磁懸浮列車速度快而且乘坐舒服,為什麼最後卻普及了高鐵

2020-12-03 LONG飛船

俗話說,要致富先修路,交通對國家經濟發展取著至關重要的作用。作為世界第一人口大國,鐵路網絡已經遍布全國。最早的綠皮車現在已經很少見了,最常見的是特快和高鐵,還有一種列車叫磁懸浮,很多人都聽說過,但沒見過。因為至今為止全國只開通了3條磁懸浮線路,分別在上海,長沙和北京地鐵S1線。今天就帶著大家去長沙體驗一下這種能夠浮起來的列車到底什麼樣。

位於湖南長沙的磁浮快線,連接著城市內的高鐵與航空兩大樞紐,全程18.55千米。是目前全球最長的中低速磁浮商業運營線路,平均每天能夠發送旅客7000多人次。當車輛啟動後,車輛以每小時100千米的速度飛奔。行駛過程中和大家經常做的地鐵感受是不一樣的,地鐵裡能夠感覺到震動,而在磁懸浮列車上除了轉彎能感覺到小小的晃動,運行非常平穩,而且沒有噪音。

這種列車是不是有什麼特別的裝置,能夠讓乘客感覺到平穩又沒有噪音呢?

這種列車之所以叫磁浮列車,就是利用「同性相斥,異性相吸」的電磁原理,通過電磁力讓車輛懸浮起來,這樣列車與路軌直接就沒有了摩擦與振動,就像坐在一個氣墊上一樣。

磁懸浮列車一共有兩種,第一種是電磁吸力磁懸浮列車,利用電磁的吸引力來產生無接觸的磁力支撐,(上海,長沙)。另外一種是電磁排斥力磁懸浮列車(日本正在研究)。

我們國家現在運行的是一代磁懸浮列車,二代正在研發。一代列車的託臂懸浮架採用抱軌(C字形)卡在軌道的一側,能夠保證列車在高速證行駛過程中不出軌。懸浮高度在8毫米是最安全的距離。

車輛在到站的時候,上車下車的人很多,怎麼保證懸浮距離始終穩定在8毫米。

在抱軌附近有一個傳感器,當感測到距離小於8毫米或者大於8毫米的時候,通過磁力線圈的電流是不同的,通過計算調整電流大小就可以把距離調整到正確位置。

列車浮起來之後,如何向前運行的呢

由於磁懸浮列車沒有輪軌,向前運行需要直線電機,由於直線電機的線圈是條狀的,通電後就會產生一個行波磁場,這個磁場如同薄涼推動水面物體一樣,推動磁浮列車沿軌道前進

磁浮有沒有輻射

有震蕩才能產生輻射,而列車在運行過程中重量是靜止的,產生不了震蕩,因此不會有輻射

運行過程中磁場強度是否超過國家規定的標準400納特

運行過程中測量的數值保持在在311,-378納特區間。

磁懸浮為什麼沒有普及呢

世界上第一條商業運營的磁懸浮線路誕生在中國,就是上海磁懸浮線路,前面已經做了介紹。但是這條線路建成後,發展磁懸浮高鐵的路線在中國就被無情地拋棄了。主要原因包括以下幾個方面:

第一,磁懸浮線路造價高。當年爭議京滬高鐵是上磁懸浮,還是上輪軌的時候,京滬高鐵1300公裡線路,磁懸浮的預算大約是5000億人民幣,而輪軌的造價大約是2300億人民幣(後來實際建成的時候是2200億人民幣)。

第二,輪軌技術實現突破之後,磁懸浮的相對優勢已經不明顯了。按照當年京滬高鐵的研究,如果採用磁懸浮可以實現420公裡時速,最快大約需要3小時;如果採用輪軌可以實現380公裡時速,最快大約3小時5分鐘。為了5分鐘多花幾千億,顯然划不來。

為什麼?磁懸浮不是阻力更小嗎?這是一個中學物理問題,因為高速運行物體的空氣阻力是速度的二次方,其能耗是速度的三次方,當速度達到300公裡以上時,運動物體所受的阻力90%是空氣阻力。所以當高鐵速度達到時速300公裡以上時,磁懸浮已經沒有什麼優勢了。

第三,磁懸浮有天然的劣勢比較難克服,最突出的是聯網難。高鐵要發揮它的最大效用,必須要聯網,相對一條一條孤零零的線路,聯網的高鐵效能會呈幾何倍數增長。但是,在技術上磁懸浮天生就是為點對點運輸而生的,因為無論是常導磁懸浮技術還是超導磁懸浮技術都存在難以變軌的缺點,常導磁懸浮技術,列車是抱軌的,所以變軌的技術難度很大;而超導磁懸浮是在U型槽內運行,變軌更難。

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