《超导磁悬浮应用》

《《超导磁悬浮应用》》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《超导磁悬浮应用》（13页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、超导磁悬浮应用摘要：1. 高温超导技术的发现简单介绍，以及在磁悬浮系统方面的广阔的应 用前景。2. 高温超导磁悬浮列车的核心是车载高温超导磁悬浮系统 , 这个系统 要求较大尺寸的液氮低温容器, 并且要求高温超导体块材与导轨之间的间隙 （即 磁悬浮净高度） 越大越好。关键词：液氮低温容器，永磁导轨，超细铌钛合金多芯，电磁诱导供电系统 线1911年，荷兰莱顿大学的卡茂林-昂尼斯意外地发现，将汞冷却到-268.98 C 时，汞的电阻突然消失；后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似 的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，卡茂林-昂尼斯称之为超导 态。卡茂林由于他的这一发现获得了1913

2、 年诺贝尔奖。 这一发现引起了世界 范围内的震动。在他之后，人们开始把处于超导状态的导体称之为“超导体”。 超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。导体没有 了电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中流 大的电流，从而产生超强磁场。1933 年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现 了超导体的另一个极为重要的性质，当金属处在超导状态时，这一超导体内的 磁感兴强度为零，却把原来存在于体内的磁场排挤出去。对单晶锡球进行实验 发现：锡球过渡到超导态时，锡球周围的磁场突然发生变化，磁力线似乎一下 子被排斥到超导体之外去了，人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”。后来

3、人们 还做过这样一个实验：在一个浅平的锡盘中，放入一个体积很小但磁性很强的 永久磁体，然后把温度降低，使锡盘出现超导性，这时可以看到，小磁铁竟然 离开锡盘表面，慢慢地飘起，悬空不动。迈斯纳效应有着重要的意义，它可以 用来判别物质是否具有超性。为了使超导材料有实用性，人们开始了探索高温超导的历程，从 1911 年至 1986年，超导温度由水银的4.2K提高到23.22K (OK=-273 C)。86年1月发 现钡镧铜氧化物超导温度是30度，12月30日，又将这一纪录刷新为40.2K, 87年1月升至43K，不久又升至46K和53K，2月15日发现了 98K超导体，很 快又发现了 14 C 下存在

4、超导迹象，高温超导体取得了巨大突破，使超导技术 走向大规模应用。超导材料和超导技术有着广阔的应用前景。超导现象中的迈 斯纳效应使人们可以到用此原理制造超导列车和超导船，由于这些交通工具将 在无磨擦状态下运行，这将大大提高它们的速度和安静性能。超导列车已于 70 年代成功地进行了载人可行性试验， 1987 年开始，日本国开始试运行，但经常 出现失效现象，出现这种现象可能是由于高速行驶产生的颠簸造成的。超导船 已于1992年1 月 27日下水试航，目前尚未进入实用化阶段。利用超导材料制 造交通工具在技术上还存在一定的障碍，但它势必会引发交通工具革命的一次 浪潮。超导材料的零电阻特性可以用来输电和制

5、造大型磁体。超高压输电会有 很大的损耗，而利用超导体则可最大限度地降低损耗，但由于临界温度较高的 超导体还未进入实用阶段，从而限制了超导输电的采用。随着技术的发展，新超导材料的不断涌现，超导输电的希望能在不久的将来 得以实现。现有的高温超导体还处于必须用液态氮来冷却的状态，但它仍旧被 认为是20世纪最伟大的发现之一初识超导现象1911 年荷兰科学家翁纳斯(Onnes)在测量低温下水银电阻率的时 候发现， 当温度降到零下 269 度附近， 水银的电阻竟然消失了！图 1 复制了当时 的实验曲线。电阻的消失叫做零电阻性。 所谓“电阻消失”，只是说电阻小于仪表 的最小可测电阻。也许有人会产生疑问： 如

