淺談磁懸浮列車的發(fā)展及應(yīng)用

王孟冬

摘 要：磁懸浮列車的發(fā)展是人類交通方式的又一次新的突破與發(fā)展，結(jié)合高科技以及物理原理等多種元素，實(shí)現(xiàn)了列車的有效運(yùn)行。我國(guó)的磁懸浮列車與發(fā)達(dá)國(guó)家相比起步較晚，但隨著我國(guó)綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增強(qiáng)，我國(guó)也逐步實(shí)現(xiàn)了磁懸浮列車的技術(shù)創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理；磁懸浮列車；系統(tǒng)原理

中圖分類號(hào)：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9132（2018）06-0158-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2018.06.100

隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，一些國(guó)家逐步開始對(duì)磁懸浮技術(shù)進(jìn)行研究，并取得很好的成果。磁懸浮列車的出現(xiàn)可以說(shuō)是我們?nèi)祟惤煌ㄊ飞系膫ゴ蟾母?，?shí)現(xiàn)了與軌道的無(wú)接觸運(yùn)行，極大地完善了交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。磁懸浮列車有著速度快、噪音小等特點(diǎn)，給人們的出行帶來(lái)很大的便利?，F(xiàn)今，我國(guó)磁懸浮列車從引進(jìn)、運(yùn)行到研發(fā)，充分改變了我國(guó)交通運(yùn)輸?shù)母窬?。在此基礎(chǔ)上，科研人員依然在加強(qiáng)創(chuàng)新與研究，從而推動(dòng)著磁懸浮列車的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

一、 磁懸浮列車的主要技術(shù)系統(tǒng)原理應(yīng)用

磁懸浮列車的主要技術(shù)系統(tǒng)原理包括三部分：懸浮系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)以及導(dǎo)向系統(tǒng)。正是由于三種系統(tǒng)的結(jié)合與銜接，保障了磁懸浮列車的正常運(yùn)行，并發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用。主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

第一，對(duì)于懸浮系統(tǒng)的應(yīng)用。懸浮系統(tǒng)是磁懸浮列車的重要和關(guān)鍵部分。通過大量的試驗(yàn)，從而使得該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)逐漸成熟。尤其體現(xiàn)在常導(dǎo)磁吸式和超導(dǎo)磁斥式的兩種磁懸浮技術(shù)。常導(dǎo)磁吸式技術(shù)是運(yùn)用了電磁吸力的工作原理，借助直流電磁鐵的作用，使得通電后的電磁鐵釋放一種吸力，并作用于軌道中。正是由于重力小于引力，從而產(chǎn)生了懸浮的效果。而所謂的超導(dǎo)磁斥式技術(shù)就是通過在列車上安裝超導(dǎo)的電磁鐵，并與驅(qū)動(dòng)繞組相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)相互作用的效果，并產(chǎn)生一種排斥的力量，來(lái)保證列車的懸浮。第二，對(duì)于推進(jìn)系統(tǒng)的應(yīng)用。該系統(tǒng)使用的是直線電機(jī)的工作原理，并借助電磁感應(yīng)的作用來(lái)使得列車保持直線運(yùn)動(dòng)，從而讓懸浮列車實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸的制動(dòng)與牽引。第三，導(dǎo)向系統(tǒng)的應(yīng)用。所謂的導(dǎo)向系統(tǒng)是對(duì)于懸浮列車的運(yùn)動(dòng)方向的一種控制，并通過產(chǎn)生的側(cè)向力，使得列車實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌方向的運(yùn)行。通過底部的電磁鐵的安裝來(lái)提供一個(gè)向上的動(dòng)力以及導(dǎo)軌的一種拉力，并借助橫向滑橇的橫向作用，來(lái)保證列車在軌道上正常運(yùn)行。

二、磁懸浮列車的主要特點(diǎn)

磁懸浮列車有著自身的多種優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也包含一些缺點(diǎn)，我們需要從客觀的角度出發(fā)，正確審視磁懸浮列車的特點(diǎn)。

磁懸浮列車的自身優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。第一，有著速度快的特點(diǎn)。磁懸浮列車運(yùn)用了常導(dǎo)和超導(dǎo)磁斥式等多種技術(shù)，較傳統(tǒng)交通方式相比，磁懸浮列車有著很大的優(yōu)越性。其中常導(dǎo)磁懸浮列車運(yùn)行速度可以達(dá)到每小時(shí)四百到五百千米。而傳統(tǒng)的交通工具，如：汽車、輪船等，其速度一般在每小時(shí)四百以下，從而彰顯出磁懸浮列車的速度快的優(yōu)勢(shì)。第二，相對(duì)其他傳統(tǒng)交通方式相比，較為平穩(wěn)舒適，而且噪音較小。磁懸浮列車體現(xiàn)出列車與軌道的無(wú)接觸，不存在車輪與軌道的摩擦，從而其運(yùn)行的過程噪音也小。同時(shí)列車充分運(yùn)用了電磁鐵的原理，能夠保持與軌道的直線行駛，不會(huì)產(chǎn)生很大的震動(dòng)，因而較為平穩(wěn)，給人一種舒適的感覺。第三，有著污染小以及維護(hù)費(fèi)較低的特點(diǎn)。磁懸浮列車主要采用的是一種電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，有助于環(huán)境的保護(hù)，以及能源的節(jié)約。由于列車與軌道之間是一種無(wú)接觸的原理，因而也減輕了對(duì)軌道的損耗。而大部分的維修在于一些電子設(shè)備方面，從而有效降低了維修的花費(fèi)。

