磁懸浮列車(chē)的研究與發(fā)展

磁懸浮列車(chē)的研究與發(fā)展

眾所周知，傳統(tǒng)的鐵路列車(chē)以蒸汽、燃料、能源等機(jī)為動(dòng)力，車(chē)輛架子和軌道之間的相互作用作為運(yùn)營(yíng)導(dǎo)向，鐵路線(xiàn)路承受壓力，車(chē)輪壓著沿軌道旋轉(zhuǎn)。而磁懸浮列車(chē)則是一種依靠電磁場(chǎng)特有的“同性相斥、異性相吸”的特性將車(chē)輛托起,使整個(gè)列車(chē)懸浮在線(xiàn)路上,利用電磁力進(jìn)行導(dǎo)向,并利用直線(xiàn)電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)換成推進(jìn)力,來(lái)推動(dòng)列車(chē)前進(jìn)的最新穎的第五代交通運(yùn)輸工具。與傳統(tǒng)鐵路相比,磁懸浮列車(chē)有以下優(yōu)點(diǎn)。適于高速運(yùn)行磁懸浮列車(chē)最大特點(diǎn)在于它沒(méi)有通常的輪軌系統(tǒng),由于消除了與輪軌之間的接觸,不存在由于輪軌摩擦及黏著所造成的諸如極限速度等影響列車(chē)運(yùn)行的問(wèn)題,速度可達(dá)500km/h以上。穩(wěn)定安全列車(chē)運(yùn)行平穩(wěn),能提高旅客舒適度,由于磁懸浮系統(tǒng)采用導(dǎo)軌結(jié)構(gòu),不會(huì)發(fā)生脫軌和顛覆事故,提高了列車(chē)運(yùn)行的安全性和可靠性。污染小,易維護(hù)磁懸浮列車(chē)在運(yùn)行中既不產(chǎn)生機(jī)械噪聲,也不排放任何廢氣、廢物,對(duì)周邊環(huán)境的污染極小,有利于環(huán)境保護(hù),加上磁懸浮列車(chē)由于沒(méi)有鋼軌、車(chē)輪、接觸導(dǎo)線(xiàn)等摩擦組件,可以省去大量維修工作和維修費(fèi)用。效率高能充分利用能源、獲得較高的運(yùn)輸效率。另外,磁懸浮列車(chē)可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化控制,因此將成為未來(lái)最具有競(jìng)爭(zhēng)力的一種交通工具。主要國(guó)家磁浮鐵路研究情況磁懸浮列車(chē)是大約二百年前斯蒂芬森的“火箭”號(hào)蒸汽機(jī)車(chē)問(wèn)世以來(lái)鐵路技術(shù)最根本的突破。磁懸浮列車(chē)在今天看來(lái)似乎還是一個(gè)新鮮事物,其實(shí)它的理論準(zhǔn)備已有很長(zhǎng)的歷史。磁懸浮技術(shù)的研究源于德國(guó),早在1922年德國(guó)工程師赫爾曼·肯佩爾就提出了電磁懸浮原理,并于1934年申請(qǐng)了磁懸浮列車(chē)的專(zhuān)利。進(jìn)入70年代以后,隨著世界工業(yè)化國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷加強(qiáng),為提高交通運(yùn)輸能力以適應(yīng)其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,德國(guó)、日本、美國(guó)、加拿大、法國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相繼開(kāi)始籌劃進(jìn)行磁懸浮運(yùn)輸系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。而美國(guó)和前蘇聯(lián)則分別在七八十年代放棄了這項(xiàng)研究計(jì)劃,目前只有德國(guó)和日本仍在繼續(xù)進(jìn)行磁懸浮系統(tǒng)的研究,并均取得了令世人矚目的進(jìn)展。下面把各主要國(guó)家對(duì)磁浮鐵路的研究情況作一簡(jiǎn)要介紹。日本于1962年開(kāi)始研究常導(dǎo)磁浮鐵路。此后由于超導(dǎo)技術(shù)的迅速發(fā)展,從70年代初開(kāi)始轉(zhuǎn)而研究超導(dǎo)磁浮鐵路。