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一提到车辆就会想到轮子，自古以来的人力车、畜力车,或是现代的机械车辆几乎都离不开轮子，多数的交通工具都是依靠轮子飞奔前进的。 随着科学技术的发展，人们也在绞尽脑汁的改进交通工具，特别是在火车出现以后，许多新技术在不断出现，因而火车的速度也在不断地提高。 20世纪，随着电力时代的到来，有的科学家突发奇想的想造出一种不依靠轮子飞速快跑的交通工具，当然古代时候的人们并不会突发出这种奇想，就是有这种想法也只能是神话，因为那时根本也不可能造出什么没有轮子的车辆，因为那时人们还不知何为电磁现象，而到了20世纪，人们已进入了电力时代，这时才会想到要利用电磁现象的原理，依靠电磁的作用使车辆垫离铁轨就会成为可能。那样就可把车辆垫起来，以避免车轮和道轨的接触，
那样也就不会产生因轮子和铁轨接触产生的摩擦阻力而影响车辆的速度，那样车辆的速度就会大大提高，让没有轮子的车辆比有轮子的车辆快。首先想到这个办法人就是德国的科学家、工程师赫尔曼·肯佩尔。 赫尔曼·肯佩尔等一些人研究的磁悬浮列车的原理是电磁现象，这个原理是运用磁铁“同性相斥，异性相吸”的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，即“磁性悬浮”。 科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上，使列车完全脱离轨道而悬浮行驶，成为“无轮”列车，这种磁悬浮列车时速可达几百公里以上。这就是所谓的“磁悬浮列车”，也有的人称之为“磁垫车”的新型轨道交通工具。 从理论上说，由于车轮不与铁轨接触，就会减少摩擦阻力，因而也就能提高车速，科技人员真的造出了这种减少摩擦阻力的磁悬浮列车。
由于磁悬浮列车是在轨道上行驶，导轨与机车之间不存在任何实际的接触，成为“无轮”状态，故其几乎没有轮和轨之间的摩察，这就可以使磁悬浮列车与道轨之间没有接触后产生的摩擦力，只受来自空气的阻力,因此，磁悬浮列车的时速大大提高，可达时速几百公里, 甚至最高速度可达每小时500公里以上，比轮轨高速列车的300多公里还要快。 由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式，故磁悬浮列车也有两种相应的形式：一种是利用磁铁同性相吸原理而设计的电磁运行系统的常导型磁悬浮列车，一种是利用超导体产生的强磁场斥力而设计的超导型磁悬浮列车。 “常导型”也称常导磁吸型，它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理，将列车悬起的电动力运行系统的磁悬浮列车，其悬浮的空隙较小，一般为10毫米左右。这种车在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，这种磁悬浮列车使电磁铁和导轨间悬浮保持10—15毫米的间隙，并使导轨钢板的排斥力与车辆的重力平衡，从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。 常导型高速磁悬浮列车的速度可达每小时400～500公里，适合于城市间的长距离快速运输，以德国高速常导磁浮列车为代表，我国上海浦东的磁悬浮就是常导型磁悬浮列车。 超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型，它是利用超导磁体产生的强磁场斥力，这种斥力能使列车悬起 100毫米左右的空隙，使车体悬浮运行在铁轨上。 超导磁悬浮列车的最主要特征就是其超导元件在相当低的温度下所具有的完全导电性和完全抗磁性。超导磁铁是由超导材料制成的超导线圈构成，它不仅电流阻力为零，而且可以传导普通导线根本无法比拟的强大电流，这种特性使其能够制成体积小功率强大的电磁铁。 利用相斥磁力悬浮的列车，一开动很快就可以加速到时速50公里，跑了50—60米的距离之后，便在轨道上悬浮起来。列车沿着地面越“飞”越快，目前最高可以达每小时550公里以上，日本研制实验的就是这种超导型磁悬浮列车。 “超导型”磁悬浮列车的车辆上装有车载超导磁体，这时和常导型磁悬浮根本不同的地方，正因为这种不同，而其它列车、轨道等构造及运行方式也不一样。 这种车载超导体构成感应动力集成设备，而列车的驱动绕组和悬浮导向绕组均安装在地面导轨两侧。车辆上的感应动力集成设备由动力集成绕组、感应动力集成超导磁铁和悬浮导向超导磁铁三部分组成。 当向轨道两侧的驱动绕组提供与车辆速度频率相一致的三相交流电时，就会产生一个移动的电磁场，因而在列车导轨上产生磁。这时列车上的车载超导磁体就会受到一个与移动磁场相同步的推力,正是这种推力推动列车前进。 磁悬浮车辆主要由三部分构成，即：客室、操纵室和动力室。客室占的比重较大，内设若干排座椅。在动力室中，设有辅助动力装置、冷冻机空调器和冷却风扇等设备。此外还设有车辆转向架，在车辆未浮起或减速停车着地时的辅助支持车轮，以及超导磁体、燃料电池等。 磁悬浮列车比照普通列车具有很多的优点。 磁悬浮列车采用电力驱动，其发展不受能源结构局限，能源的消耗量也较低，磁悬浮列车能源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分之一；不仅如此，磁悬浮列车还不排放有害气体。无污染，是一种名副其实的绿色交通工具。 磁悬浮列车造价及维护成本都比较低，磁悬浮线路的造价只是普通路轨的85%，磁悬浮列车的年运行维修费仅为总投资的1．2%，而轮轨列车高达4．4%，磁悬浮高速列车的运行和维修成本约是轮轨高速列车的1/4。磁悬浮列车的路轨寿命可达80年，而普通路轨只有60年。磁悬浮列车车辆的寿命是35年，轮轨列车是20至25年。
在实验研究过程中科技人员也发现，目前，磁悬浮列车在某些方面也存在一些问题，这些问题还没有得到有效地解决，因此，还不具备广泛地推广条件，不过，据研究人员称磁悬浮列车的发展前景还是比较乐观的。 首先是安全方面还存在一定的问题。由于磁悬浮系统必须辅之以电磁力完成悬浮、导向和驱动，因此在断电情况下列车的安全就不能不是一个要考虑的问题。此外，在高速状态下运行时，列车的稳定性和可靠性也需要长期的实际检验。还有，则是建造时的技术难题。由于列车在运行时需要以特定高度悬浮，因此对线路的平整度、路基下沉量等的要求都很高。 另外，磁悬浮另一大缺点是它的车厢不能变轨，不像轨道列车可以从一条铁轨借助道岔进入另一铁轨。这样一来，如果是两条轨道双向通行，一条轨道上的列车只能从一个起点驶向终点，到终点后，原路返回。而不像轨道列车可以换轨到另一轨道返回。因此，一条轨道只能容纳一列列车往返运行，这就会因轨道的使用率低而造成浪费。磁悬浮轨道越长，使用效率越低。 还有强磁场对人的健康，生态环境的平衡与电子产品的运行都会产生不良影响。如何避免强磁场对人体及环境的影响也有待进一步研究。 由于，磁悬浮的许多问进一步题还没有突破，因而在一些国家的试验或暂时搁浅，或正在研究实验。目前，只有我国在上海的一条磁悬浮列车在进行商业化运营，日本、德国等一些磁悬浮列车还都在进行试验或是示范运营。 |
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