6、果仪表的灵敏度进一步提高，会不会测 出电阻呢？用“持久电流”实验可以解 决这个问题。由正常导体组成的回路是有 电阻的，而电阻意味着电能的损耗，即电 能转化为热。这样， 如果没有电源不断 地向回路补充能量，回路中的电能在极短 时间( 例如微秒)里全部消耗完，电流衰 减到零。如果回路没有电阻，自然就没有 电能的损耗。一旦在回路中激励起电流， 不需要任何电源向回路补充能量， 超导磁悬浮电流可以持续地存在下去。有人曾在超导材料做 成的环中把电流维持两年半之久而豪无衰减。由此 可以电阻率的上限为 1023 欧姆厘米，还不到最 纯的铜的剩余电阻率的百万亿分之一。零电阻效应 是超导态的两个基本性质之一。超导

7、态的另一个基本性质是抗磁性，又 称迈斯纳(Meissner)效应。即在磁场中一个超导 体只要处于超导态，则它内部产生的磁化强度与外 磁场完全抵消，从而内部的磁感应强度为零。也就 是说，磁力线完全被排斥在超导体外面，如图所示。利用超导体的抗磁性可以实现磁悬浮。图 3 是超导磁悬浮的示意图。把一块 磁铁放在超导盘上，由于超导盘把磁感应线排斥出去， 超导盘跟磁铁之间有排斥力，结 果磁铁悬浮在超导盘的上方。这种超导悬浮在工程技术中是可以大大利用的， 超导悬浮 列车就是一例。让列车悬浮起来，与轨道脱离接触，这样列车在运行时的阻力降低很多， 沿轨道“飞行”的速度可达 500 公里/小时。高温超导体发现以后

8、，超导态可以在液氮温 区（零下 169度以上）出现，超导悬浮的装置更为简单， 成本也大为降低。我国的西南交 通大学于 1994年成功地研制了高温超导悬浮实验车。超导磁悬浮演示装置THP-1 型超导磁悬浮演示装置特点：论述一台高临界温度超导体磁悬浮列车物理课堂演示装置，该装置为一个盛放高临界温度超导体的列 车模型，在具有磁束缚的封闭磁轨道上方悬浮；或在磁轨道下方倒挂“悬浮”，并可在直线电机加速装置或旋 转磁场加速装置作用下，沿这一长度约为 1.7m 的封闭磁轨道，以悬浮或倒挂“悬浮”状态无摩擦的连续运转。一实验装置：1. 具有细微弥散Y系（211相）的丫1 Ba2Cu307-8，用熔融织构生长法

9、制备的超导块材，尺寸为18mm,厚约 10mm。2. 用发泡聚乙烯隔热材料模压成型的列车模型。模型外壳为一上盖可开启的封闭铝壳，两侧的铝板在列车 模型通过直线电机加速装置时，其感生电流产生的磁场推动列车模型向前运动。上侧的铝板在列车模型通过旋 转磁场加速装置时起到如上述相同的推动作用，而底部的铝板产生的磁阻尼可使列车模型运行平稳。3. 为由约300块表磁为0.4特斯拉的Nd-Fe-B永磁材料并排拼接而成的磁轨道，三排永磁材料的磁极按 SNS 相间排列，以对运动着的列车模型形成磁束缚，以使列车模型不从磁轨道上滑出。磁轨道全长约1.7 M。Nd-Fe-B永磁材料吸附在轭铁4上。4 为磁轨道支架。两

10、根长杆架起椭圆形的磁轨道，使悬浮运动着的列车模型清晰可见。支架顶端的轴杆可支架 360。 旋转，为演示列车模型与水平面不同角度时使用，演示倒挂“悬浮”时可将 支架倒转固紧5 为旋转磁场加速装置。由镶嵌在高分子材料制成的圆柱体内的 4 块表磁为 0.4T 的Nd-Fe-B 永磁材料构成，两块磁铁之间在圆柱上相间 90 。高分子材料圆柱体由直流电机带动，旋转磁场 转速为 900r/min 。6 为直线电机加速装置，由 8 对相角差为 120 的电磁铁构成。由旋转磁场和直线电机构成的加速装置可使重量为20g的列车模型，在周长为1.7m的磁轨道上悬浮高度为 8mm 时产生约 30m/min 运转连度。

