[科普中国]-漂浮的磁悬浮列车

如今各种交通工具发展迅速，除了让人惊叹的高铁外，最令人关注的应该是磁悬浮列车了。它到底是怎么浮起来的？是人们好奇的焦点。

有关磁悬浮技术的研究出现的很早，起源于德国，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。20世纪70年代以后，很多国家为适应经济发展需要，提高交通运输能力成为不可或缺的一部分。德国、日本等国家相继开始对磁悬浮运输系统进行开发。我国第一辆磁悬浮列车于2003年在上海开始运营，标志着我国成为世界上第三个掌握磁悬浮技术的国家。

磁悬浮的基本原理就是利用“同性相斥、异性相吸”的电磁原理，让磁铁对抗地心引力，从而使车辆悬浮起来，然后利用电磁力引导，推动列车前行。所以磁悬浮列车需要在车体和轨道上做到与众不同。在具体的操作流程中，要想使车辆真的悬浮起来，工作人员需要在列车车厢的底部安装超导磁体，在列车行进的路面轨道上埋设许多闭合矩形铝环，借此构成磁悬浮列车的轨道“铝轨”，所以它也需要轨道。当列车行进时，超导磁体相对于铝环运动，并在铝环中感应出强大的电流，由于电流的磁效应，这电流形成极强的磁场。而铝环产生的磁场与列车上的超导磁体的磁场方向是相反的，因此产生了斥力，当向上的推力与车辆重力平衡时，车辆就可以悬浮在轨道上方。因此，磁悬浮列车改变了传统火车“贴地”行驶的方式，它的存在使车体完全脱离轨道，创造了近乎腾空行驶的空间飞行“奇迹”。

列车在行驶过程中，与轨道之间保持了一厘米左右的距离，和轨道处于一种“若即若离”的状态。由于避免了与轨道的直接接触，没有了轮和轨道的摩擦，行驶速度得到了大大提高。磁悬浮列车的最高时速可达500 km以上，而现代高速列车的运营时速只是300km左右，如果想要更快一点的话，在经济角度（磨损太大）和环保角度（噪声太高）都面临着很大的障碍。例如从”0”提速到“300”km/h ，磁悬浮列车只要2分钟和5 km长的“跑道”，而高速列车则需要8分钟和30 km长的“跑道”。

除速度优势之外，磁悬浮列车还有很多其他列车所不具备的优点：可靠性大、维修简便、成本低；能源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分之一；噪声还很小，当磁悬浮列车的时速达300 km以上时，产生的噪音分贝只有65dB，仅相当于一个人大声地说话，比汽车驶过的声音还小；无污染，因为它以电为动力，所以在轨道沿线不会排放废气，是一种名副其实的绿色交通工具。

因此，磁悬浮列车无论是在速度上，还是其他方面，都具备很多的优点，发展前景很可观。在未来，磁悬浮列车技术也许会克服更多的技术难关，达到普及。

本文由山东省威海市凤林学校二级教师刘欢进行科学性把关。

新华网科普事业部

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