全世界仍处于中低速档提高路轨 ——全球经济形势分析与未来展望，

中国的磁悬浮：有了高温超导那都不叫事

什么是磁悬浮？？？

磁悬浮（Magnetically Levitated）简称MagLev，是利用电磁系统产生的吸引力或排斥力将车辆托起，使整个列车悬浮在导轨上，利用电磁力进行导向，利用直线电机将电能直接转换成动能推动列车前进。它消除了轮轨之间的接触，无摩擦阻力，磁悬浮列车的最高时速可以达每小时550公里以上。

磁悬浮技术的研究源于德国，早在1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。从上世纪60年代起，一些国家就开始了磁悬浮运输系统的研究开发工作，德国、日本等国处于世界领先水平。我国自20世纪80年代初开始磁悬浮技术基础研究，中低速磁悬浮列车技术起步较早。截至目前，只有中国、日本和韩国掌握中低速磁悬浮交通技术。

（文章内容来源于网络）

1984年，第一辆商用磁悬浮列车在英国伯明翰国际机场投入运营，这条磁悬浮线路全长仅600米，运营时速26英里(约合每小时42公里)，11年后因维护问题关闭。进入21世纪，高速磁悬浮列车开始投入商业运营，主要集中在日本和中国。世界上第一条高速磁悬浮铁路商业运行线是2003年运行的上海浦东磁悬浮列车，采用德国蒂森克虏伯-西门子的技术，时速可达到431公里。

目前世界上有三种类型的磁悬浮列车：

一是以德国的常导型磁悬浮列车系统：它利用常规的电磁铁与铁磁轨道相吸引的原理，由安装在列车车体底部的常规电磁体与位于电磁体上方的导磁轨道间的吸引力实现悬浮，列车在T型导轨上运行。常导磁吸型技术较简单，产生的电磁吸引力较小，悬浮的气隙较小，一般为8mm～10mm。常导型高速磁悬浮列车的速度可达400km/h～500km/h（上海浦东磁悬浮列车属于此类）；

二是以日本的超导型磁悬浮列车系统：它是利用车载超导磁体在运动过程中与轨道的感应磁场产生相互排斥力而悬浮于轨道上，列车在U型槽内运行。悬浮气隙较大，一般为100mm左右（考虑到日本是一个地震多发的国家），技术相当复杂，并需屏蔽发散的电磁场，超导型磁悬浮列车速度可达500km/h以上；

三是以中国大连的“中华01号”和“中华06号”为代表的永磁补偿悬浮列车系统：采用“暗轨式”或“吊轨式”布局，悬浮力产生的方式是轨磁与列车翼磁之间的排斥和列车补磁与铁磁性导轨之间的吸引，磁动机驱动，永磁悬浮轮导向。该类型技术上受到质疑，比如由于轨道暴露在外，永磁体一旦吸附铁质物体，则很难清除。另外，长期使用，永磁体也会逐渐退磁。目前仅在实验论证阶段。

磁悬浮列车的优缺点

暂时无法广泛使用

因为列车在铁轨上方悬浮运行，铁轨与车辆不接触，运行速度非常快，可以超过500 公里，而当前中国的轮轨列车运营速度最高时速为496公里（法国 TGV 电气火车最高时速在2007年的测试中达到过574.8公里）；同时无噪音，不排出有害的废气，有利於环境保护

由於无需车轮，不存在轮轨摩擦而产生的轮对磨损，减少了维护工作量和经营成本磁浮列车的使用寿命可达35年，而普通轮轨列车只有20-25年。磁浮列车路轨的寿命是80年，普通路轨只有60年；当然，与现在的普通铁路系统相比，磁悬浮修建和运营成本显着地高，机车丶轨道和信号控制系统与现在铁路系统完全不同，因此不能对现有的铁路系统进行改造利用。

这也是为什么我们现有的高铁系统无法采用磁悬浮技术的原因：

以京沪高铁为例，1,300公里线路，磁浮的预算是4,000亿人民币，而轮轨磁浮的造价大约是1,300亿人民币，即使後来实际建成的时候是2200亿人民币，两者也相距甚远；

速度优势不明显，又以京沪高铁为例，磁浮可以实现时速420公里，最快需要3小时；采用轮轨可以实现时速380公里，最快大约3小时25分钟；两者相距不到半小时，成本却多花千几亿，性价比不足；

无法兼容现有铁路系统，磁浮技术都存在难以变轨的缺点，所以只能由一点到另一点，无法转到另一条线路；而且还难以救援，浦东机场线磁浮列车，曾经发生过一次火灾事故，一周之後才将事故列车拖走，因为没法供电，又没有轮子，就无法移动列车；