11、如果演示得当，列车模型可沿磁道运转 40r。二演示方法和注意事项1 将超导列车模型上液氮灌注口的螺帽旋开，然后置入装有液氮的容器内，待样品冷却到液氮温度时开始演示。2 开始演示时，先将液氮灌注口的螺帽旋紧，然后用竹夹子将列车模型夹至水平放置的磁导轨上方，并 稍稍下压，以使部分磁通进入到超导体内，而形成磁轨道对超导样品的磁束缚。稍加力，列车模型即以悬浮状 态沿轨道旋转，直至样品失超而落到磁轨道上方为止。3 打开列车模型的液氮灌注口，向口内注入液氮（注意，此时列车模型仍落在磁导轨上方）。若液氮挥 发较快，要反复灌注，直至样品呈超导状态。此时列车模型可能吸附在磁导轨上方，用手将列车模型稍稍上提， 使

12、其稍稍离开磁导轨，而呈悬浮状态（但明显感到磁轨道对其有吸引力）。松开磁轨道紧固螺钉，转动磁轨道 使磁轨道与水平面呈倒置平行状态，此时列车模型即以倒挂“悬浮”状态在磁轨道下方连续运转。 为防止摔坏 列车模型应掌握好演示时间防止掉到地下。4 皮肤直拉接触液氮可能造成烧伤，特别防止液氮直接溅到脸部和眼晴。5. 液氮的沸点为77k，长期在空气中放置时，会将空气中的氧液化，氧的沸点为90K。若用这样的液体 冷却超导样品. 可能使演示失败。6. 超导样品在超导态时，对其经历的磁化过程有“记忆功能，演示倒挂悬浮时，须待样品失超后再开 始演示。7. 长时间不用的超导样品，放置在有干噪剂的容器内保存。产品图片车

13、载高温超导磁悬浮系统的设计二十几年来对超导磁悬浮列车的研究证明, 它不仅速度高, 而且能耗低、运输容量 大、噪声低、环境污染轻、安全可靠 1 。由于低温超导磁悬浮列车必须工作在液氦(4. 2K) 温区，所以使其发展受到一定的限制。高温超导体(HTS)工作温度高(例如77K),在应用中 省掉了复杂的液氦(4. 2K) 制冷系统, 降低了造价和运行成本, 系统操作简便, 便于维护, 也更加稳定。但要充分发挥这些优势还必须进行大量深入细致的研究工作。高温超导磁悬浮 列车的核心是车载高温超导磁悬浮系统， 这个系统要求较大尺寸的液氮低温容器， 并且要求 高温超导体块材与导轨之间的间隙(即磁悬浮净高度)

14、越大越好 2， 3 。为了保证高温超导 磁浮列车具有更大的有效悬浮高度， 要求高温超导磁浮列车用的液氮低温容器与轨道相对应 的该容器的壁厚越薄越好。因为这种液氮低温容器在磁场下工作， 为保证磁悬浮系统的正常 工作， 这种薄壁液氮低温容器液应该是无磁或弱磁的。此外， 本文将讨论如何选择高温超导 体块材， 确定高温超导体块材的最佳组合， 以及整个车载高温超导磁悬浮系统的设计考虑。2 YBaCuO 块材的悬浮力在设计车载高温超导磁悬浮系统之前， 必须在我们自行研制的“高温超导磁悬浮测 试系统 4 ”上测量每块 YBaCuO 高温超导体块材在永磁导轨上的悬浮力。这个测试系统采 用了能放置高温超导体块材

15、的薄底(3. 5mm ) 液氮低温容器， 将它置于永磁导轨之上， 永磁 导轨表面磁感应强度达1. 2T。该测量系统能测量多块或单块高温超导体块材的总体磁悬浮 力。一个典型的单块 YBaCuO 高温超导体在永磁导轨上的悬浮力如图1 所示。通过计算和综 合各方面的因素考虑, 我们提出适合高温超导磁悬浮实验车（永磁导轨表面磁感应强度达1.2T ） 用的 YBaCuO 高温超导体在永磁导轨与 HTS 之间为 5mm 间隔时的悬浮力应大于 9N. cm 2。这个数字也是我国自己研制的熔融织构法 YBaCuO 高温超导体块材可能达到的水平。3 YBaCuO 块材的形状和大小为了充分利用永磁导轨的磁块而不产