1972年首次成功地進(jìn)行了2.2噸重的超導(dǎo)磁浮列車(chē)實(shí)驗(yàn),其速度達(dá)到每小時(shí)50千米。1977年12月在宮崎磁浮鐵路試驗(yàn)線(xiàn)上,最高速度達(dá)到了每小時(shí)204千米,到1979年12月又進(jìn)一步提高到517千米。1982年11月,磁浮列車(chē)的載人試驗(yàn)獲得成功。1995年,載人磁浮列車(chē)試驗(yàn)時(shí)的最高時(shí)速達(dá)到411千米。為了進(jìn)行東京至大阪間修建磁浮鐵路的可行性研究,于1990年又著手建設(shè)山梨磁懸浮鐵路試驗(yàn)線(xiàn),首期18.4千米長(zhǎng)的試驗(yàn)線(xiàn)已于1996年全部建設(shè)完成。德國(guó)對(duì)磁浮鐵路的研究始于1968年(當(dāng)時(shí)的聯(lián)邦德國(guó))。研究初期,常導(dǎo)和超導(dǎo)并重,到1977年,先后分別研制出常導(dǎo)電磁鐵吸引式和超導(dǎo)電磁鐵相斥式試驗(yàn)車(chē)輛,試驗(yàn)時(shí)的最高時(shí)速達(dá)到400千米。后來(lái)經(jīng)過(guò)分析比較認(rèn)為,超導(dǎo)磁浮鐵路所需的技術(shù)水平太高,短期內(nèi)難以取得較大進(jìn)展,遂決定以后只集中力量發(fā)展常導(dǎo)磁浮鐵路。1978年,決定在埃姆斯蘭德修建全長(zhǎng)31.5千米的試驗(yàn)線(xiàn),并于1980年開(kāi)工興建,1982年開(kāi)始進(jìn)行不載人試驗(yàn)。列車(chē)的最高試驗(yàn)速度在1983年底達(dá)到每小時(shí)300千米,1984年又進(jìn)一步增至400千米。目前,德國(guó)在常導(dǎo)磁浮鐵路研究方面的技術(shù)已趨成熟。與日本和德國(guó)相比,英國(guó)對(duì)磁浮鐵路的研究起步較晚,從1973年才開(kāi)始。但是,英國(guó)則是最早將磁浮鐵路投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的國(guó)家之一。1984年4月,伯明翰機(jī)場(chǎng)至英特納雄納爾車(chē)站之間一條600米長(zhǎng)的磁浮鐵路正式通車(chē)營(yíng)業(yè)。旅客乘坐磁浮列車(chē)從伯明翰機(jī)場(chǎng)到英特納雄納爾火車(chē)站僅需90秒鐘。令人遺憾的是,在1995年,這趟一度是世界上唯一從事商業(yè)運(yùn)營(yíng)的磁浮列車(chē)在運(yùn)行了11年之后被宣布停止?fàn)I業(yè),其運(yùn)送旅客的任務(wù)由機(jī)場(chǎng)班車(chē)所取代。采用高速列車(chē)與線(xiàn)路之間的懸浮(1)按電磁鐵種類(lèi)磁懸浮列車(chē)根據(jù)所采用的電磁鐵種類(lèi)可以分為常導(dǎo)吸引型和超導(dǎo)排斥型兩大類(lèi)。常導(dǎo)吸引型常導(dǎo)吸引型磁懸浮列車(chē)是以常導(dǎo)磁鐵和導(dǎo)軌作為導(dǎo)磁體,用氣隙傳感器來(lái)調(diào)節(jié)列車(chē)與線(xiàn)路之間的懸浮間隙大小,在一般情況下,其懸浮間隙大小在10mm左右,這種磁懸浮列車(chē)的運(yùn)行速度通常在300~500km/h范圍內(nèi),適合于城際及市郊的交通運(yùn)輸。超導(dǎo)排斥型超導(dǎo)排斥型磁懸浮列車(chē)是利用超導(dǎo)磁鐵和低溫技術(shù),來(lái)實(shí)現(xiàn)列車(chē)與線(xiàn)路之間懸浮運(yùn)行,其懸浮間隙大小一般在100mm左右,這種磁懸浮列車(chē)低速時(shí)并不懸浮,當(dāng)速度達(dá)到100km/h時(shí)才懸浮起來(lái)。它的最高運(yùn)行速度可以達(dá)到1000km/h,當(dāng)然其建造技術(shù)和成本要比常導(dǎo)吸引型磁懸浮列車(chē)高得多。