汽車越來越堵,火車越來越擠,飛機(jī),經(jīng)常晚點(diǎn),還受天氣所限……。對(duì)于快節(jié)奏的現(xiàn)代社會(huì),交通漸漸成為制約其發(fā)展的瓶頸。如何改善交通,如何讓出行變得輕松快捷,如何讓交通不再成為人們的困擾,是國家與公眾所共同關(guān)注的話題。
就目前科技發(fā)展來看,磁懸浮列車應(yīng)該是改善交通的最好、最現(xiàn)實(shí)的工具。
1814年,斯蒂芬森發(fā)明了火車,1825年世界上第一條標(biāo)準(zhǔn)軌鐵路出現(xiàn),從此火車漸漸成為人們出行的主要交通工具。進(jìn)入70年代以后,隨著世界工業(yè)化國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷加強(qiáng),雖然經(jīng)過多次提速,火車仍然無法適應(yīng)社會(huì)快速發(fā)展的需要,人們迫切需要一種能夠更為快捷的交通工具來提高交通運(yùn)輸能力。
普通列車行駛時(shí),車輪與鋼軌是緊緊貼在一起的,當(dāng)列車高速行駛時(shí),車輪與鋼軌的阻力就大大增加。據(jù)科學(xué)家計(jì)算,依靠動(dòng)力牽引,車輪與鋼軌接觸的普通輪軌列車,最大時(shí)速為380km左右。如果考慮到噪音、震動(dòng)、車輪和鋼軌磨損等因素,實(shí)際速度不可能達(dá)到最大時(shí)速。所以,即使是歐洲、日本現(xiàn)在正運(yùn)行的高速列車,在速度上已沒有多大潛力。但如果能夠使火車從鐵軌上浮起來,消除了火車車輪與鐵軌之間的摩擦,就能大幅度地提高火車的速度,突破400km/h輕而易舉。如何使火車從鐵軌上浮起來呢?磁懸浮列車就應(yīng)運(yùn)而生了。
磁極間的相互作用是磁懸浮列車的基本原理。利用“同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸收”,使列車其懸浮于軌道之上即“磁性懸浮”,這樣列車完全脫離軌道行駛,成為“無輪”列車,其時(shí)速可高達(dá)幾百千米以上。
“若即若離”是磁懸浮列車的基本工作狀態(tài)。在運(yùn)行過程中,車體浮于軌道之上,其間隙約1厘米,因而有“零高度飛行器”的美譽(yù)。從這種意義上說它已經(jīng)不是列車,而是“會(huì)飛的車”。
磁懸浮列車今天來看似乎仍是一個(gè)新鮮事物,其實(shí)它的發(fā)展已有很長(zhǎng)的歷史。
1922年德國工程師赫爾曼?肯佩爾提出了電磁懸浮原理,并于1934年申請(qǐng)了磁懸浮列車的專利。1969年世界上第一列磁懸浮列車小型模型在德國出現(xiàn)。日本三年后也成功研制了磁懸浮列車。1982年,日本就開通了第一條超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)線。日本磁懸浮列車山梨實(shí)驗(yàn)線曾在1997年12月創(chuàng)造了不載客時(shí)速550公里的世紀(jì)記錄。而在1999年4月14日,山梨實(shí)驗(yàn)線創(chuàng)造了世界鐵路行車時(shí)速552公里的世界新紀(jì)錄,F(xiàn)在的歐洲、日本在磁懸浮的研究上仍然處于世界的前列。
中國磁懸浮技術(shù)起步較晚,直到20世紀(jì)80年代,中國三位學(xué)者才幾乎同時(shí)將磁浮技術(shù)的研究提上日程表。1989年12月,我國成功研制出第一臺(tái)小型磁懸浮原理樣車。1992年,國家將“磁懸浮列車關(guān)鍵技術(shù)研究”列入“八五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃,這表明國家正式將磁懸浮的發(fā)展納入計(jì)劃。1994年10月,西南交通大學(xué)建成了首條磁懸浮鐵路試驗(yàn)線,同時(shí)開展了磁懸浮列車的載人試驗(yàn)!7個(gè)座位,懸浮高度為8毫米,自重4噸,時(shí)速為30公里”的指標(biāo)在今天看來有些“小兒科”,但在我國磁懸浮列車發(fā)展史上卻樹起了一個(gè)里程碑。2009年6月15日,國內(nèi)首列具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的實(shí)用型中低速磁懸浮列車,在中國北車唐山軌道客車有限公司下線后完成列車調(diào)試,開始進(jìn)行線路運(yùn)行試驗(yàn),這標(biāo)志著我國已經(jīng)具備中低速磁懸浮列車產(chǎn)業(yè)化的制造能力。
盡管1969年磁懸浮列車已經(jīng)問世,但真正商用磁懸浮列車的首次試驗(yàn)卻已經(jīng)是在23年之后的2002年中國上海完成的。2002年12月31日,由德國制造的磁懸浮列車第一次全程駛過了世界上首條投入商業(yè)運(yùn)行的磁懸浮列車線──上海浦東機(jī)場(chǎng)至龍陽路,中國前總理朱?基和德國前總理施羅得先生成為磁懸浮列車正式開始試運(yùn)行的第一批客人。
2003年12月,該線路進(jìn)行了面向公眾的首次商業(yè)運(yùn)行,F(xiàn)在,上海磁懸浮列車來回穿梭于市中心的龍陽路站和浦東機(jī)場(chǎng)之間,將出租車半小時(shí)的車程縮至不到10分鐘。
與普通列車相比,磁懸浮列車具有噪音小、耗能少、無污染、安全舒適和高速高效的特點(diǎn)。特別是中低速磁懸浮列車,具有轉(zhuǎn)彎半徑小、爬坡能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),非常適合城市的交通。
中國科學(xué)院邱勵(lì)儉院士認(rèn)為,好的東西不一定決定你馬上就能夠用。首先,磁懸浮列車花費(fèi)太大,1千米高速公路投資需要2億人民幣,1千米磁懸浮鐵路投資翻兩番都不止。如果要修一條從北京到天津的高速公路,投資300億-400億人民幣足夠,而修一條磁懸浮鐵路,沒有1000億人民幣是不可能的;其次,磁懸浮中的電磁輻射對(duì)人體是否存在安全隱患還在進(jìn)一步的確認(rèn)之中;第三,磁浮的優(yōu)勢(shì)在于上千里的長(zhǎng)距離運(yùn)輸,距離越長(zhǎng),這種速度提高帶來的效益才會(huì)越明顯。但問題在于,短距離示范線路的不理想狀態(tài);而且由于動(dòng)車高鐵的迅猛發(fā)展和技術(shù)的相對(duì)成熟,使得磁懸浮現(xiàn)在正處于一種非常尷尬的位置,所以磁懸浮在一段時(shí)間內(nèi)估計(jì)還很難得到大面積地推廣和使用。但要真正達(dá)到那種與飛機(jī)同速,實(shí)現(xiàn)瞬間跨越世界的夢(mèng)想,恐怕最終還是要靠磁懸浮的本領(lǐng)了。
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