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超导磁悬浮使用

时间:2019-07-25 04:08 来源:http://www.gxlhr.cn 作者:www.hg6288.com 字号:

  《超导磁悬浮使用》 摘要:1. 高温超导手艺的发觉简单引见,以及正在磁悬浮系统方面的广漠的应 用前景。2. 高温超导磁悬浮列车的焦点是车载高温超导磁悬浮系统, 这个系统 要求较大尺寸的液氮低温容器, 而且要求高温超导体块材取导轨之间的间隙(即 磁悬浮净高度) 越大越好。 环节词:液氮低温容器,永磁导轨,超细铌钛合金多芯,电磁供电系统 线 年,荷兰莱顿大学的卡茂林-昂尼斯不测地发觉,将汞冷却到-268.98°C 时,汞的电阻俄然消逝;后来他又发觉很多金属和合金都具有取上述汞相雷同 的低温下得到电阻的特征,因为它的特殊导电机能,卡茂林-昂尼斯称之为超导 态。卡茂林因为他的这一发觉获得了 1913 年诺贝尔。 这一发觉惹起了世界 范畴内的震动。正在他之后,人们起头把处于超导形态的导体称之为“超导体” 。 超导体的曲流电阻率正在必然的低温下俄然消逝,被称做零电阻效应。导体没有 了电阻,电流流经超导体时就不发生热损耗,电流能够毫无阻力地正在导线中流 大的电流,从而发生超强。1933 年,荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德配合发觉 了超导体的另一个极为主要的性质,当金属处正在超导形态时,这一超导体内的 磁感兴强度为零,却把本来存正在于体内的架空出去。对单晶锡球进行尝试 发觉:锡球过渡到超导态时,锡球四周的俄然发生变化,磁力线似乎一下 子被到超导体之外去了,人们将这种现象称之为“迈斯纳效应” 。后来人们 还做过如许一个尝试:正在一个浅平的锡盘中,放入一个别积很小但磁性很强的 永世磁体,然后把温度降低,使锡盘呈现超导性,这时能够看到,小磁铁竟然 1 分开锡盘概况,慢慢地飘起,悬空不动。迈斯纳效应有着主要的意义,它能够 用来判别物质能否具有超性。 为了使超导材料有适用性,人们起头了摸索高温超导的过程,从 1911 年至 1986 年,超导温度由水银的 4.2K 提高到 23.22K(OK=-273°C) 。86 年 1 月发 现钡镧铜氧化物超导温度是 30 度,12 月 30 日,又将这一记载刷新为 40.2K, 87 年 1 月升至 43K,不久又升至 46K 和 53K,2 月 15 日发觉了 98K 超导体,很 快又发觉了 14°C 下存正在超导迹象,高温超导体取得了庞大冲破,使超导手艺 大规模使用。超导材料和超导手艺有着广漠的使用前景。超导现象中的迈 斯纳效应使人们能够到用此道理制制超导列车和超导船,因为这些交通东西将 正在无形态下运转,这将大大提高它们的速度和恬静机能。超导列车已于 70 年代成功地进行了载人可行性试验,1987 年起头,日本国起头试运转,但经常 呈现失效现象,呈现这种现象可能是因为高速行驶发生的波动形成的。超导船 已于 1992 年 1 月 27 日下水试航,目前尚未进入适用化阶段。操纵超导材料制 制交通东西正在手艺上还存正在必然的妨碍,但它势必会激发交通东西的一次 海潮。超导材料的零电阻特征能够用来输电和制制大型磁体。超高压输电会有 很大的损耗,而操纵超导体则可最大限度地降低损耗,但因为临界温度较高的 超导体还未进入适用阶段,从而了超导输电的采用。 跟着手艺的成长,新超导材料的不竭出现,超导输电的但愿能正在不久的未来 得以实现。