但我们也从未停止在磁悬浮技术上的探索

中国磁悬浮技术起步

1994年，西南交大研制成功中国第一辆可载人常导低速磁浮列车，但是在完全理想的实验室条件下运行成功的。

2000年，中国西南交通大学磁悬浮列车与磁浮技术研究所研制成功世界首辆高温超导载人磁悬浮实验车，随后2001年德国的Transrapid公司在中国上海浦东国际机场至地铁龙阳路站兴建磁悬浮列车系统，2002年12月31日全线试运行，该线全长30公里，列车最高时速达430公里，由起点至终点站只需八分钟。2003年1月4日正式开始商业运营。是世界第一条商业运营的磁悬浮专线，为我国发展磁悬浮列车积累了经验。 　

随后的几年间，我们也完成了在磁悬浮列车领域的一些技术突破：2009年5月13日，国内首列具有完全自主知识产权的实用型中低速磁悬浮列车在唐车公司完成组装，顺利下线，并随即开始进行列车调试。

2009年6月15日，国内首列具有完全自主知识产权的实用型中低速磁悬浮列车，在中国北车唐山轨道客车有限公司下线后完成列车调试，开始进行线路运行试验，这标志着我国已经具备中低速磁悬浮列车产业化的制造能力。

2010年8月14日，由长春客车厂、西南交通大学和株洲电力机车研究所联合研制开发的我国首辆磁悬浮客车，在长春客车厂竣工下线，从而使我国继德国和日本之后，成为世界上第三个掌握磁悬浮客车技术的国家。

2012年1月20日，一列中低速磁浮列车在中国南车株洲电力机车有限公司内下线。磁浮列车采用三节编组，最高运行时速为每小时100公里，列车最大载客量约600人。但是距离磁悬浮列车的广泛应用还有一段距离；

超导材料为磁悬浮提供更好选择

理论上超导体导电能力是常规导体铜线的几十倍以上。在磁浮轨道交通系统中使用超导磁体，可产生更大的悬浮力、导向力和驱动力，且更加节能、环保。而随着超导材料性能不断提高和完善，科学家们正在积极开展高温超导应用技术的研究，其中诞生了一个重要领域的研究应用—高温超导磁浮列车技术。

本月13日，具有完全自主知识产权的，世界首条高温超导高速磁浮样车及试验线，在西南交通大学下线，那么它的特殊之处在哪里呢？此次下线的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车重达12.5吨，但是它就像是一片漂浮于水面的叶子，仅用手就能轻松向前推动：靠着高温超导磁浮技术使它实现了静止悬浮。这又是如何做到的呢？

高温超导体

高温超导体的电阻近似为0。因此产生的感应电流会在超导体内一直循环下去，而感应电流产生的磁场与轨道磁场方向相反，将相互作用产生悬浮力。

针对高温超导磁浮的工作原理：在外磁场中，高温超导体独有的强钉扎能力使得磁力线既难逃离钉扎中心的束缚（对于已经被俘获的磁力线）也难渗透进入超导体内（对于未被俘获的自由磁力线）。这种独特的钉扎特性使得超导体能够随外磁场的变化而感应出阻碍这种变化的超导强电流。这种超导电流与外磁场的电磁相互作用，在宏观上产生与悬浮体自身重力平衡的悬浮力，并提供横向稳定所需的导向力。

与常规导体不同，高温超导体的电阻近似为0。因此产生的感应电流会在超导体内一直循环下去，而感应电流产生的磁场与轨道磁场方向相反，将相互作用产生悬浮力。因“感生电”原理，车载悬浮系统和轨道都不需要供电。

根据专家介绍：列车悬浮起来后，保持悬浮状态，唯一需要的是液氮，液氮使超导材料一直处于超导工作状态，而空气中78%都是氮气，所以液氮成本较低，同时也节能环保。而高温超导磁浮还有一个显著的特点——列车前进方向的磁阻力几乎为0，这一切都高温超导体使得适合未来交通的超高速应用；此次成功下线的世界首条高温超导高速磁浮样车及试验线，最高试验速度可达400公里/小时，目标速度将达到620公里/小时，可开展高温超导磁浮车动力学、气动、振动、噪声等方面的研究。而我国作为世界高铁大国，技术、装备、建设和运营达到国际先进水平。

未来超导体发展方向

实际上，所谓“高温超导体”，是指临界温度在40K（约零下233摄氏度）以上的超导体。除了磁浮外，超导材料在众多领域也有相关研究应用。目前，低温超导材料已实现商业化应用，主要用在医学的核磁共振上。

超导技术被称为21世纪电力工业的高技术储备，可有效解决当前的能源、交通等问题，如今国内外正在研究应用于高压线输电的高温超导电缆，应用于各种设备的超导电机等而超导电机重量轻、体积小，在风力发电机中具备特别优势，所以将超导电机用于风力发电也是目前的研究热点。同时，超导在所有与电相关的领域，比如信息、检测、交通运输、电力技术等都能广泛应用，有着重要的研究和开发价值。目前我国正在大力开展超导材料制备及其应用研究。而不断探索更高临界温度的超导体，并加强与超导技术应用密切相关的低温制冷技术和低温系统的研究，是未来的重要发展方向。

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