随着航天事业的发展，模拟微重力环境下的空间悬浮技术已成为进行相关高科技研究的重要手段。悬浮技
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| 磁悬浮 |
简介编辑本段回目录
随着航天事业的发展，模拟微重力环境下的空间悬浮技术已成为进行相关高科技研究的重要手段。目前的悬浮技术主要包括电磁悬浮、光悬浮、声悬浮、气流悬浮、静电悬浮、粒子束悬浮等，其中电磁悬浮技术比较成熟。
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电磁悬浮技术（electromagneticlevitation)简称EML技术。它的主要原理是利用高频电磁场在金属表面产生的涡流来实现对金属球的悬浮。
将一个金属样品放置在通有高频电流的线圈上时，高频电磁场会在金属材料表面产生一高频涡流，这一高频涡流与外磁场相互作用，使金属样品受到一个洛沦兹力的作用。在合适的空间配制下，可使洛沦兹力的方向与重力方向相反，通过改变高频源的功率使电磁力与重力相等，即可实现电磁悬浮。一般通过线圈的交变电流频率为104—105Hz。
金属上的涡流所产生的焦耳热可以使金属熔化，从而达到无容器熔炼金属的目的。目前，在空间材料的研究领域,EML技术在微重力、无容器环境下晶体生长、固化、成核及深过冷问题的研究中发挥了重要的作用。
目前世界上有三种类型的磁悬浮。一是以德国为代表的常导电式磁悬浮，二是以日本为代表的超导电动磁悬浮，这两种磁悬浮都需要用电力来产生磁悬浮动力。而第三种，就是中国的永磁悬浮，它利用特殊的永磁材料，不需要任何其他动力支持。
技术编辑本段回目录
“中华01号”永磁悬浮路车模型在大连举行的2006中国国际专利技术与产品交易会上亮相。该模型是大连3000米永磁悬浮试验线路的仿真微缩，专为城市之间的区域交通设计。列车在高架的磁轨上运行，设计时速230公里，既可货运，又可客运，适用于大都市圈的交通运输。
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在小说、科幻电影中才能见到的“空中悬浮”列车马上就要出现在大连人身边了。3000米永磁悬浮试验线拟定年底在开发区建设。
在大连世界博览广场举办的“2006年中国国际专利技术与产品交易会”上，“中华01号”1/10槽轨永磁悬浮微缩路-车格外引人注目。该车按照1/10比例微缩，几何尺寸按实车微缩；路桥结构、轨道结构、车辆结构与悬浮功能为仿真微缩。在技术人员的操作下，悬浮在槽轨上的微缩列车十分轻巧“跑”起来，启动、刹车十分灵活并且悄无声息。
世界上有3种类型磁悬浮技术，即日本的超导电动磁悬浮、德国的常导电磁悬浮和中国的永磁悬浮。永磁悬浮技术是中国大连拥有核心及相关技术发明专利的原始创新技术。据技术人员介绍，日本和德国的磁悬浮列车在不通电的情况下，车体与槽轨是接触在一起的，而利用永磁悬浮技术制造出的磁悬浮列车在任何情况下，车体和轨道之间都是不接触的。
中国永磁悬浮与国外磁悬浮相比有五大方面的优势：一是悬浮力强。二是经济性好。三是节能性强。四是安全性好。五是平衡性稳定。
槽轨永磁悬浮是专为城市之间的区域交通设计的，列车在高架的槽轨上运行，设计时速230公里，既可客运，又可货运。大连磁谷科技研究所有限公司苏珣总经理告诉记者，3000米永磁悬浮列车线路预计在今年年底建设，地点拟定在开发区。
列车编辑本段回目录
磁悬浮列车利用“同性相斥，异性相吸”的原理，让磁铁具有抗拒地心引力的能力，使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1厘米处，腾空行驶，创造了近乎“零高度”空间飞行的奇迹。