现有的高温超导体还处于必需用液态氮来冷却的形态,但它仿照照旧被 认为是 20 世纪最伟大的发觉之一 2 ? 初识超导现象 1911 年荷兰科学家翁纳斯 (Onnes)正在丈量低温下水银电阻率的时 候发觉, 当温度降到零下 269 度附近, 水银的电阻竟然消逝了! 图 1 复制了其时 的尝试曲线。电阻的消逝叫做零电阻性。 所谓“电阻消逝”, 只是说电阻小于仪表 的最小可测电阻。也许有人会发生疑问: 若是仪表的活络度进一步提高, 会不会测 出电阻呢?用“持久电流”尝试能够解 决这个问题。 由一般导体构成的回是有 电阻的,而电阻意味着电能的损耗,即电 能为热。如许, 若是没有电源不竭 地向回弥补能量, 回中的电能正在极短 时间( 例如微秒)里全数耗损完,电流衰 减到零。若是回没有电阻,天然就没有 电能的损耗。一旦正在回中激励起电流, 不需要任何电源向回弥补能量, 电流能够持续地存鄙人去。 有人曾正在超导材料做 成的环中把电流维持两年半之久而豪无衰减。由此 能够电阻率的上限为 10-23 欧姆厘米,还不到最 纯的铜的残剩电阻率的百万亿分之一。零电阻效应 是超导态的两个根基性质之一。 超导态的另一个根基性质是抗磁性, 又 称迈斯纳(Meissner) 效应。即正在中一个超导 体只需处于超导态,则它内部发生的磁化强度取外 完全抵消,从而内部的磁强度为零。也就 是说, 磁力线完全被正在超导体外面, 如图所示。 ? 超导磁悬浮 3 操纵超导体的抗磁性能够实现磁悬浮。图 3 是超导磁悬浮的示企图。把一块 磁铁放正在超导盘上,因为超导盘把磁线出去, 超导盘跟磁铁之间无力,结 果磁铁悬浮正在超导盘的上方。这种超导悬浮正在工程手艺中是能够大大操纵的, 超导悬浮 列车就是一例。让列车悬浮起来,取轨道离开接触,如许列车正在运转时的阻力降低良多, 沿轨道“飞翔”的速度可达 500 公里/小时。高温超导体发觉当前,超导态能够正在液氮温 区(零下 169 度以上)呈现,超导悬浮的安拆更为简单, 成本也大为降低。我国的西南交 通大学于 1994 年成功地研制了高温超导悬浮尝试车。 超导磁悬浮演示安拆 THP-1 型超导磁悬浮演示安拆 特点:阐述一台高临界温度超导体磁悬浮列车物理讲堂演示安拆,该安拆为一个盛放高临界温度超导体的列 车模子,正在具有磁的封锁磁轨道上方悬浮;或正在磁轨道下方倒挂“悬浮”,并可正在曲线电机加快安拆或旋 转加快安拆感化下,沿这一长度约为 1.7m 的封锁磁轨道,以悬浮或倒挂“悬浮”形态无摩擦的持续运转。 一.尝试安拆: 1. 具有细微弥散 Y 系(211 相)的 Y1 Ba2Cu3O7-8,用熔融织构发展法制备的超导块材, 尺寸为Φ 18mm, 厚约 10mm。 2. 用发泡聚乙烯隔热材料模压成型的列车模子。模子外壳为一上盖可的封锁铝壳,两侧的铝板正在列车 模子通过曲线电机加快安拆时,其感生电流发生的鞭策列车模子向前活动。上侧的铝板正在列车模子通过旋 转加快安拆时起到如上述不异的鞭策感化,而底部的铝板发生的磁阻尼可使列车模子运转平稳。 3. 为由约 300 块表磁为 0.4 特斯拉的 Nd-Fe-B 永磁材料并排拼接而成的磁轨道,三排永 磁材料的磁极按 S-N-S 相间陈列,以对活动着的列车模子构成磁,以使列车模 4 型不从磁轨道上滑出。磁轨道全长约 1.7 M。Nd-Fe-B 永磁材料吸附正在轭铁 4 上。 4. 为磁轨道支架。两根长杆架起卵形的磁轨道,使悬浮活动着的列车模子清晰可见。支 架顶端的轴杆可支架 360。 扭转,为演示列车模子取程度面分歧角度时利用,演示倒挂“悬浮”时可将 支架倒转固紧. 5. 为扭转加快安拆。由镶嵌正在高材料制成的圆柱体内的 4 块表磁为 0.4T 的 。 