11 2004年10月22日，中國第壹輛擁有自主知識產權的磁懸浮原型車“中華01”在大連壹處綠化草坪下鋪設的地下軌道上緩緩運行了56m。這表明中國在磁懸浮技術研究領域已經躋身先進國家行列。
這列名為“中華01”的磁浮列車長10.3米，寬3.12米，高2.86米，設計載客32人，可多節連接，增加運力。車體的軌道和動力艙設置在地下，動力艙懸掛在軌道上。地面上有兩個寬40 mm的軌縫，動力艙的腹梁通過軌縫與地面上的艙體連成壹體。表面種上草坪，軌縫被綠草掩埋。從外面看，車好像是在草地上跑，所以叫“草上飛”。“中華01”磁浮列車是專門為城市公共交通設計的低速磁浮列車，最高時速限制在110 km以下。具有懸浮力大、承載能力強、彎曲線路布置靈活、節能、安全、環保等特點，造價相當於國外的1/6，列車運行成本僅相當於現有列車。
磁懸浮列車作為壹種新型軌道交通，是人類挑戰地面交通速度極限的標誌，是對傳統輪軌鐵路技術的全面、根本性創新。
磁懸浮列車是壹種全新的列車。壹般來說，車輪與鋼軌之間的摩擦力限制了速度的提高，所能達到的最高運行速度壹般在300 km/h以內，磁懸浮列車通過磁力將列車懸浮起來，使列車脫離軌道，從而減少摩擦力，提高速度。列車由直線電機牽引，工作時壹般旋轉，其結構主要由定子和轉子組成。向定子施加交流電以產生旋轉磁場，轉子相應地旋轉。
而機動車輛(如城市中的電力機車、有軌電車)需要做直線運動，旋轉電機驅動的機器的某些部分也需要做直線運動。為此，人們制造了壹種將旋轉運動轉變為直線運動的直線電機。列車配有磁鐵(其中壹些是線圈，也可用作DC電機)。當磁鐵隨列車移動時，在地面的線圈(或金屬板)中產生感應電流，感應電流磁場與列車上的磁鐵(或線圈)之間的電磁力使列車懸浮起來。僅幾千千瓦的功率就能使懸浮列車的速度達到550公裏/小時。
高速磁浮列車運行時，完全脫離軌道。它沒有車輪和傳動結構，列車的懸浮、導向、驅動和制動都是靠電磁力實現的。懸浮電磁鐵通過電磁力將車輛向上懸浮，電磁控制系統保證磁懸浮列車與軌道保持1 cm的距離。導向電磁鐵確保列車在線路兩側的定位。列車由長定子同步直線電機驅動和制動。直線電機的原理可以從旋轉電機引申出來，就是將旋轉電機的定子和轉子剖開，然後拉直，安裝在線的兩側下方。直線電機定子線圈中的電流產生壹個運動磁場。在這個運動磁場的作用下，磁懸浮列車被向前推動。
與傳統高速輪軌列車相比，高速磁浮列車具有四大優勢:①磁浮列車能耗低，是汽車的1/2，飛機的1/4；②起步快，爬坡能力強，路線選擇靈活；③安全、舒適、少維護；(4)采用電力驅動，運行時無廢氣排放，無車輪，與軌道摩擦小，對環境影響小。
磁浮列車除了上述優點外，還有缺點和不足:①與高速鐵路相比，磁浮鐵路造價更貴，現有線路無法使用，必須全部重新投資；(2)由於磁懸浮系統通過電磁力完成懸浮、導向和驅動功能，需要解決停電後的安全措施，特別是停電後列車的制動問題；(3)常導磁懸浮由於懸浮高度低，對線路平直度、路面下沈、道岔結構的要求比超導技術高。
我國自行設計制造的“中華01”隱軌磁懸浮列車采用永磁補償懸浮技術。根據磁場的基本原理，它是由永磁材料制成的排斥懸浮和吸引懸浮工作機構相互補償而產生的。與以德國為代表的電磁引力懸浮技術、以日本為代表的超導電力懸浮技術相比，成功解決了“超強懸浮力”、“節能懸浮”、“經濟懸浮”等技術難題。
“中華01”的能耗遠低於德系技術指標。由於車路壹體化結構和控制設計，其安全性能超過國外磁浮技術，而隱軌磁浮段每公裏造價僅相當於國外的1/6，是目前運營成本最低的磁浮列車。
隨著科學技術的發展和磁懸浮列車的長期運行試驗，磁懸浮列車將以其優勢成為未來最理想的地面交通工具。
1.磁懸浮列車是如何實現懸浮的？有幾種懸掛形式？
學過物理的人都知道，磁鐵有同性相斥異性相吸的特性。兩塊極性相同的磁鐵極性相反，會產生排斥力，使其漂浮。磁懸浮列車車廂兩側安裝有強磁場的超導電磁鐵。當車輛行駛時，這個電磁鐵切割安裝在軌道兩側的鋁環，直到在其中產生感應電流，同時產生同極性相反的磁場，將車輛推離軌道表面7厘米，懸浮在空中。但靜止時，由於沒有切割電位和電流，車輛無法懸浮，只能像飛機壹樣用輪子支撐車身。當車輛由直線電機驅動，速度達到80 km/h以上時，車輛將被暫停。目前，這種磁懸浮列車已經達到了地面運輸車輛的最高時速550公裏。