然而，磁懸浮列車也存在自身的一些缺點(diǎn)。磁懸浮列車在運(yùn)行以及發(fā)展的過程中，會(huì)遇到一些困難，需要很大的資金投入、并且造價(jià)較高，由于缺乏較多的參照實(shí)例，從而也暴露出投資風(fēng)險(xiǎn)較大的弊端。由于這些比較現(xiàn)實(shí)的因素，也對(duì)磁懸浮列車的發(fā)展造成一定的阻礙和影響。還有，由于該磁懸浮列車是一種新型的交通工具，缺乏完善的經(jīng)驗(yàn)和成熟的技術(shù)作為支撐，很容易遇到一些運(yùn)行的問題，需要做好一系列的安全保障措施。

三、 磁懸浮列車的發(fā)展趨勢(shì)

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高，越來(lái)越追求生活的品質(zhì)。同時(shí)由于我國(guó)的人口較多，一些地區(qū)人們交通出行需求在不斷增加，一些交通擁堵的現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。而磁懸浮列車的運(yùn)行，能夠有效緩解城市地區(qū)的交通壓力，為人們生活帶來(lái)更多的便捷。磁懸浮列車有著污染小以及噪音小等特點(diǎn)，是城市交通的綠色能源，還有它有著爬坡能力較強(qiáng)的特點(diǎn)，也可以運(yùn)用到一些城市的旅游業(yè)領(lǐng)域中，使人們的生活更加豐富多彩。

磁懸浮交通能夠滿足我國(guó)高速客運(yùn)不斷增長(zhǎng)的需求。改革開放以來(lái)，我國(guó)的客運(yùn)交通有了很大的發(fā)展與突破，逐步形成了鐵路、航空以及公路等交通運(yùn)輸系統(tǒng)。伴隨著我國(guó)高速客運(yùn)需求的增長(zhǎng)趨勢(shì)，高速磁懸浮是一種最佳的交通方式，能夠提高交通的速度。我國(guó)較為日本、美國(guó)等國(guó)家相比，對(duì)于磁懸浮列車的投入與研究較晚。日本在不斷開創(chuàng)高速鐵路技術(shù)的同時(shí)，也不斷加強(qiáng)對(duì)磁懸浮技術(shù)的研究與投入，并取得了很大的成就。我國(guó)與日本有著相似的交通現(xiàn)狀，具有人口密度高以及需求量大的特點(diǎn)，而人均資源占有量較低，因此，我國(guó)可以借鑒日本的有效經(jīng)驗(yàn)，不斷完善我國(guó)的磁懸浮技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)研究的重視。同時(shí)我國(guó)經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)研究，研究團(tuán)隊(duì)在不斷壯大，并且實(shí)現(xiàn)了中國(guó)制造的要求，我國(guó)磁懸浮技術(shù)能力和水平在增強(qiáng)，并給我國(guó)的交通發(fā)展?fàn)I造了更加廣闊的發(fā)展空間。高速磁懸浮交通已經(jīng)成為必然的發(fā)展趨勢(shì)，不僅能夠改變我國(guó)的交通狀況，而且也能夠使得我國(guó)交通更加發(fā)達(dá)與暢通。對(duì)于高速鐵路技術(shù)的研究，我國(guó)經(jīng)歷了一段很長(zhǎng)的發(fā)展歷程，由最初的引進(jìn)、借鑒到現(xiàn)今的逐漸成熟，不斷彰顯我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)實(shí)力，從而體現(xiàn)出我國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

四、結(jié)語(yǔ)

磁懸浮列車的出現(xiàn)完善了我國(guó)交通運(yùn)輸紐帶，并帶動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。磁懸浮列車的出現(xiàn)不僅是一種技術(shù)的提高，而且在影響著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)以及文化等多個(gè)領(lǐng)域，使得城市化的進(jìn)程逐步加快，也在相應(yīng)的帶動(dòng)建筑、鐵道以及工業(yè)制造等行業(yè)的不斷創(chuàng)新。磁懸浮列車的發(fā)展，也體現(xiàn)出磁懸浮技術(shù)的不斷創(chuàng)新，它在以一種強(qiáng)大的力量刷新著世界交通面貌，彰顯著廣闊的發(fā)展前景。

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