Nd-Fe-B 永磁材料形成,两块磁铁之间正在圆柱上相间 90 。高材料圆柱体由曲流电机带动,扭转 转速为 900r/min。 。 6. 为曲线 的电磁铁形成。 由扭转和曲线电机形成的加快安拆可使分量为 20g 的列车模子,正在周长为 1.7m 的磁轨道上悬浮高度 为 8mm 时发生约 30m/min 运转连度。若是演示适当,列车模子可沿磁道运转 40r。 二.演示方式和留意事项 1. 将超导列车模子上液氮灌注口的螺帽旋开,然后置入拆有液氮的容器内,待样品冷却 到液氮温度时起头演示。 2. 起头演示时,先将液氮灌注口的螺帽旋紧,然后用竹夹子将列车模子夹至程度放置的磁导轨上方,并 稍稍下压,以使部门磁通进入到超导体内,而构成磁轨道对超导样品的磁。稍加力,列车模子即以悬浮状 态沿轨道扭转,曲至样品失超而落到磁轨道上方为止。 3. 打开列车模子的液氮灌注口,向口内注入液氮(留意,此时列车模子仍落正在磁导轨上方)。若液氮挥 发较快,要频频灌注,曲至样品呈超导形态。此时列车模子可能吸附正在磁导轨上方,用手将列车模子稍稍上提, 使其稍稍分开磁导轨,而呈悬浮形态(但较着感应磁轨道对其有吸引力)。抓紧磁轨道紧固螺钉,动弹磁轨道 使磁轨道取程度面呈倒置平行形态,此时列车模子即以倒挂“悬浮”形态正在磁轨道下方持续运转。 为防止摔坏 列车模子应控制好演示时间防止掉到地下。 4. 皮肤曲拉接触液氮可能形成烧伤,出格防止液氮间接溅到脸部和眼晴。 5. 液氮的沸点为 77k,持久正在空气中放置时,会将空气中的氧液化,氧的沸点为 90K。 若用如许的液体 冷却超导样品. 可能使演示失败。 6. 超导样品正在超导态时,对其履历的磁化过程有“回忆’功能,演示倒挂悬浮时,须待样品失超后再开 始演示。 7.长时间不消的超导样品,放置正在有干噪剂的容器内保留。 5 三. 产物图片 车载高温超导磁悬浮系统的设想 二十几年来对超导磁悬浮列车的研究证明, 它不只速度高, 并且能耗低、运输容量 大、噪声低、污染轻、平安靠得住[ 1 ]。因为低温超导磁悬浮列车必需工做正在液氦(4. 2K) 温区, 所以使其成长遭到必然的。高温超导体(HTS) 工做温度高(例如 77K) , 正在使用中 免却了复杂的液氦(4. 2K) 制冷系统, 降低了制价和运转成本, 系统操做简洁, 便于, 也愈加不变。但要充实阐扬这些劣势还必需进行大量深切详尽的研究工做。高温超导磁悬浮 列车的焦点是车载高温超导磁悬浮系统, 这个系统要求较大尺寸的液氮低温容器, 而且要求 高温超导体块材取导轨之间的间隙(即磁悬浮净高度) 越大越好[ 2, 3 ]。为了高温超导 磁浮列车具有更大的无效悬浮高度, 要求高温超导磁浮列车用的液氮低温容器取轨道相对应 的该容器的壁厚越薄越好。由于这种液氮低温容器鄙人工做, 为磁悬浮系统的一般 工做, 这种薄壁液氮低温容器液该当是无磁或弱磁的。此外, 本文将会商若何选择高温超导 体块材, 确定高温超导体块材的最佳组合, 以及整个车载高温超导磁悬浮系统的设想考虑。 2 YBaCuO 块材的悬浮力 正在设想车载高温超导磁悬浮系统之前, 必需正在我们自行研制的“高温超导磁悬浮测 试系统[ 4 ]”上丈量每块 YBaCuO 高温超导体块材正在永磁导轨上的悬浮力。这个测试系统采 用了能放置高温超导体块材的薄底(3. 5mm ) 液氮低温容器, 将它置于永磁导轨之上, 永磁 6 导轨概况磁强度达 1. 2T。该丈量系统能丈量多块或单块高温超导体块材的总体磁悬浮 力。一个典型的单块 YBaCuO 高温超导体正在永磁导轨上的悬浮力如图 1 所示。