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世界第一条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮列车，建成后，从浦东龙阳路站到浦东国际机场，三十多公里只需6～7分钟。
上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”（简称“常导型”）磁悬浮列车。是利用“异性相吸”原理设计，是一种吸力悬浮系统，利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁，和铺设在轨道上的磁铁，在磁场作用下产生的吸力是车辆浮起来。
列车底部及两侧转向架的顶部安装电磁铁，在“工”字轨的上方和上臂部分的下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流使电磁铁和轨道间保持1厘米的间隙，让转向架和列车间的吸引力与列车重力相互平衡，利用磁铁吸引力将列车浮起1厘米左右，使列车悬浮在轨道上运行。这必须精确控制电磁铁的电流。
悬浮列车的驱动和同步直线电动机原理一模一样。通俗说，在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变成电磁体，由于它于列车上的电磁体的相互作用，使列车开动。
列车头部的电磁体N极被安装在靠前一点的轨道上的电磁体S极所吸引，同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体N极所排斥。列车前进时，线圈里流动的电流方向就反过来，即原来的S极变成N极，N极变成S极。循环交替，列车就向前奔驰。
稳定性由导向系统来控制。“常导型磁吸式”导向系统，是在列车侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。列车发生左右偏移时，列车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用，产生排斥力，使车辆恢复正常位置。列车如运行在曲线或坡道上时，控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制，达到控制运行目的。
“常导型”磁悬浮列车的构想由德国工程师赫尔曼肯佩尔于1922年提出。
“常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。只是把电动机的“转子”布置在列车上，将电动机的“定子”铺设在轨道上。通过“转子”，“定子”间的相互作用，将电能转化为前进的动能。我们知道，电动机的“定子”通电时，通过电磁感应就可以推动“转子”转动。当向轨道这个“定子”输电时，通过电磁感应作用，列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动。
上海磁悬浮列车时速430公里，一个供电区内只能允许一辆列车运行，轨道两侧25米处有隔离网，上下两侧也有防护设备。转弯处半径达8000米，肉眼观察几乎是一条直线；最小的半径也达1300米。乘客不会有不适感。轨道全线两边50米范围内装有目前国际上最先进的隔离装置。上海线路将最终延伸到杭州。并且直接为世博会服务。
方案编辑本段回目录
沪杭磁浮线路优化方案日前在《沪杭磁浮交通工程环境影响报告书》(下称《报告书》)工程线位综述里得到了说明和图解。《报告书》由浙江省环境保护科学设计研究院上周五(7号)发布。承担沪杭磁浮环境评价项目的另一家单位上海市环境科学研究院也将于今明两天发布环境影响报告。
