磁懸浮列車是什麼原理？

近日，由中國自主研發的高速磁懸浮實驗樣車正式下線，時速可達到600公裡，這標誌著我國在高速磁懸浮技術領域實現了重大突破，時速600公裡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公裡）。

高速磁懸浮是目前軌道交通技術的制高點，軌道與列車間只有10毫米間隙，這是真正的貼地飛行，牽涉到空氣動力學，懸浮導向控制等多個領域，其科技含量極高，在當前一些國家對中國發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於領先地位。

人類在發展過程中不斷在探索怎樣對抗重力，不論是利用風還是水，懸浮空中的夢想從未停止，科學家也在尋找一種更穩定，更受人類控制的懸浮力量，將這種技術應用在城市交通上。

軌道交通工具從最早的蒸汽到現在的電力，從時速幾十公裡到現在的幾百公裡，但是不變的是它們都需要輪子在軌道上行駛，有這麼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，這就是磁懸浮列車。

1922年德國工程師發現了電磁懸浮原理，並將其申請了專利，隨著一些國家經濟實力的增強，就需要研發新的交通運輸工具，隨後德，美，日，蘇聯相繼開展了磁懸浮列車的研發，在1971年德國研發出世界上第一輛磁懸浮列車，隨著磁懸浮技術的發展，速度也在不斷提高。

磁懸浮列車的優點是能夠高效率的完成載客，無需用活塞，渦輪等活動零件，所以在行駛過程中幾乎沒有噪音，在運行時不是緊貼著鋼軌行駛，而是以懸浮的形式飛馳在軌面上。缺點也很明顯，造價超高，上海磁懸浮約30公裡的線路造價高達上百億，就目前來說，還處於虧本狀態。

相對於其它有輪列車車輪與軌道的摩擦，撞擊，磁懸浮列車利用電磁力實現無接觸支撐和導向，其運行阻力只有空氣阻力，磁懸浮列車的核心是怎麼樣讓幾百噸重量的列車懸浮，還有就是怎麼樣讓其前進。

從上世紀70年代開始，世界上多個發達國家都在進行磁懸浮列車的開發，目前世界上磁懸浮技術最好的是德國和日本，德國和日本使用的技術原理是不一樣的。

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，就是超導體的這兩個特性，所以它跟磁鐵就會產生即排斥又吸引的關係，磁鐵就能穩穩的懸浮在超導體上方。

應用在磁懸浮列車上，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，推進力，每一節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，可保持車體懸浮狀態，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，就是這樣的原理超導磁懸浮列車才能在空中快速疾馳。

德國是利用常導型磁懸浮技術，這種技術是採用抱軌運行形式，車身下端像伸出兩排彎曲的胳臂將鐵軌抱住，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生強大磁力，鐵軌會被磁力吸引，軌道是靜止的整個列車由於吸引力就會懸浮。

中國也是採用的常導磁懸浮抱軌技術，目前在上海運營的磁懸浮列車，是世界上第一條投入商業運營的磁懸浮專線，連接市區到機場，時速達到430公裡，30公裡距離只需要8分鐘。

磁懸浮列車沒有引擎還能高速運行，也是應用了磁鐵吸力和排斥力來推動列車前行，通電後，它們就會變成一節節帶有N極和S極的電磁鐵，軌道磁鐵N極與列車上磁鐵N極相斥會將列車往前推，下一節軌道磁鐵N機與列車磁鐵S相吸會將列車往前拉，軌道上的電磁鐵會根據列車前進而不斷變化磁極，保證磁懸浮列車不斷向前推進，磁力既可以讓列車懸浮又可以推動列車前進。

與普通的有輪列車不同，因為整個列車都是懸浮在空中的，就需要精準的控制只有幾毫米的懸浮高度，還要解決載客後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，它通過採集列車上傳感器的的信號，以每秒幾萬次的速度運算，調整和控制車輛使其正常運行。

中國的高鐵通過這十幾年的建設，高鐵總裡程達到2萬多公裡，技術也達到世界先進水平，還被稱為中國新四大發明之一，一些線路已開始盈利，如京滬線年均盈利近百億元，那為什麼還要去發展造價更高的磁懸浮嘞。

在各種中長距離交通工具中，高鐵時速一般是300公裡，飛機時速一般是900公裡，磁懸浮列車時速600公裡正好處在這兩種之間，有其速度的優勢。

從我國建設的高鐵來看，時速在300公裡左右，如果要再提速無論從安全還是節能方面考慮都不在合適，要追求更高的速度，更好的舒適度，磁懸浮列車就是最好的選擇。

雖然磁懸浮有著諸多的優點，研發建設也從未停止過，擔心它對人體輻射傷害的聲音從未停止，但人類追求更高速度的決心從未改變，中國是善於創造奇蹟的國家，高速磁懸浮列車的下線註定又將創造又一個奇蹟。