比高鐵快兩倍？國產的地表最快磁浮車，能帶你平地起飛_風聞
差评-差评官方账号-2021-07-22 07:56
本文原創於微信公眾號：差評 作者：差評君
差友們最近有沒有看到這條新聞：“ 我國時速 600 公里的高速磁浮車正式下線 ”？
老實説，差評君看到這個標題一開始還挺驚訝，但仔細想想，這事也確實挺正常，咱們也不是沒這個實力。
畢竟中國高鐵的速度大家都深有體會，不光是這次新聞説的時速 600 公里，今年的 1 月 13 號，也有台時速 620 公里的高温超導磁懸浮工程化樣車下線。
除了速度，中國的高速列車行駛里程和高速動車組保有量也是常年第一，所以現在看到關於高速列車新聞的時候，心裏還是有點平靜。
但沒想到的是，China 600km/h maglev 這幾個關鍵詞在國外卻有着不少的討論。
這也能理解，畢竟國外那列車速度跟咱們比確實慢了些。
這就得先從磁浮列車的技術本身説起。
高速磁浮技術目前有三類，分別是低温超導磁浮技術、電磁力懸浮技術和高温超導磁浮技術。
新聞裏這輛由中國中車研發的時速 600 公里的高速磁浮車，就是運用了電磁力懸浮技術，也可以稱作常導磁浮技術。
電磁力懸浮技術相對於其他技術的優勢就在於它能讓整列車靜態懸浮，且在穩定性控制層面相較於超導磁浮技術更加簡單便捷。
那麼電磁力懸浮技術是如何讓整輛車靜態懸浮的，我們可以結合下面這兩張圖來看：
圖中偏藍色部分的就是列車本身，下面灰色方一點的就是軌道。
我們可以把列車想象成一個趴在軌道上的巨人，巨人的兩隻手抱着軌道，手扣在軌道下方，胳膊肘靠在軌道側邊，並且他的手掌和胳膊肘處都貼着磁體。
軌道不通電時，巨人的胸部就抵在軌道上，安靜的趴着。
一旦軌道通電，軌道上就有了電磁力，軌道下方就會把巨人的手往上吸，巨人也會被整個抬起來，就相當於車懸浮了起來，懸浮間隙在 10mm 左右。
那麼浮起來以後，它又怎麼往前進呢？
拿我們最常見的磁浮驅動形式為例，就像下面這個 GIF 圖演示的，通電以後軌道會變成一段段帶有 N 極和 S 極的電磁鐵，車上的 N 極和軌道 N 極碰到，車就會被往前推，N 級和 S 級碰到，車就會被相應的往前拉。
而轉彎的難點在於防止列車失穩，因為速度過快，計算機需要根據列車狀態來實時改變電磁力，從而保證車輛在高速情況下也能平穩的轉彎。
（ 當然根據具體技術的不同，導向磁體和懸浮磁體的位置可能會發生變化，但是實現的功能都大致相同 ）
那麼列車懸浮並且跑起來以後，下一步就要研究怎麼能讓它跑的更穩。
這個過程需要各種，傳感器，控制系統，懸浮系統和推進系統的相互配合，還有後台各項參數的即時調整。
大家平時坐高鐵的時候有沒有這種感覺，就是當你坐在車上時，忽然有一輛動車從你的車廂旁邊疾馳而過，我們會有種猛地被推了一下的感覺。
這是因為，在列車交匯時車頭處首先會收到正壓力，隨後立即受到負壓力，氣動壓力的方向瞬間相反，所以我們會有強大的衝擊感。
為了便於大家理解，給大家看一箇中國中車做的試驗 —— 動模型試驗。
直觀感受下想要在 600km/h 的速度下，保證高速磁浮列車的行駛穩定性有多難。
而工程師們做的這個試驗就是模仿上面的過程，不過試驗條件比上面我們遇到的場景更嚴苛。
他們建了兩輛磁浮車和磁浮軌道的等比例縮小模型，軌道長 160m，前 50m 需要讓車加速到 600km/h，讓兩輛時速 600km/h 的磁浮車相向駛過，這時的相對速度能達到 1200km/h ，就看車會不會被衝出軌道。