(2)按懸浮方式磁懸浮列車(chē)按懸浮方式有電磁吸引式懸浮(electromagneticsuspen-sion,EMS)和永磁力懸浮(permanentrepulsivesuspension,PRS)及感應(yīng)斥力懸浮(electrody-namicssuspension,EDS)。EMS該方式利用導(dǎo)磁材料與電磁鐵之間的吸引力,絕大部分懸浮采用此方式。PRS這是一種最簡(jiǎn)單的方案,利用永久磁鐵同極間的斥力,一般產(chǎn)生斥力為0.1MPa。其缺點(diǎn)為橫向位移的不穩(wěn)定因素。EDS依靠勵(lì)磁線(xiàn)圈和短路線(xiàn)圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)得到斥力,所以列車(chē)要有足夠的速度才能懸浮起來(lái),大約為100km/h,它不適用于低速。(3)按列車(chē)的驅(qū)動(dòng)方式長(zhǎng)轉(zhuǎn)子、短定子異步直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)這種電機(jī)的“定子”安裝在車(chē)輛的底部,“轉(zhuǎn)子”線(xiàn)圈安裝在軌道上。它適合于低速運(yùn)行。長(zhǎng)定子、短轉(zhuǎn)子同步直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)此方式是將電機(jī)的“轉(zhuǎn)子”線(xiàn)圈裝在車(chē)輛上,“定子”線(xiàn)圈裝在軌道上。它適合于高速運(yùn)行。磁浮列車(chē)的原理(1)列車(chē)的磁浮列車(chē)說(shuō)磁浮有3個(gè)基本原理。第一個(gè)原理是當(dāng)靠近金屬的磁場(chǎng)改變,金屬上的電子會(huì)移動(dòng),并且產(chǎn)生電流。第二個(gè)原理就是電流的磁效應(yīng)。當(dāng)電流在電線(xiàn)或一塊金屬中流動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。通電的線(xiàn)圈就成了一塊磁鐵。磁浮的第三個(gè)原理我們就再熟悉不過(guò)了,磁鐵間會(huì)彼此作用,同極性相斥,異極性相吸?，F(xiàn)在看看磁浮是如何作用的:磁鐵從一塊金屬的上方經(jīng)過(guò),金屬上的電子因磁場(chǎng)改變而開(kāi)始移動(dòng)(原理一)。電子形成回路,所以接著也產(chǎn)生了本身的磁場(chǎng)(原理二)。圖1以最簡(jiǎn)單的方式來(lái)表達(dá)這個(gè)過(guò)程,移動(dòng)中的磁鐵使金屬中出現(xiàn)一塊假想的磁鐵。這塊假想磁鐵具有方向性,因是同極性相對(duì),因此會(huì)對(duì)原有的磁鐵產(chǎn)生斥力。也就是說(shuō),如果原有的磁鐵是北極在下,假想磁鐵則是北極在上;反之亦然。因?yàn)榇盆F的同極相斥(原理三),讓磁鐵在一塊金屬上方移動(dòng),結(jié)果會(huì)對(duì)移動(dòng)中的磁鐵產(chǎn)生一股往上推動(dòng)的力量。如果磁鐵移動(dòng)得足夠快,這個(gè)力量會(huì)大得足以克服向下的重力,舉起移動(dòng)中的磁鐵。所以當(dāng)磁鐵移動(dòng)時(shí),會(huì)使得自己浮在金屬上方,并靠著本身電子移動(dòng)產(chǎn)生的力量保持浮力。這個(gè)過(guò)程就是所謂的磁浮,這個(gè)原理可以適用在列車(chē)上。如圖2,如果在列車(chē)的地板上安裝一些磁鐵,列車(chē)一開(kāi)動(dòng)(例如,可以收起的充氣胎),就可產(chǎn)生向上的力量。這個(gè)時(shí)候,列車(chē)就像飛機(jī)在跑道上加速準(zhǔn)備起飛。當(dāng)向上的力量足夠時(shí),就可使得列車(chē)離開(kāi)地面,浮在金屬導(dǎo)軌之上。事實(shí)上,列車(chē)經(jīng)過(guò)特別的設(shè)計(jì),使得車(chē)廂在離地面10~150mm處。