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磁懸浮列車懸浮在空中的原理~ ~ ~

磁懸浮列車的原理並不深奧。它利用“同性相斥,異性相吸”的性質,使磁鐵具有抵抗重力的能力,即“磁懸浮”。科學家將“磁懸浮”原理應用於鐵路運輸系統,使火車完全脫離軌道,漂浮起來,成為時速超過數百公裏的“無輪”火車。這就是所謂的“磁懸浮列車”,又稱“磁墊車”。

因為磁鐵有同性相斥和異性相吸兩種形式,所以相應的磁懸浮列車也有兩種形式:壹種是利用磁鐵同性相斥原理設計的電磁運行系統的磁懸浮列車,利用列車上超導電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間的斥力來懸浮車體;另壹種是采用電力運營系統的磁懸浮列車,利用磁鐵相互吸引的原理設計。磁鐵安裝在車身底部和兩側顛倒的頂部。

在T型導軌的上方和支腿部分的下方分別安裝鐵、感應板和感應鋼板,控制電磁鐵的電流,使電磁鐵和導軌之間保持10-15 mm的間隙,導軌鋼板的吸引力與車輛的重力平衡,使車體懸浮在車道的導軌面上。

與今天的高速列車相比,磁懸浮列車有許多無可比擬的優勢:

由於磁懸浮列車在軌道上運行,導軌與機車之間沒有實際接觸,成為“無輪”狀態,因此車輪與軌道之間幾乎沒有摩擦,速度高達每小時幾百公裏;

磁懸浮列車具有可靠性高、維護簡單、成本低等優點,能耗僅為汽車的壹半、飛機的四分之壹。

噪音低。磁浮列車時速達到300公裏以上時,噪音只有656分貝,只相當於壹個人大聲說話,比汽車駛過的聲音還小。

因為是電力驅動,所以不會沿著軌道排放廢氣,沒有汙染。它是名副其實的綠色交通工具。

磁懸浮列車是如何工作的?

磁懸浮列車是壹種利用磁極引力和斥力的高科技交通工具。簡單來說,斥力使火車懸空,引力使火車移動。磁懸浮列車的車廂上安裝有超導磁體,鐵路底部安裝有線圈。通電後,接地線圈產生的磁場極性始終與車廂內電磁鐵的極性相同,兩者是“同極性相斥”。斥力使列車浮起,這與常規列車的動力來自機車頭不同。磁懸浮列車的動力來自軌道。線圈安裝在軌道的兩側。交流電使線圈變成電磁鐵,與列車上的磁鐵相互作用。火車運行時,火車前面的磁鐵(N極)被前面的電磁鐵(S極)吸引,被後面的電磁鐵(N極)排斥?d?d?d結果是前面“拉”,後面“推”,使火車前進。當列車到達圖示位置時,線圈中流動的電流反向。結果是原來的S極線圈現在變成了N極線圈,反之亦然。

磁懸浮列車運行時,應始終與軌道保持10 cm的間隙。任何偏差對列車的穩定性都是非常危險的。但是磁場解決了這個問題。因為軌道底部的磁鐵和車廂上的磁鐵極性相同,所以兩者之間總是存在排斥力。如果列車因故懸浮超過10 cm,說明列車移動到了軌道產生的磁場逐漸減弱的區域,因此得到的懸浮力減小,列車會回落到10 cm的高度。相反,如果車離軌道太近,會遇到軌道磁場的巨大阻力,得到更大的排斥力,使列車與軌道保持正常距離。這樣就不需要監測浮動距離了。

磁懸浮列車最大的優勢就是速度快,可以達到400?D550,通過調節流過磁鐵的電流強度,可以方便地改變火車的速度。傳統的輪軌列車發展了100多年,最高時速只有300?D350,如果進壹步提速,會受到輪軌支撐和受電弓供電的限制。高速磁浮列車通過電磁力使列車懸浮起來,取消輪軌。采用長定子同步直線電機向地面線圈供電,取消了受電弓,實現了不接觸地面、不用燃料的地面飛行,克服了傳統輪軌鐵路的主要困難。因為懸掛在軌道上,按照飛機的消防標準配備設施,所以乘坐起來平穩舒適,安全性非常高。

