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磁悬浮为什么不普及(磁悬浮列车如何悬浮?)

100次浏览     发布时间:2025-04-01 02:14:01     编辑: 科普事物薄

用一万块磁铁制作悬浮飞毯,真的可行吗?真实实验告诉你答案。

众所周知,磁铁异性相吸、同性相斥,把一块圆盘磁铁,放在另一块磁铁上方,用手按压、甚至放上砖头都不会掉。那么同理,如果用足够多的磁铁制成一张飞毯,人是不是也能悬浮在空中呢?

说干就干,国外一档节目用1万多块磁铁,按照每列77的排版拼在一起。由于同极磁铁之间会产生相斥的力,磁铁时不时就会弹出来,实验人员只好让相邻磁铁之间,保持一定的距离,一番折腾之后,地面和飞毯上的2面磁体终于拼成。用钢架固定起来以后,可以看到飞毯确实悬浮起来了,但下面的距离还不到1厘米。

原来是普通磁铁磁力太小,于是他们又采用了磁力超强劲的钕磁铁。把新买的手机放在2块钕磁铁中间,手机直接夹报废。

葡萄放中间也被夹得汁水四溅。

而鸡腿放中间骨头都被夹断,威力可见一斑。

果然,用铝磁铁制成的飞毯成功悬浮,穿着王子和公主服饰的2个小孩,被实验人员送上了飞毯,在上面蹦跶了一会,飞毯也没有掉下来迹象。周边的大人也跃跃欲试,然而在第三个大人走上去的时候,飞毯啪的一下就掉了。最终承受的总重量为310公斤,那么人类能不能乘坐飞毯出行呢?看看磁悬浮列车咱就知道了。


你知道磁悬浮列车,是如何浮在空中的吗?最高速度超600公里/小时,列车又该如何刹车?

1922年,德国工程师赫尔曼·肯佩尔,提出了电磁悬浮原理。简单概括就是,利用让磁力对抗地心引力,让列车悬浮在空中。而磁铁通电以后的电磁力,能够引导推动列车前行。

那么如何让车辆按照指定的路线行驶呢?答案就是使用专车专轨,包括车厢下安装超导磁体的列车,和由闭合矩形铝环组成的轨道,当列车开动时,超导磁体会和铝环相对运动,在电磁效应下,铝环也会形成一个强大的磁场。

而且和列车超导磁体的磁场方向恰好相反,从而产生斥力,当向上的推力和车辆的重力平衡,列车就可以在轨道悬空1厘米左右。因为没有了轮子和轨道的摩擦,磁悬浮列车的行驶速度也直线飙升,高铁时速才300,飞机时速800-1000/而磁悬浮列车速度最高时速超600,相当于低空飞行。


那么这么快咋刹车呢?不同国家的磁悬浮原理不同,刹车方式也有所不同,比如日本低温超导磁悬浮,高速的时候悬浮,低速就用辅助轮行驶。所以日本磁悬浮先通过直线电机制动,将速度降低到起浮临界速度,再用辅助轮机械制动,就能让列车刹车。而我国的高温超导磁悬浮和德国磁悬浮,列车始终保持悬浮,主要利用直线电机反向制动,接下来问题来了。

磁悬浮时速最高达600公里/小时,为啥却迟迟不能普及?要知道普及以后,从上海到北京可能只要3个多小时。

其实答案很简单,磁悬浮列车的修建成本太高,需要专门铺设轨道和专门的列车。上海磁悬浮造价大约2.8亿/公里,大约30公里建造就花费22个月,而且从开通以来就一直在亏损。50块钱一个人的单程票,和80块钱的来回票,很难收回成本。

磁悬浮列车速度太快,长途运输的安全性还有待实践检验。2006年德国一辆载有29名乘客的,磁悬浮高速列车就在试运行中,撞上了一辆维修机车。而且当时列车速度高达200公里/小时,巨大的冲击力让乘客严重变形,连人都认不出来。造成至少23人死10伤,这也是磁悬浮列车史上的第一次致命事故。


事后调查发现,事故原因是人为而不是技术故障,原本维修车在清理所有障碍,并且离开磁悬浮轨道之后,磁悬浮列车才能再次出发。谁知道当天却发生了意外,偏偏当时那趟列车还是无人驾驶,等乘客们反应过来报警都来不及。

不过话说回来,我国时速600公里高速磁浮交通系统,2021年已经在青岛成功下线,未来大家乘坐磁悬浮出行成为可能,屏幕前的你有没有体验过磁悬浮呢?

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