這樣列車(chē)就可以飛速前進(jìn)了。從以上的討論可以發(fā)現(xiàn)磁浮列車(chē)的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)闆](méi)有輪子和鐵軌,它就沒(méi)有輪軌間的摩擦力所造成的能量損失。如此一來(lái),就少了一個(gè)傳統(tǒng)列車(chē)的主要能量損耗來(lái)源。理論上,就只剩下風(fēng)阻會(huì)影響列車(chē)的行車(chē)速度了。如果觀察一下列車(chē)是怎樣行進(jìn)的,就可以發(fā)現(xiàn)磁浮列車(chē)的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)。雖然同極性會(huì)相斥(用以產(chǎn)生浮力),但異性可以相吸。磁浮列車(chē)就是運(yùn)用這個(gè)原理前進(jìn)的。當(dāng)列車(chē)下方導(dǎo)軌因電子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生浮力的同時(shí),兩側(cè)導(dǎo)軌的線(xiàn)路開(kāi)始通電,產(chǎn)生另一組比列車(chē)稍前的磁鐵。經(jīng)過(guò)特殊安排,導(dǎo)軌上的南極會(huì)靠近列車(chē)上的磁北極。由于這股吸力,列車(chē)得以往前移動(dòng)。通過(guò)調(diào)整導(dǎo)軌兩側(cè)的電流,得以讓這股吸引磁力恰好落在列車(chē)前方。事實(shí)上,列車(chē)是陷在所謂的磁波或磁場(chǎng)之中?？梢韵胂髮?dǎo)軌兩側(cè)移動(dòng)的磁鐵產(chǎn)生一股波浪,列車(chē)就像騎在這浪頭的沖浪者一樣(圖3)。下面介紹常導(dǎo)磁吸式(EMS)和超導(dǎo)磁斥式(EDS)列車(chē)的具體運(yùn)行原理。常導(dǎo)磁吸式(EMS)利用裝在車(chē)輛兩側(cè)轉(zhuǎn)向架上的常導(dǎo)電磁鐵(懸浮電磁鐵)和鋪設(shè)在線(xiàn)路導(dǎo)軌上的磁鐵,在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生的吸引力使車(chē)輛浮起,見(jiàn)圖4所示。車(chē)輛和軌面之間的間隙與吸引力的大小成反比。為了保證這種懸浮的可靠性和列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn),使直線(xiàn)電機(jī)有較高的功率,必須精確地控制電磁鐵中的電流,使磁場(chǎng)保持穩(wěn)定的強(qiáng)度和懸浮力,使車(chē)體與導(dǎo)軌之間保持大約10mm的間隙。通常采用測(cè)量間隙用的氣隙傳感器來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的反饋控制。這種懸浮方式不需要設(shè)置專(zhuān)用的著地支撐裝置和輔助的著地車(chē)輪,對(duì)控制系統(tǒng)的要求也可以稍低一些。超導(dǎo)磁斥式(EDS)此種形式在車(chē)輛底部安裝超導(dǎo)磁體(放在液態(tài)氦儲(chǔ)存槽內(nèi)),在軌道兩側(cè)鋪設(shè)一系列鋁環(huán)線(xiàn)圈。列車(chē)運(yùn)行時(shí),給車(chē)上線(xiàn)圈(超導(dǎo)磁體)通電流,產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng),地上線(xiàn)圈(鋁環(huán))與之相切割,在鋁環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與車(chē)輛上超導(dǎo)磁體的磁場(chǎng)方向相反,兩個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生排斥力。當(dāng)排斥力大于車(chē)輛重量時(shí),車(chē)輛就浮起來(lái)。