磁懸浮列車是如何懸起來的，工作原理大揭秘！

磁懸浮列車跑起來是真殆盡 全速衝刺的時候輪子會收起來 整個身子懸在半空 時速能飆到600公里 北京到上海兩個多小時就到了 但想讓磁懸浮列車穩穩當當跑起來 必須完美解決三個技術難題 一,懸浮 如何讓數百噸的列車穩定漂浮在軌道上方10釐米處 二,推進 如何實現無接觸的高速推進 三,導向 先說最核心的超導磁體 這種磁體產生的磁場強度是普通電磁鐵的數十倍 而它的祕密就在於超導二字 在普通電磁鐵中當電流超過一定限度 導線發熱就會成爲致命傷 但超導材料在臨界溫度下會進入神奇的超導態 電阻完全消失 這意味着理論上電流可以無限循環而不損耗 但問題來了電流大發熱是個大問題 爲了讓它一直保持超導狀態 工程師們用液氦將磁體冷卻到零下269攝氏度 液氦吸收熱量後會氣化 這時候就得靠氦壓縮積把它重新變回液體 循環使用 更妙的是超導磁體一旦通電就能永久保持磁場 無需持續供電 但這種零電阻的超導材料對環境溫度極爲敏感 環境裏的一點點熱量都能被它吸進去 爲了擋住外界的熱 就得用高純度鋁製輻射屏蔽層 解決一個問題 新的問題又來了 超導磁體的導體會讓屏蔽裏產生渦流 所謂渦流 就是那種自己在裏面打圈的電流 本來不需要它 在磁場的作用下 它就自己刨起來了 結果反而讓屏蔽發熱 所以屏蔽之間還得抽成真空 再加上液氦冷卻 才能把外界的熱量擋在外面 一般一組四塊磁鐵配一個冷卻系統 湊成一個單元 每節車廂兩側都安裝有數十個這樣的超導磁體單元 解決了磁體的問題 接下來是怎麼讓火車跑起來了 這裏用的還是電磁鐵 不過是一大堆串在一起 叫推進線圈 我們都知道調節電流電磁鐵的磁極是能變的 但超導磁體的磁極是固定的 推進線圈就靠着這種變和不變的配合 推着火車往前跑 北極對北極互相排斥 南極對北極互相吸 所有力湊到一塊 就成了向前的推力 等火車跑到下一段 線圈的磁極再換一遍 推力接着來 速度也就控制住了 說完推進 該聊聊怎麼旋起來了 這裏的關鍵是軌道上的八字形線圈 這東西特簡單 就是一根電線彎成八字 不通電純粹靠電磁感應幹活 當超導磁體高速掠過時 根據法拉第電磁感應定律 線圈在磁場裏動 就會產生電動勢 磁旋浮列車的超導磁體往前跑的時候 磁力線會穿過八字形線圈的上下兩個圈 要是超導磁體位置正好在中間 上下圈穿過的磁力線一樣多 電動勢就抵消了 線圈裏沒電流 可一旦磁體稍微往下沉一點 下面的圈穿過的磁力線就多了 電動勢也大了 這時候線圈裏就有電流了 電流一產生 線圈就有了磁極 上面是南極 下面是北極 而超導磁體的下面也是北極 同性相斥 就把火車往上推 推到一定高度 上下圈的磁力線又平衡了 電流變小 推力剛好抵消重力 火車就穩穩懸在半空了 有趣的是這個系統 只有在加速到約150公里每小時 才能完全懸浮 火車剛啓動的時候速度慢 八字形線圈裏的電動是太小 產生的力不夠 所以這時候還得靠輪子跑 懸起來之後還得保證不跑偏 這個時候就需要引導了 軌道兩側也有八字形線圈 還連着重疊的線圈 要是火車往右邊偏 右邊的線圈穿過的磁力線就多 產生的電流大斥力也大 左邊的斥力小一推一拉 就把火車拽回中間了 有人會問火車上的電是從哪來的 這裏用的是感應電力收集技術 說白了就是無線充電 軌道下面裝一個線圈 火車底部也裝一個 地面線圈通電產生磁場 火車上的線圈感應到磁場就升電 車燈空調這些都靠它供電 那這麼多磁場會不會對人體有害 放心列車兩側都有多層電磁屏蔽 能把磁場擋在外面 乘客艙裏是安全的 目前運營中的磁懸浮列車 保持着603公里每小時的世界紀錄 相當於民航客機的巡航速度