不过这个优化方案不是从杭州到虹桥机场再到浦东一条线，也不是仅仅从上海南站修一条支线到虹桥机场，而是在上海闵行区中春路附近建设一个磁浮三角区，从而把杭州与浦东国际机场和虹桥机场，以及浦东国际机场和虹桥机场相互连接起来。
磁浮线除了从上海南站出站后直接通往浙江嘉兴和杭州站外，还将从闵行区中春路，烈士陵园东边界处线路转向北，开设一条通往上海虹桥机场的支线，终点为规划虹桥机场交通枢纽站，然后再由规划虹桥机场交通枢纽站出站后，往相反方向在中春路地区经闵行烈士陵园西边界拐向正线。从而线路自中春路附近开始，构成磁浮铁路三角区联络线。
另外在《报告书》中明确提出沪杭磁浮交通工程全长约199公里，其中上海段96公里，浙江段约103公里。而此前获批的磁浮线路总长为175公里，不包括到虹桥机场支线20多公里的线路。按照磁浮铁路每公里约2亿元人民币的造价，这意味沪杭磁浮总造价将是400亿元左右。
同济大学铁道与城市轨道交通研究院孙章教授在接受《第一财经日报》采访时表示，这个到虹桥机场的“优化方案”是比较合理的，到时可以根据客流的需要，设计从杭州到浦东机场、杭州到虹桥机场，或者虹桥机场到浦东机场不同的线路。
应用编辑本段回目录
“中华01号”永磁悬浮路车模型在大连举行的2006中国国际专利技术与产品交易会上亮相。该模型是大连3000米永磁悬浮试验线路的仿真微缩，专为城市之间的区域交通设计。列车在高架的磁轨上运行，设计时速230公里，既可货运，又可客运，适用于大都市圈的交通运输。京沪高铁终于在这个春天全线开工。“京沪高速铁路全线开工，标志着我国高速铁路建设掀开了崭新的一页。”铁道部副部长卢春房言语间透着自豪。
这确实是崭新的一页，因为这样一条世界上一次建成线路最长、标准最高、投资规模罕见的高速铁路处处刻着自主创新的“中国印”。
科学决策
磁悬浮
造价低、技术成熟，“高速轮轨”战胜“磁悬浮”
京沪高速铁路沿线是人口最密集、经济总量最大、运输需求最旺盛的地区，建设具有世界先进水平的现代化高速铁路，必要性不言而喻。
然而，京沪高铁究竟应采取何种技术的争论却持续了8年。1998年起，高速轮轨技术与磁悬浮技术之争，成为社会关注的焦点。
最终，2006年2月，国务院批准京沪高速铁路项目建议书，明确京沪高铁将采用高速轮轨技术建设。
中铁建铁道第四勘察设计院高级工程师靖仕元介绍，“高速轮轨”的胜出关键在于技术成熟、能与既有路网兼容，而且造价相对较低。
世界第一条高速铁路日本新干线于1964年成功运营至今，国际上已建成高速铁路的10多个国家，全部选择了轮轨技术，其安全性和稳定性已经有数十年成功运营的考验。即便是垄断磁悬浮技术的德国，其高铁ICE系统也是采用了高速轮轨。而磁悬浮系统至今尚无大规模商业运行的先例，仅限于短途、试验性运营。
与现有铁路网络兼容，也是轮轨技术的一个优势。京沪间总客流量的70%左右是通过铁路网由沿线进入，磁悬浮列车的线路只能点对点，不能进入既有铁路网，这将降低京沪高铁的效能。同时，轮轨技术每公里造价仅是磁悬浮的1/3，这也将极大地节约投资成本。
自行设计
高速铁路技术体系具有自主知识产权
在铁道第四勘察设计院京沪高速铁路现任总体设计负责人郭志勇眼里，京沪高铁最大的难题是要解决系统匹配问题。
高速铁路技术体系主要涵盖工务工程、牵引供电、通信信号、电动车组、运营调度、客运服务6个系统，是当代高新技术的集成，也是庞大复杂的系统，世界上仅有日本、法国等少数几个发达国家跻身高铁俱乐部。现在，中国则以中国标准成为其高质量的新成员。
“京沪高速铁路由中国自行设计，自主开展系统集成。”铁道部总工程师何华武介绍，我国在系统集成方面取得了许多重要成果，目前，已经形成了具有我国特色的高速铁路技术标准体系，并将对世界高速铁路技术体系做出贡献。