因此,超導(dǎo)磁斥式就是利用置于車(chē)輛上的超導(dǎo)磁體與鋪設(shè)在軌道上的無(wú)源線(xiàn)圈之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),來(lái)產(chǎn)生懸浮力將車(chē)體抬起來(lái)的。如圖5所示。由于超導(dǎo)磁體的電阻為零,在運(yùn)行中幾乎不消耗能量,而且磁場(chǎng)強(qiáng)度很大。在超導(dǎo)體和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生的強(qiáng)大排斥力,可使車(chē)輛浮起。當(dāng)車(chē)輛向下位移時(shí),超導(dǎo)磁體與懸浮線(xiàn)圈的間距減小電流增大,使懸浮力增加,又使車(chē)輛自動(dòng)恢復(fù)到原來(lái)的懸浮位置。這個(gè)間隙與速度的大小有關(guān),一般到100km/h時(shí)車(chē)體才能懸浮。因此,必須在車(chē)輛上裝設(shè)機(jī)械輔助支承裝置,如輔助支持輪及相應(yīng)的彈簧支承,以保證列車(chē)安全可靠地著地?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)起動(dòng)和停車(chē)的精確控制。(2)超聲磁斥式導(dǎo)向系統(tǒng)磁懸浮列車(chē)?yán)秒姶帕Φ淖饔眠M(jìn)行導(dǎo)向?，F(xiàn)按常導(dǎo)磁吸式和超導(dǎo)磁斥式兩種情況簡(jiǎn)述如下。常導(dǎo)磁吸式的導(dǎo)向系統(tǒng)與懸浮系統(tǒng)類(lèi)似,是在車(chē)輛側(cè)面安裝一組專(zhuān)門(mén)用于導(dǎo)向的電磁鐵。車(chē)體與導(dǎo)向軌側(cè)面之間保持一定間隙。當(dāng)車(chē)輛左右偏移時(shí),車(chē)上的導(dǎo)向電磁鐵與導(dǎo)向軌的側(cè)面相互作用,使車(chē)輛恢復(fù)到正常位置?？刂葡到y(tǒng)通過(guò)對(duì)導(dǎo)向磁鐵中的電流進(jìn)行控制來(lái)保持這一側(cè)向間隙,從而達(dá)到控制列車(chē)運(yùn)行方向的目的。超導(dǎo)磁斥式的導(dǎo)向系統(tǒng)可以采用以下3種方式構(gòu)成:①在車(chē)輛上安裝機(jī)械導(dǎo)向裝置實(shí)現(xiàn)列車(chē)導(dǎo)向。這種裝置通常采用車(chē)輛上的側(cè)向?qū)蜉o助輪,使之與導(dǎo)向軌側(cè)面相互作用(滾動(dòng)摩擦)以產(chǎn)生復(fù)原力,這個(gè)力與列車(chē)沿曲線(xiàn)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向力相平衡,從而使列車(chē)沿著導(dǎo)向軌中心線(xiàn)運(yùn)行。②在車(chē)輛上安裝專(zhuān)用的導(dǎo)向超導(dǎo)磁鐵,使之與導(dǎo)向軌側(cè)向的地面線(xiàn)圈和金屬帶產(chǎn)生磁斥力,該力與列車(chē)的側(cè)向作用力相平衡,使列車(chē)保持正確的運(yùn)行方向。這種導(dǎo)向方式避免了機(jī)械摩擦,只要控制側(cè)向地面導(dǎo)向線(xiàn)圈中的電流,就可以使列車(chē)保持一定的側(cè)向間隙。③利用磁力進(jìn)行導(dǎo)引的“零磁通量”導(dǎo)向系鋪設(shè)“8”字形的封閉線(xiàn)圈。當(dāng)列車(chē)上設(shè)置的超導(dǎo)磁體位于該線(xiàn)圈的對(duì)稱(chēng)中心線(xiàn)上時(shí),線(xiàn)圈內(nèi)的磁場(chǎng)為零;而當(dāng)列車(chē)產(chǎn)生側(cè)向位移時(shí),“8”字形的線(xiàn)圈內(nèi)磁場(chǎng)為零,并產(chǎn)生一個(gè)反作用力以平衡列車(chē)的側(cè)向力,使列車(chē)回到線(xiàn)路中心線(xiàn)的位置。