典型磁懸浮技術在磁浮飛行風洞中的應用分析

于馨凝，姜欣彤，張軍，周廷波，倪章松,*

1.成都流體動力創新中心，成都 610071 2.中國空氣動力研究與發展中心，綿陽 621000

0 引 言

磁浮飛行風洞的設計概念結合了真空管道磁浮列車和動模型試驗技術，通過構建接近真實飛行環境和運動特點的“體動風靜”試驗狀態，滿足航空航天飛行器、高速列車在寬馬赫數和寬雷諾數范圍、低噪聲、低湍流度下的空氣動力學及其交叉學科的地面試驗需求。磁浮飛行風洞總長度約1.2 km，管道截面內徑6 m，設計馬赫數范圍0.1～1.0，試驗雷諾數范圍1.0 × 104～1.3 × 107，試驗壓力范圍1 kPa～常壓。其運行原理是利用磁懸浮、牽引和導向技術，驅動搭載試驗模型的磁浮平臺在封閉直線長管道內作高速運動[1]。因此，磁浮飛行風洞的磁懸浮技術選擇對于精確控制模型加速/勻速/減速運動過程、達到試驗所要求的運動狀態尤其重要。

高速磁懸浮技術主要應用于高速磁浮列車、電磁橇、懸浮電樞軌道炮等。在高速磁浮列車方面，國外從20 世紀60 年代末開始研究相關技術，目前已達到應用水平，其中電磁懸浮以德國TR 常導高速磁浮系統為代表[2-3]，超導電動懸浮以日本MLX 超導高速磁浮系統為代表[4-5]，永磁電動懸浮則以美國Magplane 磁浮系統為代表[6-7]。國內從20 世紀80 年代開始高速磁浮列車技術研究，目前600 km/h 常導高速磁浮試驗樣車已完成制造并下線，超導電動懸浮和超導釘扎懸浮系統均已完成工程化樣車及試驗線建設，正在推進工程應用[8-10]。在電磁橇、懸浮電樞軌道炮方面，NASA 于20 世紀90 年代提出了基于超導電動懸浮技術的MagLifter 方案，在運載滑車底部安裝超導磁體，建立了實驗系統并開展了測試[11]。Powell 等[12-13]則提出了與MagLifter 方案類似的StarTram 超導磁懸浮發射方案，載物航天子系統Gen-1 的設計加速度為20g～30g。2016 年，霍洛曼空軍基地采用超導電動懸浮和直線電機牽引技術把磁懸浮火箭橇地面運行速度提高至1 018 km/h，有望應用于發射水平起飛運載器[14-15]。國內相關領域研究起步較晚但發展迅速，部分技術已達國際領先水平。2022 年，在山東濟南成功試運行了世界首個磁懸浮地面超高速試驗設施—“電磁橇”，能將噸級以上物體加速至1 030 km/h（Ma ≈ 0.84），創造了大質量超高速電磁懸浮技術世界最高速度紀錄[16]。

在高速磁懸浮技術方面，國內外已開展了部分研究工作，但在真空管道動模型風洞中的應用還缺乏相關基礎研究和工程經驗。2000 年，NASA 提出高升力飛行風洞（High-Lift Flight Tunnel,HiLiFT）概念，采用磁懸浮和直線電機驅動模型在管道中高速運動，設計馬赫數0.05～0.50，最高加速度3g，試驗壓力0.10～0.76 MPa[17]。研究者基于技術風險性和懸浮間隙控制要求，建議選擇電磁懸浮系統[18]。但受限于當時磁懸浮技術發展水平和成本，該風洞未開展實際建設。與HiLiFT 相比，磁浮飛行風洞要求具有更高的運行馬赫數和加速度，且能夠在低壓條件下開展試驗，對磁懸浮系統提出了更高要求。

