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磁悬浮运输

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磁悬浮运输
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磁悬浮列车,也称为磁悬浮列车磁悬浮列车,一种通过电磁引力或排斥力支撑的陆地运输浮动车辆。磁悬浮列车由美国教授,发明家罗伯特·戈达德(Robert Goddard)和法国出生的美国工程师埃米尔·巴切莱特(Emile Bachelet)在1900年代初期进行了概念化,自1984年以来就已投入商业使用,目前已投入使用,并为将来提出了广泛的网络。

铁路:磁悬浮列车

作为基于传统轮毂轮车辆的高铁的替代,磁悬浮技术(磁悬浮技术)具有

磁悬浮融合了关于磁力的基本事实(例如磁极相互排斥,相反的磁极相互吸引),从而在轨道(或导轨)上提升,推动和引导车辆。磁悬浮的推进和悬浮可能涉及超导材料,电磁体,抗磁体和稀土磁体的使用。

电磁悬挂(EMS)和电动悬挂(EDS)

两种类型的磁悬浮正在使用中。电磁悬架(EMS)利用列车侧面,底部和导轨上存在的磁铁之间的吸引力来使列车悬浮。EMS的一种变型称为Transrapid,它使用电磁体将火车提离导轨。车辆底侧存在的磁铁吸引着铁轨,铁轨环绕着铁轨,铁轨使火车高出铁轨约1.3厘米(0.5英寸)。

电动悬架(EDS)系统在几个方面与EMS相似,但是磁铁用于从导轨排斥火车而不是吸引它们。这些磁体是过冷的和超导的,具有断电后短时间内导电的能力。(在EMS系统中,功率损耗会关闭电磁体。)此外,与EMS不同,EDS系统中导轨的磁化线圈的电荷会排斥列车底盘上的磁体电荷,从而使磁悬浮量更高(通常在在导轨上方1–10厘米(0.4–3.9英寸)的范围内。EDS火车起步缓慢,因此它们的车轮必须在每小时大约100公里(62英里)以下的速度下展开。然而,一旦悬浮起来,火车就会通过导轨线圈提供的推进力向前移动,这些导轨线圈由于为系统供电的交流电而不断改变极性。

磁悬浮消除了关键的摩擦源,即火车车轮在轨道上的摩擦,尽管它们仍必须克服空气阻力。这种摩擦力的缺乏意味着它们可以达到比传统火车更高的速度。目前,磁悬浮技术已生产出每小时可行驶500公里(310英里)以上的火车。该速度是传统通勤火车的两倍,可与法国每小时使用300至320公里(186至199英里)的TGV列车相媲美。但是,由于空气阻力,磁悬浮仅比常规列车具有更高的能源效率。

收益与成本

与传统列车相比,磁悬浮列车还有其他一些优势。它们的操作和维护成本较低,因为没有滚动摩擦意味着零件不会很快磨损(例如,传统有轨车上的车轮也是如此)。这意味着火车的运行消耗的材料更少,因为不必经常更换零件。磁悬浮列车和铁路的设计使脱轨的可能性极小,并且磁悬浮列车的建造范围可比传统的有轨电车更大,从而提供了更多使用内部空间的选择,并使乘坐起来更舒适。磁悬浮列车在运行过程中几乎不会产生空气污染,因为没有燃料在燃烧,并且没有摩擦,使火车非常安静(无论在车厢内还是车厢外),并为乘客提供了非常平稳的乘坐体验。最后,磁悬浮系统可以比传统的铁路(最高限制在4%或更少)在更高的坡度上运行(最高10%),从而减少了挖掘隧道或平整景观以容纳轨道的需要。

磁悬浮系统发展的最大障碍是,它们需要全新的基础架构,这些基础架构不能与现有的铁路相集成,并且也将与现有的公路,铁路和航空路线竞争。除了建筑成本外,开发磁悬浮轨道系统时要考虑的一个因素是,它们需要使用稀土元素(scan,钇和15镧系元素),而这些元素的回收和精制可能非常昂贵。但是,由稀土元素制成的磁铁产生的磁场要比铁氧体(铁化合物)或铝镍钴合金(铁,铝,镍,钴和铜的合金)强,从而可以在导轨上提升和引导火车。