OurSci Magazine, 2002.02.01 Vol 2, No. 8

三思科学杂志
《三思科学》电子杂志 2002年第2期 总第8期 2002年2月1日
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新闻

  最近的梦
 为何总那么远
  ——磁悬浮列车蹒跚前进

   作者 春上莱茵早

日本磁悬浮列车原型
  2001年1月21日,德国媒体报道说,在经过多年的争论后, 德国政府终于决定在拜恩州及北莱茵-威斯特法伦州修建两条磁悬浮 铁路。   十多年前就在许多科普读物上看到了磁悬浮列车的介绍,尤其是 伴随着自己的成长,马路上的汽车越跑越多也越快,火车不断提速, 飞机也逐渐平民化了之后,更总是时不时的会想起,这个磁悬浮列车 的图像为什么总是只能在印刷品上看见呢?当然,相信自己绝对不是 唯一一个惦记着这个承载着人类对速度追求的好东东的人,否则不会 有那么多的广告喜欢用它,特别是在两三年前我们即将跨入新世纪的 时候,处处可见飞奔的磁悬浮列车图案配上“引领驰入21世纪之类” 的字样,向人们传递着快速、高效及安全等诱惑。   如今世纪狂欢已经在记忆中蒙落尘埃,可惜,磁悬浮列车其实到 目前还是一个梦,一个看似很近其实还很遥远的梦。尽管日本和德国 已经有了实验路线,尽管2005年上海浦东机场到市区30公里长 的线路将投入正式运营,但到真正如同现今的普通轮轨式铁路般成为 民众日常交通工具的那天,似乎还是有点遥遥无期。那么,究竟是什 么原因呢?
Maglev
      21世纪已经来了,梦为何还那么远——德国的试验机车   从技术的角度上来说,磁悬浮并不如同量子计算机之类的发明高 深。用小时候文具盒(塑料的那种,铁皮的当然没有)盖上拆下的一 小块磁铁,再随便找个钉子什么的,就可以轻易的让我们体会到磁力 产生的悬浮。当然,这种悬浮很难达到稳定的状态,至少我就没有成 功的让钉子悬在空中停留过哪怕是一秒的时间——不是太远了,钉子 懒在课桌上不肯起来;就是太近了,还没看清钉子就已经粘上了磁铁。   这么简单的发现不会被上个世纪的科学家们漏过,尽管如今的我 们已经先入为主不可能知道自己是否和那些科学家们一般睿智,能极 富创意的将这一现象和交通工具联想起来,反正早在1922年德国的赫 尔曼·肯珀(Hermann Kemper)就提出了电磁悬浮原理,并在1934年 申请了磁浮列车的专利,并由此就开始为人类编制起一个更快出行的 梦想。由于传统轮轨式铁路在高速行进中,车轮与钢轨的阻力会大大 增加,因此存在一个速度的限值——有数据说这一最大时速为380 公 里,而且在实际中由于噪音、震动及轮轨磨损等因素,这个最大速度 实际上也是不可及的。人类对速度追求的目光,因而转向摩擦阻力大 大减小的磁悬浮。   当然,科学家的创想不是我们用一块简单的磁铁就可以摆弄出来 的。数十年的发展,时至今日,磁悬浮技术形成了分别以德国和日本 为代表的两大研究方向——EMS系统和EDS系统。德国认准的E MS(常导磁吸型)系统,是利用常规的电磁铁与一般铁性物质相吸 引的基本原理,把列车吸将上来悬浮运行;而日本固执看好的EDS (排斥式悬浮)系统,则是用超导的磁悬浮原理,使车轮和钢轨之间 产生排斥力,使列车悬空运行。目前两种车型都达到了500公里左 右的时速,两种方案都切实可行,孰优孰劣,也确实难分高下。
    EMS
    一个典型的EMS型系统,图片摘自德国Transrapid公司网站
    EDS
            一条EDS型轨道   但是,把图纸上的美妙前景转化为实际地理空间中的线路,面临 着诸多的困难。   首先是安全性。由于磁悬浮系统必须辅之以电磁力完成悬浮、导 向和驱动,因此在断电情况下列车的安全就不得不成为一个考虑的问 题。此外,在高速状态下运行时,列车的稳定性和可靠性也需要长期 的实际检验。其次,则是建造时的技术难题。由于列车在运行时需要 以特定高度悬浮,因此对线路的平整度、路基下沉量等要求无疑极高。 而且,如何避免强磁场对人体及环境的影响也不能弃之不顾。   解决技术难题的手段不是没有,但又牵涉到另外一个问题——钱。 上海段约30公里的线路设计投资为89亿元,而德国的两条线路, 一条36.8公里长将耗资约16亿欧元;另一条长度78.9公里 则将耗资32亿欧元(1欧元约等于7.2元人民币)。实际施工中, 根据地形路面及设计运送能力的不同,当然造价也会相差较大。但无 论如何,一公里的路线总需要大约3亿元人民币的投资,想想啊,1 厘米就得花上300元!如此这般算来,坐在磁悬浮列车上可真如同 坐在金子铺成的轨道上……   可能将梦境与现实的差距最后归结到钱的问题上颇有些俗气,但 不能不承认问题的症结却就在于此。这,又如何是好?
本文相关链接  日本浮上式铁道开发本部  Maglev2002:第17届国际磁悬浮系统及线性驱动大会  德国Transrapid国际公司  美国加州磁悬浮工程

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