本文針對不同磁懸浮系統的技術原理和特點，結合磁浮飛行風洞總體技術指標及對磁懸浮系統的要求，從運行穩定性、系統安全性、試驗功能性、環境適應性、技術成熟度等5 個方面進行對比分析。基于層次分析法和灰色關聯度分析法建立磁浮飛行風洞的磁懸浮系統綜合決策模型，計算不同磁懸浮技術的綜合決策值，可為磁浮飛行風洞的磁懸浮技術選擇提供參考。

1 磁懸浮技術分類

根據懸浮原理的不同，磁懸浮技術主要分為永磁懸浮、電磁懸浮、電動懸浮和釘扎懸浮等4 種，如圖1 所示[19]。

圖1 磁懸浮技術分類[19]Fig.1 Classification of maglev system [19]

永磁懸浮是利用永磁體之間的排斥或吸引力實現懸浮，系統結構簡單、載重能力強[20]。但永磁懸浮的磁體發生橫向偏移時，產生側向力的方向與偏移方向一致，會進一步促使磁體滑移翻滾，帶來失穩風險[21-22]。其固有的不穩定性限制了永磁懸浮的應用，必須加入導向輪或電磁懸浮控制。而電磁-永磁混合懸浮系統的永磁體吸死現象、磁浮平臺-軌道耦合振動等技術問題也還亟待解決[23]。因此，永磁懸浮及其混合懸浮系統目前都難以應用于磁浮飛行風洞。本文主要針對常導電磁懸浮、永磁電動懸浮、超導電動懸浮和超導釘扎懸浮進行對比分析。

1.1 常導電磁懸浮

常導電磁懸浮系統（Electromagnetic Suspension,EMS）的懸浮平臺上安裝電磁鐵，通電勵磁而產生磁場，與軌道上的電磁線圈產生吸引或排斥作用，實現平臺懸浮，懸浮間隙8～12 mm[24]。工程應用中通常采用T 形導軌的磁吸式系統，其原理如圖2 所示[9]。電磁鐵和軌道之間的吸引力與懸浮間隙的平方成反比[25]，需要引入閉環控制來實現懸浮平臺的穩定運行。在超高速運行狀態下，控制系統的延時可能會使懸浮系統響應滯后，影響運行穩定性，存在較大的安全隱患。

圖2 常導電磁懸浮原理示意[9]Fig.2 Schematic diagram of EMS [9]

1.2 永磁電動懸浮

永磁電動懸浮系統（Permanent Magnet Electrodynamic Suspension,PM-EDS）的懸浮平臺上安裝永磁體，運動過程中軌道上的導體切割磁場產生感應電流，通過感應電流的磁場與源磁場的相互作用產生懸浮力，懸浮間隙20～30 mm[26]。以導體板永磁電動懸浮為例，典型工程應用原理結構如圖3所示[23]。永磁電動懸浮的控制系統簡單、無需額外增加制冷設備，懸浮和推進系統能耗小。但懸浮平臺無法在靜止和低速運動狀態下實現懸浮，且永磁體磁能密度相對較低（以磁性最強的釹鐵硼永磁體為例，其磁能密度約為4.7 × 105J/m3[27]），在懸浮力相同的條件下，懸浮平臺總重較大。

圖3 永磁電動懸浮原理示意[23]Fig.3 Schematic diagram of PM-EDS [23]

1.3 高溫/低溫超導電動懸浮

高溫/低溫超導電動懸浮系統（High/Low Temperature Superconducting Electrodynamics Suspension,HTS/LTS-EDS）的運行原理與永磁電動懸浮系統類似，懸浮平臺上安裝超導磁體，運動過程中軌道上的線圈切割超導磁體的磁場產生懸浮力，懸浮間隙80～150 mm[28]。在工程應用中，超導電動懸浮系統通常采用軌道包裹平臺的形式，其原理結構如圖4 所示[9]。超導電動懸浮系統的懸浮間隙大，無需主動控制，且其磁能密度顯著高于永磁體，產生10 T 磁場時的磁能密度約為4.0 × 107J/m3。因此，超導電動懸浮在高速運動時可以產生更大的懸浮力和推進力。但與永磁電動懸浮相同，超導電動懸浮平臺無法在靜止和低速狀態下懸浮[29]；同時，低溫超導電動懸浮采用更低溫度的液氦制冷，在運行過程中存在泄漏風險。

