磁悬浮列车是怎么浮起来的？

本文来自微信公众号：网易航空（ID：wyair163）

磁悬浮技术被视为未来轨道交通发展的一个方向，由于磁浮列车漂浮在轨道上方，其也被称为地面上的飞行器。

今天，中国时速600公里的高速磁悬浮列车在青岛下线，这意味着中国轨交迎来一个新的里程碑。

此前中国最快的磁悬浮列车为上海磁浮线，其运营时速可达431公里每小时，也创造过501.5 公里/时的试验速度。

中国时速600公里磁悬浮样车

在中国之前，日本的600公里/时级别磁悬浮列车已经进行过实车试验，2015年4月21日，日本L0系超导磁悬浮列车在山梨磁浮试验线进行试验时，速度达到了603公里/时。

不过磁悬浮列车又是怎么漂浮起来的呢？

不少科普文喜欢用“同极相斥”来解释磁悬浮列车的漂浮，由于列车与轨道安装的磁体磁极相同，列车就在排斥力的作用下漂了起来。

这种说法并不完全正确，想让列车漂浮起来，可以采用“同极相斥”也可以采用“异极相吸”。今天我们就来简单介绍一下这两种方式。

上海磁悬浮

中国人比较熟悉的就是上海磁悬浮线路了，这其实是一个典型的“磁吸型”磁悬浮列车，即采用了“异极相吸”方式。

一般“磁吸型”磁悬浮列车采用的是“常导磁悬浮”技术，也被称为“电磁悬浮技术”。德国是早期采用常导磁浮技术的国家之一，目前中国也在大力地试验这一技术，而上海磁浮线路便是由德国引进。

我们来看下方这张技术示意图，1是悬浮和推进用磁体，2可视为电磁铁（准确说应该是长定子铁芯电枢绕组），3为导向和制动用磁体。

你可以简单的把1和2想象成磁铁的N和S极，两者间产生吸力，使得列车向上“浮”起来，而3的作用则是保证列车不会在运行中与轨道碰撞，同时可以对列车进行导向制动。

在这种情况下，列车不论是水平方向还是垂直方向都不会与轨道接触，从而减少了阻力。

对于这种技术来说，虽然由于磁铁的存在导致车辆更重，但其可以在较低速的情况下保持车辆漂浮，因此在低速磁悬浮线路上颇受欢迎，北京的S1低速磁悬浮列车就是采用了“磁吸型”方式。

那我们一般以为的“磁斥性”列车又是怎么一回事呢？

上图就为一种“磁斥性”磁悬浮列车，由于轨道和列车间有斥力，使得车辆漂浮。

虽然上文提到的“常导磁悬浮”技术也可以发展“磁斥性”列车，但常见“磁斥性”线路的仍是采用“超导磁悬浮”技术，也被称为“电动力悬浮”技术，典型代表就是我们提过的日本山梨磁浮试验线。

不过，现在随着技术的发展，实际上“超导磁悬浮”技术也不仅仅采用“磁斥性”，如下图其可将“磁斥性”与“磁吸型”结合。（其实超导材料本身就会和磁铁产生一种既排斥又吸引的关系）

超导材料有很多优点，它不仅电流阻力为零，而且可以传导普通导线根本无法比拟的强大电流，这种特性使其能够制成体积小功率强大的电磁铁，也被视为未来发展的方向。

但由于目前常见的是低温超导材料，列车上往往还需要装有液氮和液氮压缩制冷机，使得超导材料温度在列车运行时达到所需要的标准。

另外，“超导磁悬浮”列车的磁力来源其实是列车切割磁感线产生感应电流再产生的，低速时感应电流产生的磁力不足让列车漂浮，这就使得列车必须有轮子，让车先动起来直到达到漂浮的速度，而当列车准备停车时，也需要有轮子进行最后的制动。

这种技术车辆更轻，但因为轨道两侧都要有大量电磁线圈，对轨道建设要求更高。

日本山梨磁浮试验线

最后回来看一下本次中国的的600公里磁悬浮列车，根据媒体的报道，其采用了抱轨方式且无车轮，因此其应该仍旧采用了“常导磁悬浮”技术。

而且根据铁道样式，该车应该是利用“磁吸力”达到悬浮的目的，不知道和大家想象的磁悬浮技术是否一样呢？

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