通过计较和综 合各方面的要素考虑, 我们提出适合高温超导磁悬浮尝试车(永磁导轨概况磁强度达 1. 2T ) 用的 YBaCuO 高温超导体正在永磁导轨取 HTS 之间为 5mm 间隔时的悬浮力应大于 9N. cm 2。这个数字也是我国本人研制的熔融织构法 YBaCuO 高温超导体块材可能达到的程度。 3 YBaCuO 块材的外形和大小 为了充实操纵永磁导轨的磁块而不发生漏磁, 一般认为高温超导体块材应做到无间隙的 陈列。起头我们考虑了正六方形和正方形, 但正在永磁导轨上的悬浮力不只不会增大, 以至会 更小。其缘由是, HTS 正在永磁导轨悬浮系统中, 高温超导材料本身的物性(例如临界电流密度) 对悬浮力的影响因子大于对外的操纵因子。 对角 30mm 对边 26mm 的正六方形, 屏障电流 径的曲径为 26mm , 其宏不雅结果可能近似于曲径为 26mm 的圆形样品。所以我们选择了圆形 样品。 YBaCuO 高温超导体块材当然是尺寸越大越好, 但大尺寸批量出产是较坚苦的。我们曲径 30mm 和 26mm 样品的悬浮力测试成果比力从曲径 30mm 和 26mm 测试成果(见图 1) 能够看出, 曲径 30mm 的悬浮力大得多。 介于大于曲径 30mm 的样品目前批量制备坚苦, 所以我们拔取曲 径 30mm 的样品。 4 YBaCuO 块材的组合对于我们的特定的永磁导轨, 我们研究了多块高温超导体块材沿 永磁导轨核心分歧阵列的单元长度悬浮力[ 5 ]。图 2 暗示高温超导体块材样品分歧阵列的组 合图。悬浮力的尝试研究成果见表 I。测试前提: YBCO 高温超导体块材, 永磁导轨概况 1. 2T , 薄底液氮低温容器底壁厚 3. 5mm。表内所列悬浮力是 YBCO 取永磁导轨相距 20mm 时 的丈量值。 表 I 组合样品悬浮力尝试成果比力样品组合序号 1 2 3 4 5 6 7 8 总悬浮力(N ) 145 193 177 163 105 123 136 118 单元长度悬浮力(N.mm ) 1. 20 1. 44 1. 68 2. 32 1. 75 1. 50 2. 27 1. 97 单元长度 悬浮力排序 8 7 5 1 4 6 2 3 由表 I 能够看出, 样品组合体例 4 单元长度悬浮力最大。 因而, 我们以组合体例 4 为根基单位来设想车载高温超导磁悬浮系统。 7 5 液氮低温容器高温超导磁悬浮列车用的液氮低温容器尺寸较大, 为了高温超导磁 悬浮列车具有更大的无效悬浮高度, 提出了液氮低温容器底部表里壁总尺寸小的要求。尝试 研究。 日本超导磁悬浮列车开辟现状 磁悬浮列车因为具有平安性、不变性、取顺应性以及高速、适合大量运输等特点,被 视为 21 世纪分析运输系统中最具成长前途的高科技运输手段之一。 日本出于谋求河山经济均 衡成长,以及通过超导磁悬浮手艺的开辟带动各相关财产成长的目标,自 1962 年起就起头了 曲线电机鞭策悬浮体例列车的预研制工做。至 1999 年 2 月 10 日,跟着正在日本山梨县境内进 行的 5 节车辆时速 500 公里荷沉 270 人分编组运转试验的成功,日本超导磁悬浮列车的根基 研制打算已接近尾声,将能够转入贸易性运营线开辟扶植阶段。日本拟于纪初正在东京、 名古屋、大阪之间铺设磁悬浮列车地方新干线 型超导磁悬浮列车概况引见如下。 1.超导系统 超导线圈:超导线圈是磁悬浮列车的最环节设备之一,它取 U 型列车行驶导槽中设置的推 力、上浮、导向线圈一路使列车获得上浮、推进、导向力。日本利用的超导物质是将超细铌 钛合金多芯线埋入铜母线内制成的超导电线, 当此种超导电线℃)中时进入超 导形态发生强大。