16、生漏磁, 一般认为高温超导体块材应做到无间隙的 排列。开始我们考虑了正六方形和正方形, 但在永磁导轨上的悬浮力不仅不会增大, 甚至会 更小。其原因是，HTS在永磁导轨悬浮系统中，高温超导材料本身的物性（例如临界电流密度） 对悬浮力的影响因子大于对外磁场的利用因子。对角30mm对边26mm的正六方形，屏蔽电流 路径的直径为26mm,其宏观效果可能近似于直径为26mm的圆形样品。所以我们选择了圆形 样品。YBaCuO 高温超导体块材当然是尺寸越大越好， 但大尺寸批量生产是较困难的。我们直径 30mm和26mm样品的悬浮力测试结果比较从直径30mm和26mm测试结果（见图1）可以看出， 直径30mm

17、的悬浮力大得多。介于大于直径30mm的样品目前批量制备困难，所以我们选取直 径 30mm 的样品。4 YBaCuO 块材的组合对于我们的特定的永磁导轨， 我们研究了多块高温超导体块材沿 永磁导轨中心不同阵列的单位长度悬浮力5。图 2表示高温超导体块材样品不同阵列的组 合图。悬浮力的实验研究结果见表I。测试条件：YBCO高温超导体块材，永磁导轨表面磁场1. 2T，薄底液氮低温容器底壁厚3. 5mm。表内所列悬浮力是YBCO与永磁导轨相距20mm时 的测量值。表I组合样品悬浮力实验结果比较样品组合序号1 2 3 4 5 6 7 8总悬浮力（N ） 145 193 177 163 105 123 1

18、36 118单位长度悬浮力（N.mm ） 1. 20 1. 44 1. 68 2. 32 1. 75 1. 50 2. 27 1. 97 单位长度 悬浮力排序 8 7 5 1 4 6 2 3 由表 I 可以看出， 样品组合方式 4 单位长度悬浮力最大。 因此， 我们以组合方式 4 为基本单元来设计车载高温超导磁悬浮系统。5 液氮低温容器高温超导磁悬浮列车用的液氮低温容器尺寸较大 , 为了保证高温超导磁 悬浮列车具有更大的有效悬浮高度, 提出了液氮低温容器底部内外壁总尺寸小的要求。实验 研究。日本超导磁悬浮列车开发现状磁悬浮列车由于具有安全性、稳定性、与环境适应性以及高速、适合大量运输等特点，被

19、 视为 21 世纪综合运输系统中最具发展前途的高科技运输手段之一。日本出于谋求国土经济均 衡发展，以及通过超导磁悬浮技术的开发带动各相关产业发展的目的，自 1962年起就开始了 直线电机推动悬浮方式列车的预研制工作。至 1999 年 2 月 10日，随着在日本山梨县境内进 行的 5 节车辆时速 500 公里荷重 270人分编组运行试验的成功，日本超导磁悬浮列车的基本 研制计划已接近尾声，将可以转入商业性运营线路开发建设阶段。日本拟于下世纪初在东京、 名古屋、大阪之间铺设磁悬浮列车中央新干线。现将MLXO1型超导磁悬浮列车概况介绍如下。1. 超导系统超导线圈：超导线圈是磁悬浮列车的最关键设备之一

20、，它与U型列车行驶导槽中设置的推 力、上浮、导向线圈一起使列车获得上浮、推进、导向力。日本使用的超导物质是将超细铌 钛合金多芯线埋入铜母线内制成的超导电线，当此种超导电线浸入液氦（一269C）中时进入超 导状态产生强大磁场。这是世界上首次在实用运输设备上用超导技术实现可获得 550 公里稳 定时速的大功率强磁线圈，其电压为 22KV。车载超低温冷冻系统：每一车载强磁单元上分别装有一台液氦及一台液氮压缩制冷 机。液氦压缩机的作用是将由于外部热能及列车本身行驶时产生的热能逐渐气化了的氦气重 新冷冻还原成液氦。液氮压缩制冷机的作用是将冷却超导线圈外部隔热板的液氮制冷剂重新 冷却，保持一196C低温液