圖4 高溫/低溫超導電動懸浮原理示意[9]Fig.4 Schematic diagram of HTS/LTS-EDS [9]

1.4 高溫超導釘扎懸浮

高溫超導釘扎懸浮系統（High Temperature Superconducting Pinning Levitation,HTS-PL）利用高溫超導體在超導狀態下量子磁通線被超導體缺陷或其他勢阱束縛而產生的“釘扎效應”，與永磁軌道磁場相互作用產生釘扎力，懸浮間隙10～30 mm[29]。以西南交通大學研發的超導釘扎懸浮樣車為例，其系統原理結構如圖5 所示[30]。超導釘扎懸浮在運動方向上無固有磁阻力，容易實現高速運行，且不需要主動控制，結構簡單。但目前相關研究還處于起步階段，尚無工程應用案例；同時，超導釘扎懸浮的自穩定能力主要依靠釘扎懸浮力，當懸浮平臺所受外部載荷和重力的合力超出釘扎懸浮力的調節范圍時，難以保持縱向和橫向運行穩定。

圖5 高溫超導釘扎懸浮原理示意[30]Fig.5 Schematic diagram of HTS-PL [30]

2 對磁浮飛行風洞的適應性分析

2.1 運行穩定性分析

運行穩定性分析主要包括對垂向運行穩定性、側向運行穩定性、縱向運行穩定性等方面的分析。

常導電磁懸浮系統能夠通過主動控制增加阻尼，抵消垂向和側向干擾，在設計運行速度范圍內的懸浮間隙波動小、可控性強。但當運行速度超過設計范圍時，控制系統可能出現延遲，導致懸浮間隙、運動阻尼等參數調節滯后，影響平臺運行穩定性。

永磁電動懸浮和超導電動懸浮系統可以通過增加阻尼線圈、改變線圈電流的方式調節懸浮與導向阻尼，提高懸浮平臺的運行穩定性。但永磁電動懸浮的磁能密度顯著低于高溫/低溫超導電動懸浮，阻尼調節范圍較窄，抵抗外部載荷沖擊的能力相對較低，垂向、側向和縱向的運行穩定性弱于高溫/低溫超導電動懸浮。

高溫超導釘扎懸浮系統利用“釘扎效應”實現自穩定懸浮、維持平臺的運行穩定性。在低馬赫數運行和抵抗下壓力方面基本滿足磁浮飛行風洞的試驗需求。但在開展高馬赫數（Ma ＞ 0.5）試驗時，懸浮平臺受到較大的上升力，與自身重力的合力會超出釘扎懸浮力的自穩定調節范圍，且兩側位移也超出直線電機間隙限值，影響平臺的垂向和側向運行穩定性，但對縱向穩定性影響不大。

2.2 系統安全性分析

系統安全性分析主要包括對懸浮控制系統安全性能、抗氣動力激擾性能、環境安全與人體健康影響等方面的分析。

常導電磁懸浮系統采用主動控制的方式，通過收集傳感器反饋信號，調整輸出電磁鐵的電流大小，在設計運行速度范圍內的懸浮系統控制安全性好，抗氣動力激擾性能強。但在高速運行時，控制系統延遲可能導致安全問題。系統通過電流控制磁場，對環境安全和人體健康的影響較小。

永磁電動懸浮不需要主動控制就可以實現穩定懸浮，也不存在超導電動懸浮和超導釘扎懸浮系統的失超風險，懸浮控制系統安全性好。但永磁體的磁能密度較小，在抗氣動力激擾性能方面弱于高溫/低溫超導電動懸浮。同時，懸浮平臺上安裝的永磁體會在周圍產生恒定磁場，在試驗準備階段可能對環境和人體造成一定影響。

