磁懸浮列車

磁悬浮列车(磁悬浮的简称)是一种速度非常快的高铁。磁悬浮是一种利用磁场使列车移动的技术。这些磁场将列车提升到轨道上方一小段距离,使列车移动。它们的速度比普通列车快得多。从多伦多到温哥华的横贯大陆的"磁悬浮"旅行可能需要三个小时。而乘坐普通火车则需要三天时间。有朝一日,人们乘坐"磁悬浮"列车穿越陆地的速度可能会比乘坐客机更快。目前已知的"磁悬浮"列车的最高时速是603公里/小时(375英里/小时)。这是2015年在日本完成的。截至2019年,在中国、韩国和日本,只有几公里或几英里长的几条线路在载客。

磁悬浮列车没有发动机。列车的动力来自于导轨壁和轨道上的通电线圈所产生的磁场。该系统由三个部分组成。

  1. 大电源
  2. 盘丝
  3. 大块导引磁铁连接到列车的下侧。

对于磁铁,异极相吸,同极相斥,这是电磁推进的基本原理。这就是电磁推进器的基本原理。电磁铁与其他磁铁类似,它们吸引金属物体,但磁力是暂时的,它们可以被打开、关闭和逆转。

沿着轨道运行的磁化线圈,称为导轨,会排斥列车底盘上的大型磁铁。这种排斥力将列车提升到导轨上方1至10厘米(0.4至4英寸)。一旦列车升起,就会向导轨壁上的线圈提供动力。这就形成了一个磁场系统,沿着导轨拉动和推动列车。供给导轨内壁线圈的交流电不断改变磁化线圈的极性。这种极性的变化使列车前面的磁场拉动车辆前进,而列车后面的磁场则增加更多的前进推力。

"磁悬浮"列车漂浮在磁垫上,可以减少摩擦。列车采用了空气动力学设计。这使得它们的速度超过310英里/小时(500千米/小时),是美国铁路公司最快的通勤列车的两倍。相比之下,用于远程飞行的客机最高时速可达到约560英里/小时(900公里/小时)。

德国和日本都在研发"磁悬浮"列车,目前都在测试原型车。德国的"Transrapid International"公司也有一款列车投入商业使用。虽然基于相似的理念,但德国和日本的列车有着明显的区别。德国工程师开发了一种名为"Transrapid"的"电磁悬挂"(EMS)系统。在这个系统中,列车底部环绕着一条钢制导轨。列车下方的电磁铁被引向导轨,从而将列车提升到高于导轨约1/3英寸(1厘米)的位置。即使列车不动,它也会被抬起。列车车体中的其他导向磁铁在行驶过程中保持稳定。Transrapid磁悬浮列车带着乘客可以达到300英里/小时(490公里/小时)。

上海的"磁悬浮"内部Zoom
上海的"磁悬浮"内部

中国的"磁悬浮"列车Zoom
中国的"磁悬浮"列车

"磁悬浮"列车在上海Zoom
"磁悬浮"列车在上海

JR-"磁悬浮"Zoom
JR-"磁悬浮"

问题和答案

问:什么是磁悬浮列车?
答:磁悬浮列车是一种非常快速的高速铁路,它利用磁场来使列车移动。磁场将列车提升到轨道上方一小段距离,并使其前进。

问:磁悬浮列车比普通列车快多少?
答:磁悬浮列车比普通列车快得多。例如,从多伦多到温哥华的跨洲旅行,磁悬浮列车可能需要3个小时,而普通列车需要3天。

问:已知磁悬浮列车的最高速度是多少?
答:已知磁悬浮列车的最高速度是603公里/小时(375英里/小时)。这是在2015年在日本实现的。

问:磁悬浮列车是如何工作的?
答:磁悬浮列车没有发动机;它们是由导轨壁和轨道中的电气化线圈产生的磁场驱动的。这个系统有三个部分--一个大型电源、导轨(轨道)内的金属线圈和连接在列车底部的大型导向磁铁。通过磁铁,异极相吸,同极相斥,这就产生了电磁推进力,将列车提升到其轨道上方1-10厘米,并通过提供给线圈的交流电将其拉向前方。

问:什么是Transrapid?
答:Transrapid是由德国工程师为他们自己的磁悬浮技术版本开发的电磁悬浮(EMS)系统。它的工作原理是让列车底部的电磁铁缠绕在钢制导轨上,将列车提升到离轨道约1/3英寸的位置,同时其他导向磁铁在行驶过程中保持稳定。

问:Transrapid的乘客可以走多快?
答:Transrapid磁悬浮列车在有乘客的情况下,速度可以达到300英里/小时(490公里/小时)。

问:这与用于远程飞行的客机相比如何?
答:用于远程飞行的客机的最高速度通常为560英里/小时(900公里/小时),这比Transrapid在有乘客的情况下所能达到的速度略慢。

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