就這樣看似簡單的的試驗，工程師們反反覆覆做了一年，然而實驗開始到結束也就 1 秒的時間，
試驗成功的效果我們可以看這個 GIF，千萬不要眨眼睛。
兩輛磁懸浮高速交匯實驗 ▼
除了讓車跑的穩，高速列車還有其它許多需要考慮的點。
其中關鍵的一點就是和乘坐舒適性息息相關的噪音問題。
之前有網友在上海的那條時速 200-300km/h 的磁浮線進行噪聲測試，由於這條磁浮線運營時間已經很久了，它的車內噪聲大概有 110 分貝。
而在我們日常乘坐的時速 330km/h 左右的高鐵動車上面，噪聲也有 107 分貝左右。
那這輛時速 600km/h 的磁浮車噪聲會是什麼表現呢？
經過實測，它的噪聲僅有 79.8 分貝。
這不僅得益於它出色的超材料吸音和隔音技術，更是因為磁浮列車與生俱來的特性。
它就像是被架在空氣上面跑一樣，不會像車輪摩擦軌道那樣產生極大的噪音。
阻力小，摩擦力小，動力大就是它得天獨厚的優勢。
看到這可能有的小夥伴會問，這一套高速磁浮線路要多少錢呢？
先來替高速磁浮車回一句：這麼問，你禮貌嗎？
確實，制約高速磁浮列車發展的一大痛點就是成本問題。
我們以 2001 年開建的上海磁浮線路為例，它的總投資 89 億，線路全場 30 公里，相當於每公里造價 3 個億。
我們和高鐵造價比一下，2020 年底復批的雄安至商丘高鐵線路，每公里造價在 1.5 個億左右。
北京交通大學的趙堅教授也表示，“ 磁浮線無法跟其他軌道交通兼容，客流量會大大減少，因而很難盈利。同時，高速磁浮列車至少每 100 公里才能設一個站，停靠站數量少，對拉動沿線經濟起到的作用有限 ”。
很多網友也表示，花這麼多錢建造它真的有必要嗎？動車、高鐵、飛機它們不香嗎？
你別説，差評君覺得弄高速磁浮列車這事，還真挺必要的。
往小了説，我們先來算筆時間賬。
動車高鐵時速一般在 200-400km/h，飛機呢一般在 800-1200km/h，而高速磁浮列車的 400-600km/h 恰好彌補了這個空白。
我們以北京到上海兩地為例，你如果坐高鐵最快也要 4 小時 28 分鐘，坐飛機倒是快只要兩個小時。
但是坐飛機其實更麻煩，先不説得提前兩小時到機場安檢什麼的，機場還都在市郊，你來回去機場也要需要很長的時間，這樣一趟折騰下來也得五個小時左右。
而如果高速磁浮列車開在京滬之間，全程只要兩個半小時。
並且相關的科學研究數據也表明，人乘坐遠程交通工具最舒適的時間是在 3-4 小時。
建造成本這邊，雖然現在看造價有點貴，但是磁浮車的設計者也表示，這輛車起碼還要 5-10 年才能落地商用，説不定到那個時候建設成本就能打下來了。
再放長遠來看，雖然我們的高速列車技術發展到現在已經是全球矚目的地步了，但是高速磁浮車又是下一個各國爭先突破的重點，日本的低温超導，美國的真空管道磁懸浮，都在如火如荼的進行。
“ 學如逆水行舟，不進則退 ”。
當你把握住了前沿技術的發展方向，才算掌握了這項技術在國際平台上的話語權。
圖片、參考資料來源：
《 開講啦 》— 20210130 期，演講者：梁建英
IT 之家 — 世界首套時速 600 公里高速磁浮交通系統將在青島亮相
界面新聞 — 又一地提出規劃，第一條國產高速磁懸浮線將落地何處？
知乎 — 磁懸浮列車原理
百度圖片 — 電磁力懸浮法；動車交匯；上海磁懸浮；