(3)高速和超高速磁懸浮管理系統(tǒng)磁懸浮列車(chē)推進(jìn)系統(tǒng)最關(guān)鍵的技術(shù)是把旋轉(zhuǎn)電機(jī)展開(kāi)成直線(xiàn)電機(jī)。它的基本構(gòu)成和作用原理與普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)類(lèi)似,展開(kāi)以后,其傳動(dòng)方式也就由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)。常導(dǎo)磁吸式磁懸浮采用短定子異步直線(xiàn)電機(jī)。在車(chē)上安裝三相電樞繞組,軌道上安裝感應(yīng)軌。采用車(chē)上供電方式。這種方式結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,容易維護(hù),造價(jià)低,適用于中低速城市運(yùn)輸及近郊運(yùn)輸以及作為短程旅游線(xiàn)系統(tǒng);主要缺點(diǎn)是功率偏低,不利于高速運(yùn)行。其中TR型快速動(dòng)車(chē)和上海引進(jìn)的Transrapid06號(hào)磁懸浮列車(chē),以及日本的HSST型磁懸浮列車(chē)都采用這種形式。超導(dǎo)磁斥式磁懸浮采用長(zhǎng)定子同步直線(xiàn)電機(jī)。其超導(dǎo)電磁體安裝在車(chē)輛上,在軌道沿線(xiàn)設(shè)置無(wú)源閉合線(xiàn)圈或非磁性金屬板。作為磁浮裝置的超導(dǎo)電磁線(xiàn)圈的采用,為直線(xiàn)同步電機(jī)的激磁線(xiàn)圈處于超導(dǎo)狀態(tài)提供了方便條件。它們可以共存于同一個(gè)冷卻系統(tǒng),或者同一線(xiàn)圈同時(shí)起到懸浮、導(dǎo)向和推進(jìn)的作用。高速長(zhǎng)定子同步直線(xiàn)電機(jī)牽引系統(tǒng)的構(gòu)成相對(duì)復(fù)雜。地面牽引系統(tǒng),供電一個(gè)區(qū)間(長(zhǎng)約30km)區(qū)間又分成許多段(約300~1000m),每段只有列車(chē)通過(guò)時(shí)供電,各段切換由觸點(diǎn)真空開(kāi)關(guān)完成。為使列車(chē)在段間不沖動(dòng),需兩組逆變器輪流供電,其特點(diǎn)為大功率、高壓、大電流。動(dòng)力在地面的優(yōu)勢(shì)有路軌電機(jī)的功率強(qiáng)以及車(chē)輛的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化、重量輕。適用于高速和超高速磁懸浮鐵路。日本和加拿大決定發(fā)展這種磁懸浮系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)外磁懸浮車(chē)研究進(jìn)展國(guó)際上有代表性的幾種磁懸浮列車(chē)有:高速常導(dǎo)磁懸浮列車(chē)、低速常導(dǎo)磁懸浮列車(chē)以及高速超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)。高速常導(dǎo)磁浮車(chē)為德國(guó)研制的TR(transrapid)系列;低速常導(dǎo)磁浮車(chē)為日本研制的HSST系列;高速超導(dǎo)磁浮車(chē)為日本研制MLU系列。目前,世界磁懸浮列車(chē)技術(shù)領(lǐng)域中,日本和德國(guó)兩個(gè)國(guó)家占據(jù)領(lǐng)先地位。德國(guó)現(xiàn)擁有一條長(zhǎng)34.5km啞鈴式的載人磁懸浮列車(chē)試驗(yàn)線(xiàn),其最高運(yùn)行速度可達(dá)450km/h,載客時(shí)車(chē)速則為420km/h。目前,該條試驗(yàn)線(xiàn)上運(yùn)行的磁懸浮列車(chē)是最新研制成功的TR-08型磁懸浮列車(chē),它從啟動(dòng)到加速、減速直至停車(chē)?yán)@試驗(yàn)線(xiàn)兩圈不到10min,平均速度為300km/h,人們乘坐時(shí)沒(méi)有絲毫不舒服的感覺(jué)。