磁懸浮鐵路

磁懸浮鐵路

磁懸浮鐵路中文拼音:cí xuán fú tiě lù,英文名:maglev railway,是一種新型的交通運輸系統,它是利用電磁系統產生的吸引力或排斥力將車輛托起,使整個列車懸浮在導軌上,利用電磁力進行導向,利用直線電機將電能直接轉換成推動列車前進。它消除了輪軌之間的接觸,無摩擦阻力,線路垂直負荷小,時速高,無污染,安全,可靠,舒適。其套用仍具有廣泛前景。

原理

(圖)磁懸浮鐵路磁懸浮鐵路模型

磁懸浮列車的原理並不深奧。它是運用磁鐵“同性相斥,異性相吸”的性質,使磁鐵具有抗拒地心引力的能力,即“磁性懸浮”。科學家將“磁性懸浮”這種原理運用在鐵路運輸系統上,使列車完全脫離軌道而懸浮行駛,成為“無輪”列車,時速可達幾百公里以上。這就是所謂的“磁懸浮列車”,亦稱之為“磁墊車”。
由於磁鐵有同性相斥和異性相吸兩種形式,故磁懸浮列車也有兩種相應的形式:一種是利用磁鐵同性相斥原理而設計的電磁運行系統的磁懸浮列車,它利用車上超導體電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間所產生的相斥力,使車體懸浮運行的鐵路;另一種則是利用磁鐵異性相吸原理而設計的電動力運行系統的磁懸浮列車,它是在車體底部及兩側倒轉向上的頂部安裝磁鐵,在T形導軌的上方和伸臂部分下方分別設反作用板和感應鋼板,控制電磁鐵的電流,使電磁鐵和導軌間保持10—15毫米的間隙,並使導軌鋼板的吸引力與車輛的重力平衡,從而使車體懸浮於車道的導軌面上運行。

優點

磁懸浮列車試運行中磁懸浮列車試運行中
由於磁懸浮列車是軌道上行駛,導軌與機車之間不存在任何實際的接觸,成為“無輪”狀態,故其幾乎沒有輪、軌之間的摩察,時速高達幾百公里; 磁懸浮列車可靠性大、維修簡便、成本低,其能源消耗僅是汽車的一半、飛機的四分之一; 由於它以電為動力,在軌道沿線不會排放廢氣,無污染,是一種名副其實的綠色交通工具。

實踐證明,車輛運行的可靠性很高,幾乎不出故障,維修費用也很低,與超導磁懸浮車輛相比,結構相對簡單,投資較少。除了日本、德國和英國以外,法國、美國、加拿大和原蘇聯也研製了自己的磁懸浮列車,分別採用常導磁吸式和超導磁斥式。但在車輛結構上則大同小異。

構造

是磁懸浮鐵路構造
車輛是磁懸浮鐵路的重要組成部分,是一種不與地面接觸的運載工具。

從磁懸浮鐵路產生到現在,隨著時代的發展和制式的不同要求,車輛也不斷地更新。

磁懸浮車輛的車體外形酷似一個甲殼蟲,跨坐在軌道上。

車輛主要由三部分構成,即:客室、操縱室和動力室。

客室占的比重較大,內設若干排座椅。在動力室中,設有輔助動力裝置、冷凍機空調器和冷卻風扇等設備。

此外還設有車輛轉向架,在車輛未浮起或減速停車著地時的輔助支持車輪,以及超導磁體、燃料電池等。

國外發展

(圖)磁懸浮鐵路磁懸浮鐵路

日本

1962年起,經過廣泛深入地分析和論證,決定採用超導磁磁斥式磁懸浮系統。又經過10年研究,在試驗線上採用ML100型試驗車,實現了60公里/小時的懸浮運行。接著又研製了LSM200、ML100A試驗車。1975年著手修建宮崎試驗線,1977年對倒T形導軌和跨座式ML500型試驗車進行了無人駕駛試驗,工作進展得很順利。