这是世界上初次正在适用运输设备上用超导手艺实现可获得 550 公里稳 按时速的大功率强磁线KV。 车载超低温冷冻系统:每一车载强磁单位上别离拆有一台液氦及一台液氮压缩制冷 机。液氦压缩机的感化是将因为外部热能及列车本身行驶时发生的热能逐步气化了的氦气沉 新冷冻还原成液氦。液氮压缩制冷机的感化是将冷却超导线圈外部隔热板的液氮制冷剂从头 冷却,连结-196℃低温液氮形态。MLX01 型列车配备的压缩机为目宿世界上体积最小、能力 最强的节能型车载液氦及液氮压缩机,而且实现了持续工做 1 万小时无毛病的记载。使得列 车运转时一次充氦(氮)当前无需再弥补液氮或液氦。 磁屏障手艺: 因为超导线圈工做时发生的庞大, 如无无效屏障手段将风险乘客的健康, MLX01 型列车利用了一种称之为 EFE 的屏障材料(工业纯铁类),无效地将客车内的降至 10 高斯以内,能够确保乘客的平安。 2.车体手艺 高强度轻型设想:当列车以 550 公里时速穿越地道时,空气密度压力的俄然变化及列车头 部闯入地道时发生的微气压波会给车体带来庞大压力, 对车体的设想及材料提出很高的要求。 MLX01 型列车利用了高强度铝合金材料及半硬壳布局密封设想,同时为了提高无效荷沉,列 车采纳了超轻量设想并大量利用了强化碳纤维树脂等新材料。 减震系统及舒服性设想:为提高列车的舒服性,MLX01 型列车正在底盘取车厢之间设想 了计较机节制的油压减震系统及空气弹簧减震安拆,使得列车行驶极其平稳。 8 别的,列车设想了操纵行驶风进行从动调理的节能均衡式空调系统,这种系统避免列 车行驶时因为气压变化带来的乘客耳朵不适感。 3.平安节制系统 为确保 550 公里时速形态运转的平安,新型磁浮列车的另一环节系统即强电的变电、配电 系统。磁浮列车的起动、加快、遏制等动做均通过地面大型变频、变压安拆改变向线圈输送 的电流及频次进行细密节制。MLX01 型列车的地面系统先通过大型可控硅整流(69MW)及 GTO 换流变电坐将交换电源转换成曲流电,然后再通过世界最大级(40MVA)的变频换流安拆,将获 得的曲流电源从头转换成磁浮电机所需的(电压 0—22KV、频次 0—56.6Hz)交换可变电源。 为了提高运转效率,列车运转配电系统仅向磁浮列车所正在区段进行配电。日本开辟的 SF6 气体 GIS 型小型区域配电开关已通过了 100 万次靠得住性试验。 驱动节制系统:该系统是取代驾驶员列车平稳舒服运转并节制整个电力变换向列 车各行驶区域配电的主要节制系统,次要包罗:驱动节制系统、速度节制系统、相位同步控 制系统、列车区段配电节制系统等部门。 电磁供电系统:磁浮列车外行驶时,取地面处于非接触形态。列车所需的照明及空调 等用电采用了地面线圈和车上线圈电磁供电方式,获得所需电力。 5.图像消息传送系统 磁浮列车利用了毫米波无线大容量传输体例。 山梨县试验段的工做频段为 45GHz,能够将设 正在车头的 CCD 图像通过无线系统传入核心指令室。地面消息系统利用了光纤 LAN 系统,传送 各类节制、、计测、、电线.土木匠程手艺 为确保列车的平安,磁浮列车行驶的 U 型导槽施工要求极高,其全体施工要求达到厘米精 度。别的,设置正在 U 性槽体内的线圈正在列车行驶时承沉极大,正在研制过程中,通过计较机模 拟等一系列试验,合理地处理了承沉及抗委靡问题。 磁浮列车的经济性次要取决于两个方面: 间接扶植开辟费用。包罗三个次要方面,即扶植成本、运转成本、设备制形成本。随 着手艺前进,其各项成本的平均概算大约近期以年 7%—5%的速度递减,为此,至 2002 年, 据估算其扶植成本大约是通俗新干线%。 间接经济效益。