沪深广磁悬浮已规划,磁悬浮优势明显,为何会被高铁抢占先机?

要问现在最快的地面交通方式是什么?很多人会不假思索地回答高铁。

近日,广东省自然资源厅发布了《广东省国土空间规划2020-2035年》公众版,对未来十五年国土空间进行了规划。

值得一提的是,广东首次预留了沪(深)广高速磁悬浮通道。

从上海到深圳有1500公里,最快可以2.5小时到达,高速磁悬浮时速最快能达到每小时600公里,比现在高铁快将近一倍。

由于磁浮列车漂浮在轨道上方,其也被称为地面上的飞行器。

实际上,磁悬浮技术并不是什么很先进技术,而且优点也很明显:铁轨和列车并不会接触,摩擦基本可以忽略;同时噪音小,非常有利于环境保护;由于几乎没有摩擦力,可以减少铁轨和列车的维护成本。

早在2001年,上海就开始建造磁悬浮列车项目,并在2003年通车。

既然,磁悬浮不是什么先进技术,又有那么多优点,且20年前已经有经验,很多人开始有疑问,为什么现在还在推广高铁,而不是更高效的磁悬浮列车呢?

在回答这个问题前,先了解什么是磁悬浮,以及磁悬浮是怎么实现的。

关于磁悬浮

1842年,英国物理学家 Earnshaw首次提出了磁悬浮的概念,这是利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术。

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当然,这只是一个基本的概念,美国和法国等科学家认为,磁悬浮概念是个好东西,它最大的优点是不接触,基本可以实现无摩擦运行,如果将这一技术应用到列车上,会减少很多能量损失。

但由于当时科学技术和材料的局限性,只是提供了一个猜想,并没有提供怎么实现磁悬浮运行。

1922年,德国工程师赫尔曼·肯佩尔首次提出了电池悬浮的原理,并且在1934年申请了磁悬浮列车的专利。

这也就是磁悬浮列车最早的概念车,当然,随着有些发达国家经济越来越好,交通问题也日益凸显,他们就想让磁悬浮概念车落地,在这方面表现最积极的莫过于德、日、美。

毕竟,德国最早申请了专利,先发优势明显,并在1971年成功研发出世界首辆磁悬浮列车,当然,最开始的磁悬浮列车速度并不快。

磁悬浮列车原理

一听到“原理”这个词,很多人有天然的排斥,表示难懂拗口。

然而,磁悬浮列车原理,绝对属于表面高大上,实际很简单的技术。

真正实现列车磁悬浮,实际上有两个流派:

  • 以日本为代表的低温超导型磁悬浮技术。

由于金属在低温状态下,会完全失去电阻和完全抗磁性的特点,它就能够与磁铁产生排斥和吸引关系,这样磁铁就可以停留在超导体上,不会掉下。

所以,你会看到日本磁悬浮列车会带着一个液氮压缩制冷机,能够让列车磁悬浮装置始终在零下196℃的状态,然后利用磁铁排斥原理,让列车选辅助轨道10毫米之上。

  • 以德国为代表的常导型磁悬浮技术。
    这种技术采用了环抱轨道运行方式,列车底部侧面会有类似弯曲手臂,将铁轨环抱住,这样设计有两个好处,一方面,防止列车脱轨,另一方面,弯曲手臂能够上缠绕很多磁铁,通电后就能够产生强大磁力。

通过下图,我们可以简单理解一下,图中1和2相当于磁铁的N和S极,能够相互产生吸引磁力,保证列车“浮起来”,而3能够保证列车不会与轨道发生碰撞。

我国上海的磁悬浮列车就是采用的是德国制造的磁悬浮列车,可以实现每小时430公里。

实际上,两种技术都可以让列车悬浮在铁轨上,运动更简单了,就是交错使用磁铁,来产生吸力和排斥力。

中低速磁悬浮列车

前面也介绍了,上海的磁悬浮列车买的是德国的,我国是否也具备自主设计磁悬浮列车的技术呢?

2016年,长沙正式开通了我国首条,自主设计、自主制造、自主施工、自主管理的磁悬浮列车,如果同时坐过长沙和上海磁悬浮列车,你会有明显感觉到差异。

上海磁悬浮列车给人风驰电掣的感觉,而长沙磁悬浮像是在坐地铁,同是磁悬浮,为什么速度差别那么大呢?

首先两者定位不同,上海的是高速磁悬浮,最高时速达到了每小时430公里,长沙磁悬浮属于中低速磁悬浮,时速为每小时100公里。

实际上,高速磁悬浮目前是航空业的有力竞争者,而中低速磁悬浮是市内轨道交通的黑马。

目前,中低速磁悬浮列车只有中国和日本掌握,中国已经率先迈出了商业化阶段,达到了世界领先水平。

那么中国的高速磁悬浮,现在处于一个什么水平?

高速磁悬浮列车

中国在高速磁悬浮列车方面已经筹划多年,并提出了自己独特的技术——温超导磁悬浮,预期运行速度也是大于600公里/小时。

2019年5月23日,中国时速600公里高速磁浮试验样车在青岛下线。

所以,自主研发的高速磁悬浮列车,也在按照自己的节奏稳步推进中。

全面普及高铁,而不是磁悬浮列车?

其实,目前高铁网已经全面铺开,而优点更多的磁悬浮,却迟迟没有动静,其实主要原因还是因为钱。

上海磁悬浮一公里造价为2.9亿元,长沙中低速磁悬浮一公里造价也有2.5亿元,然而,2008年高铁造价一公里约为1.3亿元,这个造价相差近一倍。

截止到2019年底,全国高铁总里程3.5万千米,价格差距达到4.2万亿元。

而且,由于磁悬浮列车的特点,现在无法完全兼容铁路系统,而且磁悬浮技术还存在变轨困难的缺点。

此外,磁悬浮列车还涉及到安全问题,救援困难,由于磁悬浮列车没有轮子,一旦发生故障,根本无法移动。

曾经,上海浦东机场磁悬浮列车,发生一次火灾事故,一周后才拖走。

这些因素叠加起来,导致了磁悬浮列车一直没有普及。

写在最后

虽然,磁悬浮列车现在依然有很多缺点,但是并不妨碍磁悬浮技术被视为未来轨道交通发展方向。

除了广州规划磁悬浮列车外,成都等地方也开始规划磁悬浮列车应用场景,或许“超级高铁”真的要来了。

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