1979年12月實現517公里/小時的世界最高速度。
1980年起,日本在已取得的研究成果的基礎上,為使磁浮鐵路向更實用化的階段邁進,將線路的基本形狀改進成U形斷面,同時開發了箱形的試驗車MLU-001號。該試驗車由轉向架、二系彈簧裝置和車體等構成。車輛長 28.8米,寬3米,高3.3米。採用線性同步電機驅動,最高時速達 300~400公里。

磁懸浮中央新幹線路線圖磁懸浮中央新幹線路線圖
1978年在東扇島長16公里的試驗線上速度達到了307公里/小時。以後完成的HSST-03號車,長13.8米,能載運46人,總重15噸,最高時速30公里。

1985年3月在筑波科學城舉行的國際博覽會上展出並載人運行。列車兩端的車輛長21.8米,載運112人,中間的車輛長182米,載運120人,時速300公里。

2014年10月17日,日本國土交通相太田昭宏批准東海鐵路公司(JR東海)動工建設磁懸浮中央新幹線。

最高時速可達500公里,40分鐘即可連線日本東京地區和中部地區。

預計耗資約900億美元。這兩座城市距離515公里,運行時間將從現在的2個半小時縮短至1小時。

這將是日本獨自研發的超導磁懸浮技術首次套用在高速鐵路上。這也將是首條使用磁懸浮列車的城際鐵路線,可能是迄今世界上造價最高的鐵路線。一旦建成,將超過上海磁懸浮列車,成為全球最快運營列車。

德國

1974年採用的TR04型磁浮車,為異步短定子,車輛長15 米,寬3.4米,重達20噸,最高時速為250公里。1983年推出的TR06型磁浮列車採用同步長定子,由兩輛車組成,長54米,寬3.7,共120噸,可載客 200人,最高時速為400公里。

1984年4月,英國從伯明罕機場到國際火車站的低速磁懸浮列車,由於速度較低(全程運行時間90分鐘,平均速度25公里/小時,最高速度48公里/小時),故採用常導磁吸式和直線異步電機推進。線路為高架複線,離地面5米。車輛長6米,高3米,寬2.25米,可載客4人,總重約8噸。浮起高度恆定,為15 毫米。

中國現狀

(圖)磁懸浮鐵路磁懸浮鐵路

2001年3月1日,中國乃至世界上第一條高速磁懸浮鐵路商業運行線,上海磁懸浮鐵路開工建設,採用了蒂森克虜伯-西門子的技術。

2002年3月,這條磁懸浮列車示範線下部結構工程竣工。磁懸浮列車用電磁力將列車浮起而取消輪軌,採用長定子同步直流電機將電供至地面線圈,驅動列車高速行駛,從而取消了受電弓。磁懸浮列車主要依電磁力來實現傳統鐵路中的支承、導向、牽引和制動功能。列車在運行過程中,與軌道保持一厘米左右距離,處於一種“若即若離”的狀態。由於避免了與軌道的直接接觸,行駛速度也大大提高,其正常的運營速度可以達到每小時500公里。
2001年,國防科大磁懸浮實驗線路建成,西南交大的實驗線路也正在建設。同濟嘉定校區內的試驗線長約1.5至2公里,於2007年底建成。這一試驗線首先用於試驗國產A型列車。作為二期建設內容,綜合實驗室計畫於2009年下半年建成,它包括用於結構強度實驗、制動系統實驗、牽引傳動實驗等的設備。軌道交通試驗車擬於2010年研製問世。磁懸浮在中國的市場運做進展也很順利,德國柏林到漢堡之間的磁懸浮鐵路建設計畫擱淺以後,轉而與中國達成協定,在上海修建了一條是世界上首條進行商業運行的磁懸浮鐵路。北京,四川等地也正準備修建類似鐵路。

我國首條磁懸浮鐵路開跑,這條磁懸浮鐵路全長18.55公里,連線長沙火車南站和長沙黃花機場,中間設梨站。該工程總投資42.9億元,於2014年5月開工建設。列車全程運行時間19分30秒,最大載客量363人,單程票價20元,設計最高時速為100公里。

特殊鐵路

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們