高溫/低溫超導電動懸浮系統需要布置冷卻設備維持材料的超導性能，當線圈局部溫度過高時，可能發生失超現象，存在懸浮控制安全隱患。與低溫超導電動懸浮相比，高溫超導電動懸浮系統的失超風險更低，且失超后更容易恢復超導狀態。超導電動懸浮能夠增加阻尼調節，且超導體的磁能密度較大，因此抗氣動力激擾性能較強。低溫超導電動懸浮系統的制冷劑液氦的溫度更低，在運行過程中存在泄漏風險，威脅環境安全與人體健康。

高溫超導釘扎懸浮系統同樣需要布置冷卻設備維持材料的超導性能，當線圈局部溫度過高時存在失超風險，影響懸浮系統控制。超導釘扎懸浮系統不能增加阻尼，主要依靠釘扎懸浮力實現自穩定懸浮，因此僅在釘扎懸浮力的調節范圍內能夠抵抗氣動力激擾。超導釘扎懸浮需要鋪設永磁軌道，其周圍會產生恒定磁場，在設備維護和檢修期間可能對環境和人體健康造成一定影響。

2.3 試驗功能性分析

試驗功能性分析主要包括對滿足磁浮飛行風洞最高運行馬赫數、最低試驗馬赫數和平臺牽引性能等方面的分析。

常導電磁懸浮系統能夠實現靜懸浮，滿足磁浮飛行風洞最低試驗馬赫數的要求。但主動閉環控制存在時滯效應，懸浮平臺在高速運行時可能發生控制延遲。目前常導電磁懸浮的最高運行速度可達600 km/h[31]，進一步提速受限，難以滿足最高運行馬赫數1.0 的指標要求。在平臺高速運動狀態下，軌道的感應渦流會在前進方向上產生磁阻力，在一定程度上影響平臺牽引性能。

永磁電動懸浮和超導電動懸浮系統主要依靠軌道上的閉合線圈切割平臺上的永磁體或超導磁體產生懸浮力，因此在低馬赫數（Ma ＜ 0.04）試驗條件下需加裝輪軌或滑橇支撐裝置[29]。兩種電動懸浮系統都能夠在磁浮飛行風洞最低試驗馬赫數下實現懸浮，運行速度均可達1 000 km/h 量級[32]，滿足磁浮飛行風洞最高運行馬赫數1.0 的指標要求。與常導電磁懸浮系統類似，超導電動懸浮系統在運行過程中也存在一定的磁阻力。另外，由于永磁體和超導磁體的磁能密度差異，超導電動懸浮系統比永磁電動懸浮系統具有更好的牽引和制動性能。

高溫超導釘扎懸浮系統能夠通過“釘扎效應”實現平臺靜懸浮，滿足最低試驗馬赫數的要求；同時，超導釘扎懸浮具有超高速應用潛力，仿真運行速度可達1 000 km/h 以上[33-34]，理論上能夠滿足磁浮飛行風洞高速試驗需求。不同于常導電磁懸浮、永磁電動懸浮和超導電動懸浮系統，超導釘扎懸浮系統的平臺在運動方向上沒有磁阻力，具有良好的平臺牽引性能。

2.4 環境適應性分析

環境適應性分析主要包括對環境溫度適應性、軌道平順適應性及真空環境熱效應等方面的分析。

磁浮飛行風洞的洞體沒有額外加熱或制冷設備，工作溫度范圍為-10～60 ℃。常導電磁懸浮系統在自然溫度范圍內工作，能夠滿足環境溫度適應性要求；懸浮間隙較小，對軌道平順的適應性較差。在常導電磁懸浮系統工作過程中，電流經過常導線圈會產生熱量。目前工程上應用的T 形導軌常導電磁懸浮系統主要采用散熱片、自然風冷等常壓散熱方式，無法滿足高真空度環境下的散熱要求，需要增加水冷等輔助散熱方式。