扶植高速的挪动系统起首可创制大量的时间经济价值;磁浮列车是节 能、负荷小的交通东西,其能耗(公里/人)约为汽车的 1/7,飞机的 1/4,CO2 排放量(人 /公里)约为汽车的 1/10,飞机的 1/6。 中国研制成功“高温超导磁悬浮尝试车 世界上第一辆载人“高温超导磁悬浮尝试车”日前正在西南交通大学研制成功, 9 这标记着中国正在高温超导磁悬浮科学研究取试验手艺范畴已达到世界领先水 平。 载人“高温超导磁浮列车尝试车”可载 5 人,其永磁导轨长 15.5 米,最大悬 浮分量达 700 公斤。该车悬浮不变性好,悬浮刚度高,低温系统持续工做可超 过 6 小时。据该课题组担任人高级工程师王家素引见,这是迄今为止世界上悬 浮分量最大的载人“高温超导磁悬浮尝试车” 。 正在 863 展的超导手艺展厅,一辆雪白色的磁悬浮列车吸引了浩繁人的关 注,这是西南交通大学正在实施 863 打算中研制成功的可载人“高温超导磁悬浮 尝试车” ,界上仍是第一辆.正在场不雅众们不住喜悦表情,争相列队乘坐, 切身感触感染一下我国将来的磁悬浮列车. 这辆磁悬浮列车整个采用高温超导材料制制,车身正在承载 530 多公斤的环境 下,悬浮高度能够达到 20mm.因为是正在客岁岁尾研制成功,研究人员给它取名 “世纪号”.据工做人员引见,这辆磁悬浮尝试车比日本的磁悬浮列车还要先辈. 日本目前使用的是常导磁悬浮手艺, 其永磁轨道只要一条, 悬浮高度仅为 8 mm。 而面前的这辆高温超导磁悬浮尝试车像火车一样,安设了两条永磁轨道,不只 比日本的常导磁悬浮列车更平稳,磁浮系统导向力大,并且制价更为廉价. 中国科学院理论物理所研究员、中科院院士何祚庥今天就磁悬浮列车接管本 报记者独家专访,对于磁悬浮列车本身,何祚庥用了三个词来描述:又廉价、 又容易、又好.何祚庥算了一笔帐,建筑同样里程的铁,磁悬浮线的制价只 是通俗轨的 85%,并且运转时间越长,效益会更较着.磁悬浮列车的轨寿命 可达 80 年,而通俗列车轨只要 60 年.磁悬浮列车车辆寿命是 35 年,轮轨列车 是 20 年、25 年.此外,磁悬浮列车的年运转维修费仅为投资的 1.2%,而轮轨列车 高达 4.4%.磁悬浮高速列车的运转和维修成本约是轮轨高速列车的 1/4.磁悬浮列 10 车和轮轨列车乘客票价的成本比为 1∶2.8. 磁悬浮列车能否已进入适用阶段?何祚庥认为这正在手艺上其实很是容易 .他 告诉记者,和日本都曾经成长了比力成熟的磁悬浮手艺,出格是,其 常导磁悬浮列车只需用通俗的电磁铁,而这曾经是完全成熟的手艺,所以正在实 用方面曾经没有任何妨碍.此外,施工难度也不高.何祚庥说,若是要说存正在什么 问题的话,就是中国方面还贫乏现实运营的经验. 磁悬浮列车的好常较着的.速度快、效益高、能耗省、乐音低、污染少. 何祚庥告诉记者,颠末调查团的实地感触感染,磁悬浮列车乘坐舒服,急转弯 时也感触感染不到离心力.此外,由电磁回所漏出的远比地磁要弱,乐音标的目的, 正在时速 300 公里时只要 78~80 分贝, 时速 420 公里是 90 分贝, 如时速下降到 200 公里, 整个列车的噪声就和城市中的小汽车差不多了.不单京沪线要修成磁悬浮, 并且中国还要再建 20000 公里的磁悬浮铁.何宿将上海建制磁悬浮列车当作是 一个好的信号, “京沪”磁悬浮铁也将从这里延长.他认为,跟着上海这条磁悬 浮线建成运营, “京沪”磁悬浮线的动工也将拉开序幕. 理研究所研究员、学术委员会从任贤先生做了题为“奇奥的超导现象” 的科普演讲。超导手艺曾经能够正在生物医学、电力工业、微电子仪器、微波通 讯、大科学安拆、交通等各方面使用,不外构成较大财产的目前只要基于超导 量子器的电子仪器和基于超导磁体的科学仪器和医疗设备。