神奇的磁交通工具

風(fēng)馳電掣的火車，一直是陸地上交通運(yùn)輸?shù)凝堫^老大，它巨龍似的車身容納大量的旅客和貨物，飛轉(zhuǎn)著的車輪照樣輕松自如地在鐵路線上奔馳。不過，自從火車誕生以來，雖然它經(jīng)歷了從蒸汽機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車，到電力機(jī)車幾次重大的改革，但是火車的輪子總還沒能改革掉。由于火車車輪和鐵軌之間存在摩擦，因而限制了火車速度的提高。一般來說，當(dāng)火車的運(yùn)行速度達(dá)到350千米／時(shí)，就再也無法提高了。

要想進(jìn)一步提高火車的運(yùn)行速度，必須減小車輪與軌道的摩擦力。從20世紀(jì)60年代起，人們開始制造磁懸浮列車。這種列車是利用電磁鐵使鐵軌與列車底部保持同名磁極狀態(tài)。由于同名磁極相互排斥，正是這個(gè)巨大的排斥力將車身托起，使車懸浮于鐵軌之上約10厘米。另外再利用特殊裝置產(chǎn)生一種能使列車前進(jìn)的牽引力。當(dāng)列車運(yùn)行時(shí)，摩擦力就可減小到最小程度，這樣就可以大大提高列車的運(yùn)行速度。

如圖所示，中國自主研發(fā)、首臺(tái)即將投入商業(yè)運(yùn)營的中低速磁懸浮列車，于2012年1月20日在位于湖南株洲的中國南車株洲電力機(jī)車有限公司正式下線。

此次下線的磁懸浮列車采用三節(jié)編組，最高運(yùn)行時(shí)速為每小時(shí)100千米，列車最大載客量約600人。

目前，包括中國在內(nèi)，全球僅有4個(gè)國家掌握中低速磁懸浮核心技術(shù)。日本研制的最新式磁懸浮列車長22米，寬3米，高3.7米，有44個(gè)座位。整個(gè)列車做成倒著的凹形，像一艘倒扣著的輪船，鐵軌做成凸字形。運(yùn)行時(shí)，列車穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)亍帮h浮”在鐵軌上向前飛奔，它的運(yùn)行速度高達(dá)500千米／時(shí)，是普通列車的5～6倍。如果乘坐這樣的列車我們從北京到廣州只要3個(gè)多小時(shí)就可到達(dá)。

磁懸浮列車不僅速度快，而且振動(dòng)小，噪聲小，沒有脫軌傾覆的危險(xiǎn)。因此是一種舒適又快速的十分理想的交通工具。

如圖所示，科學(xué)家們成功試制了這樣一款列車，鐵制的車廂位于抽完了空氣的銅管里，這樣可使管道里沒有空氣，不再有空氣阻力妨礙車廂的運(yùn)動(dòng)。沿路在管子上面每隔一定距離設(shè)置一個(gè)極強(qiáng)大的電磁鐵。磁鐵吸引力的大小，應(yīng)當(dāng)剛能使這些在管里的鐵制車廂總是留在管的“天花板”和“地板”之間，不讓它接觸任何一方。一旦列車進(jìn)入運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這些電磁鐵總是吸引著在管里奔馳的鐵制列車車廂，不讓它們掉下去。當(dāng)然，電磁鐵把在它下面奔馳著的車廂吸向上面，而車廂并不能因此就碰到“天花板”，因?yàn)檫€有重力在拉它。在它剛要碰到“地板”的時(shí)候，下一個(gè)電磁鐵又把它吸了上去……這樣，這個(gè)始終被電磁鐵抓著的車廂，就沿著一條波狀線在真空里奔馳，因?yàn)闆]有摩擦，所以列車因?yàn)閼T性而不斷奔馳。也沒有推力，所以列車像宇宙空間里的行星一樣。

開動(dòng)車廂使它出發(fā)的方法，也同以前所用的一切方法全不相同，拿放射炮彈來比喻它比較貼切。而實(shí)際上這種車廂也真是像炮彈一樣“射”出去的，不過所用的是電磁炮罷了。發(fā)射車廂的車站是根據(jù)螺線管的磁效應(yīng)建造的。“螺線管”的導(dǎo)線在有電流通過的時(shí)候會(huì)吸引鐵制車廂，這個(gè)吸引過程進(jìn)行得這樣快，以至在足夠長的線圈和足夠強(qiáng)的電流的情況下，鐵制車廂能夠獲得極高的速度，這種列車的速度可以達(dá)到800～1000km/h。因?yàn)樵阢~管的內(nèi)部沒有摩擦力，所以車廂的速度不會(huì)減小，它會(huì)因?yàn)閼T性而疾駛，直到車站上的螺線管命令它停止為止。

這種磁力列車建造的費(fèi)用，特別是銅管本身的建造費(fèi)用很高，可是畢竟不必在維持速度上消耗能量，又不必用駕駛員等等，所以仍然具有極強(qiáng)的競爭力。相信不久的將來，你我就可以坐上這樣的磁力列車或者利用它為我們運(yùn)輸貨物了！