中国围绕高速铁路技术完成400多项科研试验，攻克一系列技术难题，如大跨深水桥梁建造技术、软土地基沉降控制技术、无砟轨道技术等；通过铁路六次大面积提速，又掌握了时速200公里及以上铁路成套技术；秦沈、武广等客运专线建设，也为我国积累了高等级铁路建设经验，这些成套关键技术最终形成了具有自主知识产权的时速300—350公里中国高速铁路技术体系。
自主研发
技术装备全部由国内企业生产制造
“在高速铁路的技术装备方面，我国已经全部掌握核心技术，实现了最低价格引进，达到了国产化目标。”针对备受关注的动车组，何华武介绍，动车组全部由国内企业制造。
4月11日，国产时速350公里CRH3“和谐号”动车组在中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司下线；去年12月22日，国产时速300公里动车组CRH2“和谐号”在中国南车青岛四方机车车辆股份有限公司下线。这两种车型能否运营于京沪高铁？
今年8月1日以后，这两种车都要在新建的京津城际铁路上运行。而京沪高速铁路建成后所使用的列车，将是目前这两种国产高速列车的改造型。
时速300公里动车组采用轻量化铝合金车体，每节车厢仅重7吨左右，比起以前的碳钢材料火车重量减轻了50%多；而时速350公里动车组，整车8节车厢加上旅客的重量只有450吨，比和它载客量相当的空客A380客机还轻100吨。“这意味着动车组具有优越的节能、环保性能。”
两种动车组都能“聪明”地主动调节车辆平衡，过大弯或线路颠簸时，乘客几乎不会感觉到晃动和眩晕。这两种国产动车组均设置有航空式餐饮设施、残疾人卫生间、轮椅存放区、婴儿护理桌等，将让乘客享受到更舒适的服务。
2006年中国国际专利技术与产品交易会在大连世界博览广场隆重开幕，在中国加速推进创新型国家建设背景下举行的本届专交会，无疑在全社会又掀起了关于创新的阵阵冲击波。
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大连磁谷科技公司拥有自主知识产权的中国永磁悬浮“中华01号”的微缩车亮相。不久，大连3000米永磁悬浮试验线路将在开发区动工，届时比现场展示的微缩车大10倍的中国永磁悬浮车将运行在试验线路上。据负责人介绍，试验线路运行时间70秒，在启动31秒内提速到230公里，之后以每小时230公里的速度匀速运行8秒，再利用31秒时间从减速到停止。该线路试验运行后，中国人将第一次坐上自己的磁悬浮车。
大连年底拟建试验线
只有在小说、科幻电影中才能见到的“空中悬浮”列车马上就要出现在大连人身边了。记者从昨日的专交会上了解到，3000米永磁悬浮试验线拟定年底在开发区建设。
在大连世界博览广场举办的“2006年中国国际专利技术与产品交易会”上，“中华01号”1/10槽轨永磁悬浮微缩路-车格外引人注目。该车按照1/10比例微缩，几何尺寸按实车微缩；路桥结构、轨道结构、车辆结构与悬浮功能为仿真微缩。在技术人员的操作下，悬浮在槽轨上的微缩列车十分轻巧“跑”起来，启动、刹车十分灵活并且悄无声息。
中国永磁悬浮有五大优势
世界上有3种类型磁悬浮技术，即日本的超导电动磁悬浮、德国的常导电磁悬浮和中国的永磁悬浮。永磁悬浮技术是中国大连拥有核心及相关技术发明专利的原始创新技术。据技术人员介绍，日本和德国的磁悬浮列车在不通电的情况下，车体与槽轨是接触在一起的，而利用永磁悬浮技术制造出的磁悬浮列车在任何情况下，车体和轨道之间都是不接触的。
中国永磁悬浮与国外磁悬浮相比有五大方面的优势：一是悬浮力强。二是经济性好。三是节能性强。四是安全性好。五是平衡性稳定。