與常導電磁懸浮系統類似，永磁電動懸浮系統也在自然溫度范圍內工作，能夠滿足磁浮飛行風洞的環境溫度適應性要求。永磁電動懸浮系統的懸浮間隙介于常導電磁懸浮系統和高溫超導電動懸浮系統之間，對軌道平順的適應能力也介于兩者之間。在平臺高速運動過程中，軌道鋪設的導體板或線圈因渦流效應產生感應電流，導致發熱問題，但由于通電時間短，產生熱量較少，能夠滿足真空環境的熱效應要求。

超導電動懸浮系統需在低溫環境下工作，攜帶裝有液氦或液氮的杜瓦來維持超導塊材的超導狀態。磁浮飛行風洞單次試驗時間較短，一般不會影響超導體溫度，環境溫度適應性要求能夠得到滿足。超導電動懸浮系統的懸浮間隙較大，對軌道平順的適應能力較好。與永磁電動懸浮系統類似，高速運動過程中超導電動懸浮系統軌道“8”字線圈感應電流產生的熱量較少，能夠滿足散熱要求。

與超導電動懸浮類似，高溫超導釘扎懸浮需采用液氮使超導塊材處于超導狀態，可以滿足磁浮飛行風洞的環境溫度適應性要求。超導釘扎懸浮系統的懸浮間隙與永磁電動懸浮系統相近，對軌道平順的適應能力也介于常導電磁懸浮系統和超導電動懸浮系統之間。超導塊材存在釘扎效應，其內部磁通變化時，懸浮平臺在運動過程中需克服釘扎力做功，在塊材內部引起交流損耗，導致局部溫度上升。磁場波動和運行速度提高會導致超導塊材的溫升增大，對真空環境下的散熱帶來一定挑戰。

2.5 技術成熟度分析

技術成熟度分析主要包括對核心技術儲備、技術理論成熟度、工程應用進展等方面的分析。

常導電磁懸浮系統的技術成熟度最高，具備一定核心技術儲備，已經應用于商業化運行的高速磁浮列車。2000 年，我國引進吸收德國常導電磁懸浮技術，建造了上海高速磁浮示范線，最高速度達到403 km/h，迄今已積累了20 余年的試運行和商業化運營經驗[35]。2019 年，由中車青島四方股份有限公司研制、具有自主知識產權的高速磁浮交通系統在山東青島下線，試驗線長度為665 m，設計速度為600 km/h[36]。

美國對永磁電動懸浮技術研究較早，麻省理工學院的Magplane 系統、美國通用原子公司的Inductrack 系統及馬斯克提出的Hyperloop 超級高鐵計劃均采用基于Halbach 陣列的永磁電動懸浮設計方案[37-39]。永磁電動懸浮技術研究在我國起步較晚，但也積累了一定的核心技術儲備，技術理論較為成熟，目前處于試驗線驗證階段，試驗運行速度接近磁浮飛行風洞的最高運行速度。2022 年，中國科學院電工研究所在山東濟南建設了永磁電動懸浮制式的超高速試驗設施—“電磁橇”，試驗運行速度達到了1 030 km/h[16]。

根據表1中數據可知，隨著反應溫度的升高，CHSOS的環氧值逐漸降低，CHSOS的產率逐漸升高。通過表1可明顯看到，溫度在75～85 ℃時，CHSOS的產率增高趨勢大，當溫度高于85 ℃后，產率隨著溫度升高變化趨勢減緩，因此選擇最佳反應溫度為85 ℃。