现场的同窗们 似乎对磁悬浮列车更感乐趣。 问:现正在的磁悬浮列车是什么样的情况? 贤:对磁悬浮列车我也不太懂。由于我今天讲的是“奇奥的超导现象” , 所以仍是讲超导方面的。超导体有两个根基特征,一是电阻为零。二是能够近 似看做完全抗磁体。这两个特征可使用于超导磁悬浮列车,中国的大都火车(非 11 高速列车)正在提速前, 大约速度是 75 公里/小时, 经几回提速目前也还未达到 200 公里/小时。法国的高速列车 TGV 是有铁轨的,最高速度曾经能达到 300 公里/ 小时。我听到一个动静,正在一次下大雨之后,地面铁轨有非常,刹车刹了 15 公 里才刹住,出轨但并没有翻车。目前上海基于磁悬浮列车手艺正正在扶植的 尝试线 公里/小时摆布,悬浮高度 1 厘米。这将会对中国的高速 火车的成长阐扬主要影响。从科学上讲,如不考虑贸易上、成本上和手艺上的 问题,现正在日本人设想的超导磁悬浮工程尝试车很有可取之处。最高速度能够 达到 550 公里/小时。正在高速行使时能够浮起来 12 厘米。超导磁体正在车厢底部, 除轨道之外还有良多金属铝环。车沿轨道活动后金属铝环切割磁力线,发生镜 向,这个反向一构成,就有一个把车向上推的力量,活动的速度达到 必然程度(大约 35 公里/小时以上, 这取强度相关)列车就分开轨道悬浮起来。 越强,跑得越快,发生的反向越大,悬浮的高度越高,即便有地动也 能够跑一段时间。正在低速时,即速度小于 35 公里/小时,因悬浮力不敷,列车则 落到轨道上。这时,速度低,即便出轨,也没什么太大问题了。从平安上考虑, 我感觉这是比力合理的。 问:我想,磁悬浮列车的刹车能否比力坚苦? 贤:刹车是比力复杂。它的运转是通过节制线性马达来实现的。 问:若是说正在铁轨取车之间,构成一个大气实空,可否把车压下去?我想这 样的方式能否也能够把车很快刹住? 贤:只正在铁轨取车之间构成一个大气实空很难。你讲的“实空”是不成 能把车压下去的,由于悬浮是靠磁力。 “实空”只能使阻力削减而加快。我想原 则上能够想想此外法子来添加它前进的阻力。例如用某品种型的添加阻力, 不要用机械的。 12 问:从旧事报道中领会到中国内地正正在建一些铁,中国将来可否操纵超导 现象,来制制一些雷同日本的磁悬浮列车?您估量中国将来几年当前,可否把 这种磁悬浮列车建制好,给人们带来更大便当? 贤:现正在成长磁悬浮列车,一种是超导的,一种超导的、常规的。 现正在上海建的尝试线就是常规的、非超导的。日本建的超导磁悬浮车也是工程 尝试性质的。中国成长磁悬浮列车,若是做非超导的,必然要本人控制从动化 手艺,这里面的从动化要求比力高。听说人昔时成长磁悬浮列车手艺也是 想把本国的从动化手艺带动起来,以带动整个经济手艺的成长。若是做超 导的,日本已做了低温超导的工程尝试车,正正在成长高温超导手艺来取代低温 超导磁体,以降低成本。中国做的高温超导磁悬浮试验车,轨道是永世磁铁, 超导块材正在车上天然发生并且几乎不衰减。 虽然是演示性质的(可坐几小我) 而非工程样机,仍正在国际上有很好反映。只要做好工程尝试车,霎时速度可加 到几百公里并各类,颠末改良才能考虑建一条尝试线。有工程尝试车、 尝试线,才能考虑使用,而工程的也需要一段时间。当然有成本、市场和 一些环节手艺问题。若是下了决心,我相信也需要 15~20 年才能实现高温超导 磁悬浮列车正在交通上的使用 磁悬浮列车因为具有平安性、不变性、取顺应性以及高速、适合大量运输等特点,被 视为 21 世纪分析运输系统中最具成长前途的高科技运输手段 境都有影响。 13