磁悬浮列车到底是什么？为什么这项技术发展了几十年还未走入 ' 寻常百姓家 '？
最近，两条关于磁悬浮列车的消息引起了关注，一个是日本东海铁路公司的磁悬浮创造了时速 603 公里的轨道交通世界最快纪录，另一个是我国第二条中低速磁悬浮线路北京 S1 线，已经全面开工建设。
那么，磁悬浮列车到底是什么？为什么这项技术发展了几十年还未走入 ' 寻常百姓家 '？
资深铁道专家、原中国铁道部科学研究院副院长朱其杰向媒体做了介绍。
高速磁悬浮是怎么实现的
1922 年，德国工程师赫尔曼 · 肯佩尔 ( Hermann Kemper ) 创造性地提出了电磁浮原理，他的想法是，既然列车最大的阻力来自于与列车车轮与轮轨的摩擦，那么如果列车能够悬浮于轨道之上，不就能跑得更快了吗 ?1934 年，赫尔曼获得了世界上第一项有关磁浮技术的专利。
磁悬浮的基本原理很简单，就是利用 ' 同性相斥、异性相吸 ' 的电磁浮原理，以磁铁对抗地心引力，让车辆悬浮起来，然后利用电磁力引导，推动列车前行。从技术上看，主要包括三大技术：无接触支承、导向技术和驱动技术。
由于技术与工艺条件的限制，直到 20 世纪 60 年代，各主要发达国家才开始大规模开展有关磁浮交通的研究，各国沿着不同的技术路线分别发展属于自己的方案，其中研究规模较大，投入精力较多并且取得较为突出成就的是德国和日本 。
德国磁悬浮原理
德国是以常导高速磁悬浮技术为代表 。这种技术，轨道是一种 T 型台，列车两边下部要把 T 型轨道的两边包住，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。常导磁悬浮的优势是技术简单，劣势是产生的电磁吸引力较小。常导型高速磁悬浮列车的时速可达 400 公里— 500 公里之间。
世界上首条投入运营的磁悬浮线是上海浦东机场线，采用的就是德国常导磁悬浮技术 。列车最高时速达 430 公里，平均运行时速 380 公里，由起点至终点站只需 8 分钟。
上海磁悬浮列车
而日本是以超导磁悬浮列车系统为代表 。超导磁悬浮就不是列车包轨道了，而是轨道包列车，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，列车在一个 U 型槽内运营。超导磁悬浮，悬浮气隙较大，优点是悬浮力大，列车运行速度快，可以实现时速 500 公里以上运行 ; 缺点是技术复杂，需要屏蔽发散的电磁场。日本东海铁路公司创造的 603 公里时速采用的就是这种超导磁悬浮。
鉴于德国和日本高速磁悬浮技术的成熟，从 1998 年开始，美国就基本放弃进行自行开发 。
不过，事实证明，各国都面临高速磁悬浮推广困难的局面 。比如世界上第一条磁悬浮线路是英国的伯明翰国际机场线，1984 年建成使用，全长 600 米，后来因为可靠性问题，被放弃了，改成了单轨列车。
那么高速磁悬浮为何没有 PK 过高铁 ?
朱其杰介绍，对于高速磁悬浮而言，首先速度快，可以达到 400-500 公里 / 小时 ; 第二，无论高速还是中低速，由于没有轮子与铁轨的摩擦和震动，噪音小 ; 此外，爬坡能力强，可以达到 60%-70%，速度不会减小，这是其他交通工具无法比拟的。
同时，他也强调，并非哪种技术先进就一定用哪种，必须与实际的运营成本一起考虑。如果建设成本过高，运营后乘客不足导致亏损等，那就抵消了技术优势 。
京沪高铁
当年在争议京沪高铁是上磁悬浮，还是上高速轮轨的时候，从造价看，京沪高铁 1300 公里线路，磁悬浮的预算大约是 4000 亿人民币 ( 进口技术造价高昂 ) ，而轮轨磁悬浮的造价大约是 1300 亿人民币，实际建成花了 2200 亿人民币。从能耗看，高速运行物体其能耗是速度的三次方，由于磁悬浮浮起所消耗的能量要大于高铁克服轮轨磨擦阻力所消耗的能量，所以磁悬浮的能耗比高铁大。
然而，在朱其杰看来，高速磁悬浮在我国一直以来推广难的真正原因，主要是以下三个方面 。一是国产高速磁悬浮技术没有试验线，至今无法进行完整的试验验证和安全评估，若采用德国或日本的技术造价过高。二是高速铁路与普通铁路可采用高速车下高速线的方式并网运行，旅客无需换乘，而磁悬浮与铁路无法并线运行，旅客必须换乘。目前看，磁悬浮自行成网建设是不现实的。三是磁悬浮作为一种交通工具，至今没有归口单位。归谁管，谁来策划和规划，谁来推动该项事业的发展都没有明确，单靠企业行为是发展不起来的。
北京门头沟 S1 线的价值只在 ' 示范 '?
预计 2016 年建成通车的北京 S1 线中低速磁悬浮线，全长 10.2 公里，呈 ' 倒 Z' 形，从石门营站到苹果园站，共设置 8 个车站。
S1 线路图
'S1 线是第一条纯国产化的中低速磁悬浮，要通过运营展现出这种新型城市轨道交通的优越性。' 朱其杰透露，早在七八年前他作为 S1 线专家组组长的时候，该方案就被专家组否定了。' 并不是媒体上说的环评和辐射等问题，这方面其实没什么影响 ，主要原因是这条线仅 10 公里多，车站设置过密过多，无法体现出磁悬浮的优势。'
朱其杰表示，如果门头沟 S1 线日常运营速度达不到 100-120 公里的设计速度，将无法检验其导向控制的可靠性和安全性，所谓的示范性更是无从谈起。
' 运输要想起到效果必须成网，就像北京地铁，四通八达，乘客不需要出站，就可以换乘。' 朱其杰说，目前来看，北京的磁悬浮 S1 线选址在人口较少的门头沟区，且作为单条运营线，能在解决北京市交通出行方面起到多大作用、建成后运量是否足够、是否会导致亏损等问题，还要等运营起来用数据说话。
来源：科学探索
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