經過5個多月的試運行,2016年5月6日,長沙磁浮快線“追風者”正式投入試運營。隨著長沙火車南站到黃花機場這條線路的順利開通,長沙磁浮快線成為我國首條中低速磁浮商業運營示范線,也是目前世界上最長的中低速磁浮商業運營線。
為什么“追風者”會受到世人的矚目?讓我們一起走近磁浮列車的“飛行世界”。
一、什么是磁浮列車
磁浮列車利用電磁體同性相斥的原理,讓磁鐵具有對抗地心引力的能力,使車體完全脫離軌道,懸浮在距離軌道約1cm的地方騰空行駛,創造了近乎“零高度”飛行的奇跡。
由于磁鐵有同性相斥和異性相吸兩種形式,故磁浮列車也有兩種相應的類型。一種是利用磁鐵同性相斥原理而設計的電磁運行系統的磁浮列車,它利用車上超導體電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間所產生的斥力,使車體懸浮運行。
另一種則是利用磁鐵異性相吸原理而設計的電動力運行系統的磁浮列車,它是在車體底部及兩側倒轉向上的頂部安裝磁鐵,在T形導軌的上方和伸臂部分下方分別設反作用板和感應鋼板,控制電磁鐵的電流,使電磁鐵和導軌間保持10mm至15mm的間隙,并使導軌鋼板的排斥力與車輛的重力平衡,從而讓車體懸浮于車道的導軌面上運行。
通俗地講,就是在位于軌道兩側的線圈里流動的交流電能把線圈變為電磁體,它與列車上的超導電磁體的相互作用,就能使列車開動。列車前進是因為列車頭部的電磁體(N極)被安裝在靠前的軌道上的電磁體(S極)吸引,同時又被安裝在軌道上稍后的電磁體(N極)排斥。
列車前進時,線圈里流動的電流流向發生反轉,導致原來的S極線圈變為N極線圈,反之亦然。這樣,列車由于電磁極性的轉換而得以持續向前奔馳。根據車速,列車能通過電能轉換器調整在線圈里流動的交流電的頻率和電壓。
磁浮列車的穩定性則由導向系統控制。“常導型磁吸式”導向系統是在列車側面安裝一組專門用于導向的電磁鐵。列車發生左右偏移時,列車上的導向電磁鐵與導向軌的側面相互作用,產生排斥力,使車輛恢復正常位置。
當列車運行在曲線或坡道上時,系統通過對導向磁鐵中的電流進行控制,達到控制運行目的。
二、長沙磁浮列車的創新
繼上海之后,長沙成為我國又一個開通磁浮列車的城市。長沙磁浮快線是我國第一條自主設計、自主施工、自主制造、自主管理的具備完全自主知識產權的中低速磁浮線,它的國產化率達到99%,其中懸浮控制器、F軌(形狀像字母F)、道岔等磁浮核心部件均為自主研發制造。
與上海高速磁浮列車不同,長沙磁浮列車是中低速磁浮,最高時速是100公里,主要解決城市內的交通問題,包括城市和周邊衛星城市中等距離間的交通問題。此外,兩條磁浮列車的“籍貫”也不同。上海高速磁浮列車引進德國技術,其設計和運營維護的一些設備、配件都是從德國進口。長沙中低速磁浮列車屬于中國制造,它的配品、配件及今后的運營維護,都可以在國內甚至湖南本地解決。
長沙磁浮列車的特點可用“4321”形象地描述,即當前世界上第4條磁浮、世界上第3條中低速磁浮,并成為全世界第2條正式投入商業運營的中低速磁浮,同時也是我國第1條具有自主知識產權的中低速磁浮。
三、世界其他中低速磁浮商業運營線
目前,全球范圍內只有德國、日本、韓國和中國掌握了中低速磁浮技術。德國磁浮列車因為各種原因暫未投入商業運營,僅有日本名古屋市郊的一條8.9公里長的低速磁浮線投入商業運營。