利用兩塊磁鐵異性相吸的特性可以產生懸浮嗎？答案是肯定的。比如有壹個電磁鐵和壹個軟鐵球。當電磁鐵通電時，軟鐵球會被其吸引(見圖1)。如果電磁鐵中的電流不變，軟鐵球就會被吸引，永遠不會有懸浮效應。為了實現磁懸浮，人們用傳感器測量軟鐵球在空間的位置，然後將位置信息發送給自動控制系統，調節電磁鐵中的電流，使磁力發生變化。當控制系統可以調節到使電磁鐵產生的磁力等於軟鐵球的重力時，軟鐵球不就是懸浮在太空中嗎？
因此，磁懸浮有兩種基本形式，壹種叫做排斥(EDS)，另壹種叫做吸引(EMS)。
2.常導吸力磁懸浮列車是如何工作的，有什麽特點？
常導吸力磁懸浮列車的電磁線圈采用常規導體(銅或鋁導體)制成，不需要低溫冷卻設備，在現有工業基礎水平下可以輕松制造。這種磁懸浮列車有高速型的，比如上海浦東引進德國技術修建的機場線，更適合500公裏以上的長幹線，目前最高時速已經達到450公裏的水平。這種磁懸浮列車也有中低速，最高速度約為100 ~ 150 km/h，適用於城市軌道交通或衛星城之間的客運。中低速磁懸浮列車沒有輪軌運動中的滾動沖擊和傳動箱中的摩擦噪音，運動部件和軌道磨損小，使用壽命長，環保效果好。中國最近出的第壹輛磁懸浮列車就屬於這壹類。
無論在靜止還是運動狀態下，常導吸力磁懸浮列車都能保持穩定的懸浮狀態。從圖2可以看出，它的電磁鐵位於軌道下方，固定在車體的轉向架上。它還配有氣隙測量傳感器，用於測量電磁鐵和軌道之間的氣隙。電磁鐵是典型的U型鐵芯，低碳鋼軌道的截面是倒U型，它們的磁極同向相反。如果取8 mm的長度作為電磁鐵與軌道之間的懸浮氣隙，我們希望在這種狀態下，電磁產生的向上的電磁引力能始終與電磁鐵上的重力相等，磁懸浮就能實現。
當車輛行駛時，如果電磁鐵與軌道之間的氣隙因外力而變大(大於8 mm)，氣隙傳感器會將這種變化信息以電信號的形式發送給懸架控制器，電磁鐵中的電流會增大(磁力會增大)，這樣電磁鐵就會向上移動，氣隙會恢復到原來設定的8 mm，反之， 當氣隙變小時(磁力會減小)，電磁鐵與軌道之間的氣隙會在重力作用下恢復到原來設定的值。 可以看出，只要電磁鐵偏離懸浮的設定氣隙，電磁鐵的電流就會相應變化，磁力永遠等於重力。自動控制懸架系統的調節速度非常快。只要合理配置系統參數，在任何時候、任何狀態下都可以保證穩定的磁懸浮。
感應直線電機也安裝在正常導向的中低速磁浮列車的轉向架上，是壹種用於矯直圓形電樞的專用電機。當向其施加頻率和電壓可調的三相交流電時，它與軌道上的鋁板和下磁路之間形成變速的行波磁場，在鋁板中產生感應電流和驅動力，使車輛沿軌道以可控速度運動。由於驅動力通過磁場反作用於軌道，直接作用於車體，不需要像輪軌車那樣依靠“棒軸力”來傳遞動力，因此不會打滑或產生摩擦阻力，爬坡能力強，運行噪音低。
正常導向的中低速磁浮列車的車廂和其他電氣設備與地鐵、輕軌或旅遊大巴基本相同，可以直接更換。
3.正常導向的吸力型磁浮列車懸浮氣隙能小到保持行車安全嗎？
不用擔心，8 mm氣隙指的是運動部件的相對位置。要知道，常規輪軌列車的這個間隙是零毫米！懸浮電磁鐵在軌道下面，只要不被大型永磁鐵塊吸引，就不會發生大的交通事故，電磁鐵前端還裝有清障器！本車車體或各種懸掛設備與軌面的間隙在100 mm以上，小障礙物不會影響行車。
另外，從結構圖中可以看出，正常導向的磁懸浮列車的電磁鐵是包裹在軌道上的，所以不會發生顛覆性的脫軌事故，非常安全。
4.磁懸浮技術的應用領域有哪些？
比如，以前飛機在做氣動試驗時，需要在風洞中進行縮尺模型吹氣實驗。傳統的風洞天平需要支架支撐模型，吹風時會造成支架幹擾和實驗誤差。利用磁懸浮技術將實驗模型懸浮在風洞實驗段，可以真實再現飛行器在空中的飛行狀態，提高實驗的相似性。國防科技大學磁懸浮研究中心分別於1995和2000年成功研制出15cm×15cm和30cm×30cm兩種磁懸浮秤，填補了國內空白，為飛行器空氣動力學實驗開辟了新的領域。
利用磁懸浮列車的高速運行能力和利用地面能量的優勢，還可以用來替代壹級火箭，將二級火箭上方的載荷加速到二級火箭的分離速度後發射。為此，國外許多研究機構壹直在開發這項技術，如美國肯尼迪航天中心，計劃在2004年完成這壹系統。
磁懸浮技術還可以發展成磁懸浮軸承，使其主軸高速運轉。除了用在機床主軸上，還可以做成衛星姿態控制飛輪和電動車儲能飛輪。
磁懸浮技術也可以用於平臺隔振。在“星球”戰爭中研制的衛星攔截器中，美國研制了磁懸浮隔振系統，可以穩定紅外導引頭。
總之，只要軍事、工業、交通市場有需求，磁懸浮技術就能在更多的領域發揮應有的作用。