我國的超導電動懸浮技術研究主要為高溫超導電動懸浮技術研究，技術理論較為成熟，具有一定的核心技術儲備，目前處于試驗線驗證階段。2018 年，中車長春軌道客車股份有限公司建設了200 m 試驗線，開展超導電動懸浮縮比列車模型試驗研究[8]。中國航天科工集團開展了超高速磁懸浮電磁推進研究，2021 年建成405 m 試驗線，最高測試速度為623 km/h[9]。國外低溫超導電動懸浮技術的研究較為深入，目前已有成熟的工程應用案例。2012 年，日本研制的L0 系列低溫超導電動磁懸浮列車進入山梨試驗線，最高測試速度603 km/h[5]。

超導釘扎懸浮技術研究在我國啟動較早，具有豐富的核心技術儲備，技術理論較為成熟，目前處于試驗線驗證階段。2000 年，西南交通大學研制出世界上首輛載人高溫超導釘扎懸浮車—“世紀號”；2018 年，搭建了真空管道高溫超導磁浮車高速試驗平臺，線路長度140 m，最高測試速度430 km/h；2020 年正式啟動“多態耦合軌道交通動態試驗平臺”項目，計劃于2023 年完成長度1 620 m、最高測試速度1 500 km/h 的高溫超導釘扎懸浮試驗平臺[9,30]。

3 磁懸浮制式綜合決策模型

3.1 建立綜合決策模型

基于層次分析法，結合磁懸浮制式對磁浮飛行風洞的適應性分析，提出運行穩定性、系統安全性、試驗功能性、環境適應性、技術成熟度等5 個決策準則，并劃分為15 個指標。常導電磁懸浮系統無法滿足磁浮飛行風洞最高運行馬赫數1.0 的關鍵技術指標要求，暫不作為磁浮飛行風洞的備選磁懸浮方案。方案層為永磁電動懸浮、低溫超導電動懸浮、高溫超導電動懸浮和高溫超導釘扎懸浮等4 種磁懸浮制式。建立綜合決策模型如圖6 所示。

圖6 綜合決策模型Fig.6 Integrated decision model

3.2 以層次分析法確定指標權重

3.2.1 判斷矩陣構造方法

通過分析判斷準則層和指標層各項e=(e1,e2,…,en)的相對重要程度，引入合適的標度，將判斷定量化，構造n 階判斷矩陣 A=(aij)n×n。由綜合決策模型可知，“目標層-準則層”的判斷矩陣為5 ×5 矩陣，“準則層-指標層”的判斷矩陣均為3 × 3 矩陣。判斷矩陣的5 級比較判斷標度及含義見表1[40]。

表1 判斷矩陣標度及含義Table 1 Scaling and meaning of decision matrix

計算矩陣最大特征值λmax和相應的特征向量V=(V1,V2,…,Vn)，對 V 進行歸一化處理得到 W=(W1,W2,…,Wn)，即代表各指標的權重[41]。采用隨機一致性指標IRC判斷矩陣A 的一致性程度，IRC＜0.1 時通過一致性檢驗。計算公式如下：

式中：IARC為平均隨機一致性指標。n=3 時，IARC=0.58；n=5 時，IARC=1.12[40]。

建立目標層-準則層判斷矩陣A，其中{a1,a2,a3,a4,a5}={運行穩定性，系統安全性，試驗功能性，環境適應性，技術成熟度}。系統安全性和試驗功能性的重要性最高，其后依次為環境適應性、運行穩定性和技術成熟度。判斷矩陣A 如下：

