬浮列车装有电磁体，铁路底部安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性始终保持相同，两者同性相斥，所产生的排斥力让列车悬浮起来。此外，铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体并与列车上的电磁体相互作用，驱动列车前进。这种磁悬浮列车的优势是，能够在静止时悬浮。控制人员可以监视和改变悬浮高度，幅度在10到15毫米之间——微小的差异能够对磁力产生巨大影响。
第二种磁悬浮列车采用电动悬浮（EDS）设计。与电磁悬浮不同的是，电动悬浮系统的铁轨和列车均装有磁铁。列车上的磁铁可以是电磁铁，也可以是强力永磁铁，铁轨则装有一个电磁铁阵列。在列车高速行驶时，列车和铁轨相互排斥。这一系统能够自我修正，让列车始终悬浮在最佳高度，无需安装昂贵而复杂的反馈系统。电动悬浮的缺陷是：低速行驶时无法产生足够的排斥力，让列车悬浮起来，因此仍需要安装车轮。
通用原子公司设计的磁悬浮列车立基于第三种方式，被称之为“感应轨”。在这一磁悬浮系统，铁轨安装永磁铁，排列成所谓的哈尔巴赫阵列。哈尔巴赫阵列最初为粒子加速器设计，能够将磁场集中到一侧，消除对侧的磁场。与电动悬浮系统一样，这种磁悬浮列车在静止时也需要车轮支撑。不过，它能够在速度较低时保持悬浮状态，因此具有更高的实用性。感应轨设计的一大优势是：在电力系统出现故障情况下，列车能够自行减速，悬浮高度随着速度的减慢下降。随着时间的推移，这种设计可能比电磁悬浮系统更具有成本效益。不过，只有真正投入商业运营后，我们才能确定是否具有这种成本优势。
通用原子公司用了5年时间改进电力和控制系统，并在美国交通部的监督下完成一项全面测试。古罗尔表示：“测试非常成功，我们对这种类型的铁轨进行了一切可能的测试。这项技术将进入下一个阶段，也就是制造一个验证系统，用于搭载乘客或者货物。”目前，通用原子公司需要获得进一步资金支持，继续磁悬浮列车的研发。
磁悬浮列车最常见的推进方式是采用直线电机。直线电机是一种直线感应电动机，结构相当于将旋转电机切割展开成直线状，定子（初级线圈）设置在列车上、转子（次级线圈）设置在铁轨上，列车由设置在列车上的直线电机与铺设在铁轨中央的反应板之间产生的磁力推进。

通用原子公司设计的磁悬浮列车采用直线同步电动机。古罗尔说：“这种电动机的运转方式与冲向海岸的海浪类似。不过，它的‘海浪’并不是水，而是电磁力。列车彷佛冲浪者一样在电磁浪上行进。这种系统拥有当前的磁悬浮列车技术所不具备的几个优势。在遭遇恶劣天气时，它的性能超过当前的磁悬浮列车，原因在于并非由摩擦驱动，同时不存在电接触问题。普通列车需要有一条第三轨，也就是输电轨，用于从导轨获取电量。所获电量输送给列车上的旋转式电机，产生推动力。这一系统需要列车安装变速箱以及各种电力设备。”
磁悬浮列车的支持者表示，这种列车无需很多运动机件，没有普通列车的磨损问题同时维护成本低。不过，并非所有人都认同这种观点。由于当前运营的磁悬浮列车少得可怜，还无法了解其真正运营成本。随着北京和首尔磁悬浮列车开通运营，这些争论将尘埃落定。目前，波多黎各、委内瑞拉、欧洲以及澳大利亚也计划打造磁悬浮列车，既有低速城市线路，也有高速跨大陆线路。这些计划无疑向航空业发出挑战。有人甚至建议打造一条跨大西洋磁悬浮线路，如果这一梦想成为现实，还会有人选择飞机吗？

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