21、氮状态。MLX01型列车装备的压缩机为目前世界上体积最小、能力 最强的节能型车载液氦及液氮压缩机，并且实现了连续工作1 万小时无故障的纪录。使得列 车运行时一次充氦（氮） 以后无需再补充液氮或液氦。磁屏蔽技术：由于超导线圈工作时产生的巨大磁场，如无有效屏蔽手段将危害乘客的健康，MLX01型列车使用了一种称之为EFE的屏蔽材料（工业纯铁类），有效地将客车内的磁场降至 10高斯以内，可以确保乘客的安全。2. 车体技术高强度轻型设计：当列车以550公里时速穿越隧道时，空气密度压力的突然变化及列车头 部突入隧道时产生的微气压波会给车体带来巨大压力，对车体的设计及材料提出很高的要求。MLX01 型列车使

22、用了高强度铝合金材料及半硬壳结构密封设计，同时为了提高有效荷重，列 车采取了超轻量设计并大量使用了强化碳纤维树脂等新材料。减震系统及舒适性设计：为提高列车的舒适性， MLX01 型列车在底盘与车厢之间设计 了计算机控制的油压减震系统及空气弹簧减震装置，使得列车行驶极其平稳。另外，列车设计了利用行驶风进行自动调节的节能平衡式空调系统，这种系统避免列 车行驶时由于气压变化带来的乘客耳朵不适感。3.安全控制系统为确保 550 公里时速状态运行的安全，新型磁浮列车的另一关键系统即强电的变电、配电 系统。磁浮列车的起动、加速、停止等动作均通过地面大型变频、变压装置改变向线圈输送 的电流及频率进行精密控制

23、。MLX01型列车的地面系统先通过大型可控硅整流（69MW）及GTO 换流变电站将交流电源转换成直流电，然后再通过世界最大级（40MVA）的变频换流装置，将获 得的直流电源重新转换成磁浮电机所需的（电压022KV、频率056.6Hz）交流可变电源。为了提高运行效率，列车运行配电系统仅向磁浮列车所在区段进行配电。日本开发的 SF6气体保护GIS型小型区域配电开关已通过了 100万次可靠性试验。驱动控制系统：该系统是代替驾驶员保证列车平稳舒适运行并控制整个电力变换向列 车各行驶区域配电的重要控制系统，主要包括：驱动控制系统、速度控制系统、相位同步控 制系统、列车区段配电控制系统等部分。电磁诱导供电

24、系统：磁浮列车在行驶时，与地面处于非接触状态。列车所需的照明及空调 等用电采用了地面线圈和车上线圈电磁感应供电方法，获得所需电力。5. 图像信息传递系统磁浮列车使用了毫米波无线大容量传输方式。山梨县试验段的工作频段为45GHz,可以将设 在车头的CCD图像通过无线系统传入中心指令室。地面信息系统使用了光纤LAN系统，传送 各种控制、监视、计测、广播、电话等信息。6. 土木工程技术为确保列车的安全，磁浮列车行驶的 U 型导槽施工要求极高，其整体施工要求达到厘米精 度。另外，设置在 U 性槽体内的线圈在列车行驶时承重极大，在研制过程中，通过计算机模 拟等一系列试验，合理地解决了承重及抗疲劳问题。磁

25、浮列车的经济性主要取决于两个方面：直接建设开发费用。包括三个主要方面，即建设成本、运行成本、设备制造成本。随 着技术进步，其各项成本的平均概算大约近期以年75的速度递减，为此，至2002年， 据估算其建设成本大约是普通新干线 L700 型的 130。间接经济效益。建设高速的移动系统首先可创造大量的时间经济价值；磁浮列车是节 能、环境负荷小的交通工具，其能耗（公里/人）约为汽车的1/7,飞机的1/4, CO2排放量（人 /公里）约为汽车的1/10，飞机的1/6。中国研制成功“高温超导磁悬浮实验车世界上第一辆载人“高温超导磁悬浮实验车”日前在西南交通大学研制成功 这标志着中国在高温超导磁悬浮科学研