日本在研制低速常導(dǎo)磁懸浮系列HSST之外,著重探索高速超導(dǎo)磁懸浮。目前已建成一條長(zhǎng)度為18.4km的超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)試驗(yàn)線(xiàn),其最高運(yùn)行速度可達(dá)到550km/h。據(jù)有關(guān)專(zhuān)家介紹,日本之所以研究和發(fā)展超導(dǎo)磁懸浮列車(chē),是因?yàn)槌瑢?dǎo)磁懸浮列車(chē)100mm的懸浮間隙,比常導(dǎo)磁懸浮列車(chē)的10mm懸浮間隙更能抵御地震災(zāi)害對(duì)列車(chē)運(yùn)行的影響,而日本恰恰是多地震的國(guó)家。我國(guó)也掌握了磁懸浮列車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)。“八五”期間科技部在國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃中安排了“磁懸浮列車(chē)重大關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目,支持組織了鐵道科學(xué)院(組長(zhǎng)袁維慈)、西南交通大學(xué)(組長(zhǎng)連級(jí)三)、國(guó)防科技大學(xué)(組長(zhǎng)常文森)與中科院電工所(組長(zhǎng)徐善綱)四個(gè)小組,開(kāi)展了常導(dǎo)低速磁懸浮列車(chē)的研制工作。先后研制成功多臺(tái)試驗(yàn)車(chē)(圖6),并積極推進(jìn)在青城山與八達(dá)嶺建設(shè)實(shí)用旅游示范線(xiàn)。90年代中期還與德國(guó)合作,開(kāi)展了高溫超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)的原理性研究,在中國(guó)科學(xué)院電工研究所建立了小型模型。后來(lái)在863計(jì)劃支持下,西南交通大學(xué)等單位研制成功、比較有影響力的,有國(guó)防科技大學(xué)和株洲電力機(jī)車(chē)所合作,準(zhǔn)備用于八達(dá)嶺旅游線(xiàn),長(zhǎng)達(dá)2km的低速常導(dǎo)磁懸浮;由西南交通大學(xué)研制的應(yīng)用于成都青城山旅游區(qū)的國(guó)內(nèi)第一條磁懸浮列車(chē)試驗(yàn)線(xiàn)。2000年6月,中國(guó)上海市與德國(guó)磁浮國(guó)際公司合作,進(jìn)行中國(guó)高速磁浮列車(chē)示范運(yùn)營(yíng)線(xiàn)可行性研究。同年12月,中國(guó)決定建設(shè)上海浦東龍陽(yáng)路地鐵站至浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)高速磁浮交通示范運(yùn)營(yíng)線(xiàn)。2001年3月正式開(kāi)工建設(shè)。2002年12月31日,經(jīng)過(guò)中德兩國(guó)專(zhuān)家兩年多的設(shè)計(jì)、建設(shè)、調(diào)試,上海磁浮運(yùn)營(yíng)線(xiàn)終于呈現(xiàn)在世界的面前。這條世界第一磁懸浮列車(chē)示范運(yùn)營(yíng)線(xiàn)——上海磁懸浮列車(chē)建成后,從浦東龍陽(yáng)路站到浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng),三十多千米只需6~7分鐘。上海磁懸浮列車(chē)是“常導(dǎo)磁吸型”(簡(jiǎn)稱(chēng)“常導(dǎo)型”)磁懸浮列車(chē)。是利用“異性相吸”原理設(shè)計(jì),是一種吸力懸浮系統(tǒng),利用安裝在列車(chē)兩側(cè)轉(zhuǎn)向架上的懸浮電磁鐵,和鋪設(shè)在軌道上的磁