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槽轨永磁悬浮是专为城市之间的区域交通设计的，列车在高架的槽轨上运行，设计时速230公里，既可客运，又可货运。大连磁谷科技研究所有限公司苏珣总经理告诉记者，3000米永磁悬浮列车线路预计在今年年底建设，地点拟定在开发区。
大连磁谷科技研究所有限公司研制的暗轨磁悬浮技术验证车，暗轨磁悬浮设计时速110公里以下，适用于城内交通。列车完全可以在花园里运行。这种轻型吊轨磁悬浮结构受力简单，节省材料，减轻了路和车的重量，便于高速运行，大大地降低了运行成本，其复线每公里建设费造价约0.8亿元人民币，仅相当于国外先进技术的28%。此外，轻型吊轨磁悬浮列车安全性能也非常好。由于列车镶嵌在吊轨中，杜绝了脱轨、翻车，而采用“4-2-1”运行控制法与“在线控制决策”技术专门设计，也基本杜绝了追尾、撞车。
这种轻型吊轨磁悬浮设计时速可达400公里，适用于城际之间的“人流”与“物流”投送市场，是专为大中型城市的区域经济圈设计的城际交通工具。
中国首辆拥有完全自主知识产权的重大科技攻关项目——“中华06号”轻型吊轨磁悬浮技术验证车在大连首次亮相，这是大连磁谷科技研究所有限公司继“中华01号”暗轨磁悬浮技术验证车成功运行后的又一最新成果。
优点编辑本段回目录
磁悬浮项目实施主体正在按照国家有关部门要求，听取有关单位、专家以及公众意见，还在进一步深化、优化方案。本着尽可能利用交通走廊、适当改造市政设施、集约使用土地、降低对居民影响等原则，在线路走向、环境保护及工程设计等诸多方面进一步`整体细化、优化项目的方案，完善相关工程技术措施。
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磁悬浮列车有许多优点：列车在铁轨上方悬浮运行，铁轨与车辆不接触，不但运行速度快，能超过500千米／小时，而且运行平稳、舒适，易于实现自动控制；无噪音，不排出有害的废气，有利于环境保护；可节省建设经费；运营、维护和耗能费用低。它是21世纪理想的超级特别快车，世界各国都十分重视发展磁悬浮列车。目前，中国和日本、德国、英、美等国都在积极研究这种车。日本的超导磁悬浮列车已经过载人试验，即将进入实用阶段，运行时速可达500千米以上。
到目前可以讲，磁悬浮列车轨道技术在中国，磁悬浮列车技术仍在德国，引进产品是引进不来技术的。我国的轮轨铁路技术有近百年的历史，形成了专门从事机车设计、科研创新的产业大军，拥有数十年设计、制造、运营、维修配套的四十多万人的产业链。磁悬浮技术掌握在少数专家、教授手中，是不具备应用条件的。磁悬浮列车需要高架，高架梁的绕度必须小于1毫米，因此，高架桥跨一般要小于25米，桥墩基础要深30米以上。因此，在上海到杭州的地面上要形成一道200多公里的挡墙。此外，由于运行动力学的影响，轨道两侧各100米内是不允许有其他建筑物的。修建沪杭磁悬浮，占地多，对环境影响比较大。
缺点编辑本段回目录
2006年，德国磁悬浮控制列车在试运行途中与一辆维修车相撞，报道称车上共29人，当场死亡23人，实际死亡25人，4人重伤。这说明磁悬浮列车突然情况下的制动能力不可靠，不如轮轨列车。
在陆地上的交通工具没有轮子是很危险的。因为列车要从动量很大降到静止，要克服很大的惯性，只有通过轮子与轨道的制动力来克服。磁悬浮列车没有轮子，如果突然停电，靠滑动摩擦是很危险的。此外，磁悬浮列车又是高架的，发生事故时在5米高处救援很困难，没有轮子，拖出事故现场困难；若区间停电，其他车辆、吊机也很难靠近。
新闻编辑本段回目录
上海磁悬浮失火震惊德国
“德国磁悬浮列车起火了！”、“磁悬浮的黑色一天”、“德国磁悬浮没那么神”……最近两天，上海磁悬浮列车失火的消息频频占据了德国媒体的重要版面。这对一向视磁悬浮技术为德国的一张技术“王牌”的德国经济界来说，无疑是一个沉重的打击。