26、究与试验技术领域已达到世界领先水 平。载人“高温超导磁浮列车实验车”可载5 人，其永磁导轨长15.5 米，最大悬 浮重量达 700 公斤。该车悬浮稳定性好，悬浮刚度高，低温系统连续工作可超 过 6 小时。据该课题组负责人高级工程师王家素介绍，这是迄今为止世界上悬 浮重量最大的载人“高温超导磁悬浮实验车”。在 863 成果展的超导技术展厅，一辆雪白色的磁悬浮列车吸引了众多人的关 注，这是西南交通大学在实施 863 计划中研制成功的可载人“高温超导磁悬浮 实验车”，在世界上还是第一辆.在场观众们抑制不住喜悦心情，争相排队乘坐， 亲身感受一下我国未来的磁悬浮列车.这辆磁悬浮列车整个采用高温超导材料制

27、造，车身在承载530 多公斤的情况 下，悬浮高度可以达到20mm.由于是在去年年底研制成功，研究人员给它取名 “世纪号”.据工作人员介绍，这辆磁悬浮实验车比日本的磁悬浮列车还要先进. 日本目前应用的是常导磁悬浮技术，其永磁轨道只有一条，悬浮高度仅为 8 mm。 而眼前的这辆高温超导磁悬浮实验车像火车一样，安置了两条永磁轨道，不仅 比日本的常导磁悬浮列车更平稳，磁浮系统导向力大，而且造价更为便宜.中国科学院理论物理所研究员、中科院院士何祚庥昨天就磁悬浮列车接受本 报记者独家专访，对于磁悬浮列车本身，何祚庥用了三个词来形容：又便宜、 又容易、又好.何祚庥算了一笔帐，修建同样里程的铁路，磁悬浮线路的

28、造价只 是普通路轨的 85%，而且运行时间越长，效益会更明显.磁悬浮列车的路轨寿命 可达80年，而普通列车路轨只有60年.磁悬浮列车车辆寿命是35年，轮轨列车 是 20 年、25 年.此外，磁悬浮列车的年运行维修费仅为投资的1.2%,而轮轨列车 高达 4.4%.磁悬浮高速列车的运行和维修成本约是轮轨高速列车的 1/4.磁悬浮列 车和轮轨列车乘客票价的成本比为1 : 2.8.磁悬浮列车是否已进入实用阶段？何祚庥认为这在技术上其实非常容易 .他 告诉记者，德国和日本都已经发展了比较成熟的磁悬浮技术，特别是德国，其 常导磁悬浮列车只需用普通的电磁铁，而这已经是完全成熟的技术，所以在实 用方面已经没有

29、任何障碍.此外，施工难度也不高.何祚庥说，如果要说存在什么 问题的话，就是中国方面还缺少实际运营的经验.磁悬浮列车的好是非常明显的.速度快、效益高、能耗省、噪音低、污染少 . 何祚庥告诉记者，经过考察团成员的实地感受，磁悬浮列车乘坐舒适，急转弯 时也感受不到离心力.此外，由电磁回路所漏出的磁场远比地磁要弱，噪音方向， 在时速 300公里时只有7880 分贝，时速 420 公里是90 分贝，如时速下降到200 公里，整个列车的噪声就和城市中的小汽车差不多了.不但京沪线要修成磁悬浮， 而且中国还要再建 20000 公里的磁悬浮铁路.何老将上海建造磁悬浮列车看成是 一个好的信号，“京沪”磁悬浮铁路也

30、将从这里延伸.他认为，随着上海这条磁悬 浮线路建成运营，“京沪”磁悬浮线的动工也将拉开序幕.理研究所研究员、学术委员会主任赵忠贤先生做了题为“奇妙的超导现象” 的科普报告。超导技术已经可以在生物医学、电力工业、微电子仪器、微波通 讯、大科学装置、交通等各方面应用，不过形成较大产业的目前只有基于超导 量子干涉器的电子仪器和基于超导磁体的科学仪器和医疗设备。现场的同学们 似乎对磁悬浮列车更感兴趣。问：现在的磁悬浮列车是什么样的状况？赵忠贤：对磁悬浮列车我也不太懂。因为我今天讲的是“奇妙的超导现象”， 所以还是讲超导方面的。超导体有两个基本特征，一是电阻为零。二是可以近 似看作完全抗磁体。这两个特征