有人會擔心,萬壹停電,火車會馬上掉下來。其實這個問題在設計中早就考慮到了。磁懸浮列車配有備用電源。萬壹停電,系統會自動切換到備用電源,備用電源可以繼續維持列車運行壹段時間。在這個過程中,列車速度會逐漸減慢,距離地面的高度會逐漸降低,最後平穩著陸。不會出現停電後高速列車突然降落的情況。

德國和日本關註中國磁懸浮技術。

中國將修建上海至杭州的磁懸浮列車線,並計劃於今年年底正式開工的消息吸引了外國媒體的報道。其中,德國人和日本人對中國磁懸浮非常關註。當中國宣布這條磁浮線將首先采用中國自主技術時,德國的反應很快從震驚和失落變成懷疑,然後開始正視現實,尋求合作,而日本更多的是對自己磁浮技術研發道路的比較和反思。

據悉,滬杭磁浮線將在上海和杭州之間鋪設全長175公裏的專用軌道,列車最高時速可達450公裏。考慮到噪音等問題,市區內運行速度會控制在200公裏。

按照計劃,這條磁浮線將在2010上海世博會前投入運營。據專家估算,上海至杭州的磁懸浮線路工程造價為350億元。

2003年,世界上第壹輛磁懸浮列車在中國和上海投入商業運營。為了獲得更大的市場,壹直在和中國談判的蒂森克虜伯和西門子當然不希望中國研發自己的磁懸浮列車。

上個月,德國媒體報道稱,中國成都飛機工業集團正在開發自己的磁懸浮列車,將於今年7月在上海進行測試。新列車的設計速度比德國磁懸浮快,但沒有使用德國技術。屬於國家863計劃的海豚高速磁浮車研制項目,去年9月在成都投產。今年7月,“海豚號”將在上海同濟大學1.7 km軌道上進行測試。

許多德國媒體報道了中國研制出自己的磁懸浮列車的消息。雖然成都飛機工業集團在中國的項目負責人鄭工程師表示,中國的磁懸浮列車技術壹是使用了德國沒有的壹些航天技術,二是在輕量化設計上比德國先進,但中國抄襲德國磁懸浮技術的觀點開始見諸德國報紙。其中,巴伐利亞州州長施陶伯最具代表性。他聲稱這壹事件“聞起來像技術盜竊”。

然而,柏林德國鐵路技術研究所所長彼得?妮可說,可以排除中國大規模抄襲受保護的德國磁懸浮技術的可能性。西門子前總裁馮必樂說,西門子早就知道中國在同濟大學搞磁懸浮研究。他說,德國人應該知道,即使他們開發了自己的磁懸浮技術,如果不應用,也會在其他地方得到進壹步發展。彼得。尼科表示,希望德中兩國未來繼續發展磁懸浮技術。

德國《法蘭克福匯報》(Frankfurter allgemeine zeitung)評論說,到目前為止,“上海的磁懸浮列車更多的是壹種旅遊景點,而不是壹種經濟和技術上有意義的交通工具”。但是滬杭磁懸浮線路將改變這壹點。

日媒分析稱,雖然中國社會發展的瓶頸之壹是交通網絡不夠發達,但滬杭磁浮線和京滬高鐵建設正在加緊進行,壹批具有戰略意義的大型項目正在政府主導下成為現實。相比之下,東京花了幾十年時間連高速環城路都沒建,可見日本政府缺乏戰略眼光。

日經BP題為《上海磁懸浮列車對日本未來的啟示》的報道對比了日本的磁懸浮發展計劃。據悉,始於20世紀70年代的日本磁懸浮列車的開發選擇了超導作為磁懸浮方式。由於日本是壹個地震多發的國家,采用大功率超導磁體,懸浮距離可以達到100 mm以上。而上海磁浮列車正常導向模式的懸浮距離在8 mm左右,超導模式的另壹個優點是可以采用恒電流模式驅動磁鐵,因此可以不向車體提供懸浮電力,車體輕便簡單。

然而,對於超導磁懸浮列車的實際應用來說,無論是數量還是質量都存在巨大的障礙。在逐壹解決了眾多問題,並在山梨實驗線進行了時速超過500公裏的穩定行駛實驗後,日本國土交通省技術評價委員會終於在去年3月做出了“實用基礎技術已經確立”的評價。

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