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磁悬浮起火，对德国打击很大
全球第一条、也是唯一商业运行的上海磁悬浮列车8月11日下午发生车厢起火事件，有关方面在接到火警后马上疏散了列车上的所有乘客。报道还说，虽然上海磁悬浮列车从2004年就开始正式运行，但是一直到2006年4月才完成了中国的验收手续，没有想到在验收结束不到4个月后就会发生火灾。该事件是上海磁悬浮正式营运2年多来迄今最大一起事故。这是磁悬浮列车“黑色的一天”。
几乎所有德国媒体都表示了担忧。《图片报》“痛苦”地表示，这场大火来得真不是时候，此前，中国人刚刚宣布将建造自己研制的磁悬浮列车。而《明镜》周刊则认为，这一事故显然也给已经立项的上海至杭州磁悬浮列车项目笼罩上了阴影。而火灾发生后，沪杭磁悬浮列车何时甚至是否能够上马，恐怕也要打一个大大的问号。
事实面前，德国人心态在变
对于中德之间在磁悬浮技术上的合作，德国媒体一直投入了极大的关注。德国经济学家弗罗托教授认为，从德国媒体的报道，可以窥见德国对磁悬浮项目在4个阶段的不同心态。
前两年，德国政府、企业对中德磁悬浮合作确实倾注了不少热情，心态“友好”。“这不仅体现在技术的转让，还有财政的支持。”
当一些中国媒体透露中国已开始自己研制磁悬浮技术时，德国媒体立即敏感地指责中国“剽窃”。《德国金融时报》称，“磁悬浮是德国工程技术的骄傲，是创新的象征。中国人买外国技术，只是为了仿造。”而巴伐利亚州州长施托伊贝尔更是语出惊人，“在中国发生的事情，闻起来很有些技术盗窃的味道。”即使德国政府出面澄清，舆论仍未完全平息。“这时候，德方开始显得不安。”弗罗托教授说。
沪杭磁悬浮项目浮出水面，德国媒体认为应该拒绝由德国政府提供融资的要求。《经济周刊》等媒体人为，德国自认手握一把“好牌”：中国虽然已有能力独立生产磁悬浮列车，但核心技术还不过关；而德国磁悬浮技术经历了几十年的试验，成熟且安全等。弗罗托教授直言不讳地表示，“事实上，双方僵持不下的实质还是价格问题，德国不过是以尊重知识产权为由，给谈判设置了一定的障碍。这时德方仍比较自负。”
中国北方港口城市——大连的磁悬浮项目再次引起了德国的关注。据《柏林日报》报道称，中国计划今年秋天在大连修建一条３公里长的磁悬浮线路。列车不是采用德式的电磁力悬浮而是用永磁材料持续悬浮，造价只有德国产品的一半。但德方评价大连磁悬浮项目时说：“在３公里的线路上实现220公里的时速是一个幻想，那需要用火箭发动机才行。”
当上海磁悬浮起火的消息传出，德国社会和公众都感到十分震惊。一位柏林市民告诉记者，“这下德国媒体可以熄火了吧。老认为中国抄袭德国的技术。”
开始担心中国不要磁悬浮
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德国国家电视台指出，通过一系列事件，现在有2个事实已非常明确。其一，德国人必须承认，中国人有自己的技术，中国专家已经为攻克科技难题花费了20年的时间，“一直在认真研究磁悬浮技术的中国人，５年以后肯定能形成竞争能力”。其二，德国的技术并没有像以前自己所说的那样“神奇”，也存在很多需要改进的地方。
很多德国专家现在开始担心，在沪杭磁悬浮线路上中国可能不会再采用德国技术。弗罗托教授说：“中国人选择德国，是对德国技术的信任，是要同德国进行真诚合作。但是，德国有些方面过去的一些做法确实伤了中国人的心。”
德国磁悬浮技术联合体发言人菲格曼说：“我们对参与这一工程仍非常有信心。”他证实，德国方面将为该扩建工程提供至少10亿美元资金。“中德之间应该坦诚地就磁悬浮项目研发继续开展合作。”