31、可应用于超导磁悬浮列车，中国的多数火车（非 高速列车）在提速前，大约速度是75 公里/小时，经几次提速目前也还未达到200 公里/小时。法国的高速列车 TGV 是有铁轨的，最高速度已经能达到 300 公里/ 小时。我听到一个消息，在一次下大雨之后，地面铁轨有异常，刹车刹了15公 里才刹住，出轨但并没有翻车。目前上海基于德国磁悬浮列车技术正在建设的 实验线估计速度为350 公里/小时左右，悬浮高度1 厘米。这将会对中国的高速 火车的发展发挥重要影响。从科学上讲，如不考虑商业上、成本上和技术上的 问题，现在日本人设计的超导磁悬浮工程实验车很有可取之处。最高速度可以 达到550公里/小时。在高速行使

32、时可以浮起来12 厘米。超导磁体在车厢底部， 除轨道之外还有很多金属铝环。车沿轨道运动后金属铝环切割磁力线，产生镜 向磁场，这个反向磁场一形成，就有一个把车向上推的力量，运动的速度达到 一定程度（大约 35 公里/小时以上，这与磁场强度有关）列车就离开轨道悬浮起来。 磁场越强，跑得越快，产生的反向磁场越大，悬浮的高度越高，即使有地震也 可以跑一段时间。在低速时，即速度小于35 公里/小时，因悬浮力不够，列车则 落到轨道上。这时，速度低，即使出轨，也没什么太大问题了。从安全上考虑， 我觉得这是比较合理的。问：我想，磁悬浮列车的刹车是否比较困难？ 赵忠贤：刹车是比较复杂。它的运行是通过控制线性马达

33、来实现的。 问：如果说在铁轨与车之间，形成一个大气真空，能否把车压下去？我想这 样的方法是否也可以把车很快刹住？赵忠贤：只在铁轨与车之间形成一个大气真空很难。你讲的“真空”是不可 能把车压下去的，因为悬浮是靠磁力。“真空”只能使阻力减少而加速。我想原 则上可以想想别的办法来增加它前进的阻力。例如用某种类型的磁场增加阻力， 不要用机械的。问：从新闻报道中了解到中国内地正在建一些铁路，中国未来能否利用超导 现象，来制造一些类似日本的磁悬浮列车？您估计中国未来几年以后，能否把 这种磁悬浮列车建造好，给人们带来更大便利？赵忠贤：现在发展磁悬浮列车，一种是超导的，一种是非超导的、常规的。 现在上海建的实

34、验线就是常规的、非超导的。日本建的超导磁悬浮车也是工程 实验性质的。中国发展磁悬浮列车，如果做非超导的，一定要自己掌握自动化 技术，这里面的自动化要求比较高。据说德国人当年发展磁悬浮列车技术也是 想把本国的自动化技术带动起来，以带动整个德国经济技术的发展。如果做超 导的，日本已做了低温超导的工程实验车，正在发展高温超导技术来代替低温 超导磁体，以降低成本。中国做的高温超导磁悬浮试验车，轨道是永久磁铁， 超导块材在车上自然产生磁场而且几乎不衰减。虽然是演示性质的（可坐几个人） 而非工程样机，仍在国际上有很好反映。只有做好工程实验车，瞬间速度可加 到几百公里并经受各种考验，经过改进才能考虑建一条实验线。有工程实验车 实验线，才能考虑应用，而工程的考验也需要一段时间。当然有成本、市场和 一些关键技术问题。如果下了决心，我相信也需要1520年才能实现高温超导 磁悬浮列车在交通上的应用磁悬浮列车由于具有安全性、稳定性、与环境适应性以及高速、适合大量运输等特点，被 视为 21 世纪综合运输系统中最具发展前途的高科技运输手段境都有影响。