計算得到λmax=5.036 4，IRC=0.009 0 ＜ 0.1，W=(0.109 3,0.319 2,0.319 2,0.184 0,0.068 3)。

以此類推，建立準則層-指標層判斷矩陣。運行穩定性、系統安全性、試驗功能性、環境適應性和技術成熟度的判斷矩陣A1～A5及計算結果分別如下：

計算得到λmax1=3，IRC1=0 ＜ 0.1，W1=(0.400 0,0.400 0,0.200 0)。

計算得到λmax2=3.009 2，IRC2=0.007 9 ＜ 0.1，W2=(0.163 5,0.539 6,0.296 9)。

計算得到λmax3=3，IRC3=0 ＜ 0.1，W3=(0.400 0,0.400 0,0.200 0)。

計算得到λmax4=3.009 2，IRC4=0.007 9 ＜ 0.1，W4=(0.163 5,0.296 9,0.539 6)。

計算得到λmax5=3，IRC5=0 ＜ 0.1，W5=(0.400 0,0.400 0,0.200 0)。

根據目標層-準則層、準則層-指標層判斷矩陣的歸一化特征向量，得到目標層-指標層各項（垂向運行穩定性、側向運行穩定性、縱向運行穩定性、懸浮控制系統、抗氣動力激擾、環境與健康影響、最高運行馬赫數、最低試驗馬赫數、平臺牽引性能、環境溫度適應性、軌道平順適應性、真空環境熱效應、核心技術儲備、技術理論成熟度、工程應用進展）的權重向量 ω=(0.043 7,0.043 7,0.021 9,0.052 2,0.172 2,0.094 8,0.127 7,0.127 7,0.063 8,0.030 1,0.054 6,0.099 3,0.027 3,0.027 3,0.013 7)。

3.3 以灰色關聯度法評價結果

3.3.1 指標量化

采用灰色關聯度法進行決策結果評價，結合磁懸浮制式對磁浮飛行風洞的適應性分析，對各項指標進行等級評價。設定A、B、C、D 等4 個等級，分別對應100 分、90 分、80 分和70 分。得到的指標評價結果如表2 所示。

表2 指標評價結果Table 2 Indicator quantification value of centesimal system

將評價結果的各項指標進行歸一化處理，得到標準化決策矩陣S 如下：

3.3.2 計算決策值

根據權重向量 ω和決策矩陣S，得到對方案層的初步評價值如下：

計算得到 X=(0.910 9,0.944 6,0.982 9,0.948 9)。進一步確定灰色關聯系數ρ：

計算得到ρ=0.946 8。進一步根據公式（4）[42]，可得到關聯系數矩陣Z。

經過計算得到方案層最終決策值 Y=(0.729 4,0.888 4,0.943 4,0.898 0)。根據綜合決策模型的計算結果，高溫超導電動懸浮和高溫超導釘扎懸浮技術在磁浮飛行風洞中具有較好的應用潛力，其次為低溫超導電動懸浮和永磁電動懸浮技術。

需要說明的是，上述結果基于本文設置的指標和判斷矩陣計算得到，僅作為磁浮飛行風洞的磁懸浮制式決策方法探索。后續還需深化論證研究，細化決策模型準則層、指標層及判斷矩陣，進一步完善決策模型。

4 結 論

本文對常導電磁懸浮、永磁電動懸浮、高溫/低溫超導電動懸浮、高溫超導釘扎懸浮系統的運行原理、懸浮性能、技術特點等進行綜合論述，并從運行穩定性、系統安全性、試驗功能性、環境適應性、技術成熟度等方面分析了不同磁懸浮技術對磁浮飛行風洞的適應性。常導電磁懸浮難以達到最高運行馬赫數1.0 的技術指標要求，暫不作為磁浮飛行風洞的備選磁懸浮方案。與永磁電動懸浮相比，超導電動懸浮在運行穩定性、抗氣動力激擾、平臺牽引能力等方面具有更好的性能。高溫超導釘扎懸浮在試驗功能性、核心技術儲備等方面表現較好。基于技術適應性分析，初步建立了磁懸浮系統綜合決策模型，通過層次分析法確定指標權重，采用灰色關聯度法評價決策結果。計算得到永磁電動懸浮、低溫超導電動懸浮、高溫超導電動懸浮和高溫超導釘扎懸浮的決策值分別為0.729 4、0.888 4、0.943 4 和0.898 0，說明高溫超導電動懸浮和高溫超導釘扎懸浮技術在磁浮飛行風洞中具有較好的應用潛力。