千里之行,始于“列车”

2014-10-21 10:08小末
发明与创新·中学生 2014年9期
关键词:本尼磁悬浮列车时速

小末

单轨列车

在一些大型游乐园里,常常可以看见一辆单轨小火车缓缓地从半空中驶过,游客们坐在上面看着远处的风景和近处的朋友,感觉十分有趣。而在很多城市里,这种单轨列车也是人们出行的交通工具,能让人像置身“天空之城”般浏览整个城市。

这个学名叫“跨座式单轨列车”的家伙是“悬挂式单轨列车”的后辈,不过一个是架在轨道上方,一个是挂在轨道下面。还有一点不同之处是轮子,“跨座式”不仅有个性的橡胶车轮,且为了保持列车平衡,轮子会卡在轨道的两侧,而“悬挂式”没有车轮。

遗憾的是,除了作为娱乐设施,单轨列车并没有得到人们更多的重视。因其所需的技术难度极高,鲜有人敢于将它融入现实生活。如何让沉重的火车在单轨上奔跑,速度还要飞快,这让科学家们犯了难。直到第二次世界大战后,相关机电技术的成熟才让这一梦想变为事实。

20世纪30年代,英国发明家乔治·本尼在格拉斯哥修建了一段测试轨道,用于测试自己设计的单轨列车。他相信,这个时速高达190公里的交通工具能给大众带来舒适、平稳、不冒烟的旅行。

然而,这段测试轨道最终没能通向成功之路:乔治·本尼花了近十年的时间寻找投资方,但没有人为他买单。1937年,乔治·本尼终于破产。这个被赞为“英国智力的杰出产品”虽然失败了,但它为后人开启了一扇创新的大门。

1953年,瑞典人Axel Lennart Wenner-Gren在德国科隆创立了一家名叫ALWEG的公司,从事跨座式单轨列车的设计。1957年建成的科隆-菲林根试验线、1959年开通的加州迪斯尼单轨线、1962年开通的西雅图中央线,都是ALWEG的早期作品。这位伊莱克斯的大当家,不仅为世界人民提供了品质卓越的吸尘器和电冰箱,还给旅行者们带来了全新的火车乘坐体验。

近年来,为了缓解道路拥挤,日本、美国、马来西亚和中国的一些城市都开始修建单轨列车。单轨列车以速度快、运量大,建设周期短、造价低、运营费用低,安全舒适、嗓音低、无电磁波干扰等优势,使它在未来的交通领域将占有一席之地。也许在城市越来越拥挤的情况下,汽车、自行车和行人都会走上纵横交错的轨道。

不过,与其说单轨列车是交通工具,倒不如说是用一种别样的方式浏览城市,就像哈尔的移动城堡一样,在飞行中感受这个世界。

磁悬浮列车

现代生活节奏的加快,使人们对交通工具的速度要求越来越高。据科研人员推算,普通列车最大时速为350至400公里左右,如果考虑噪音、震动、车轮和钢轨磨损等因素,实际速度不可能达到最大时速。要进一步提高速度,必须转向新的技术——磁悬浮列车。

磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统,时速可达500公里以上,是当今世界最快的地面客运交通工具,它速度快、噪音小、安全舒适、不燃油、污染少,是自大约200年前斯蒂芬森的“火箭”号蒸气机车问世以来铁路技术最根本的突破,其理论准备已有很长的历史。

磁悬浮技术的研究源于德国,早在1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理,并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。20世纪70年代以后,随着世界工业化国家经济实力的不断加强,为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要,德国、日本、美国等国相继开始筹划开发磁悬浮运输系统,并取得令世人瞩目的进展。

根据吸引力和排斥力的基本原理,目前国际上磁悬浮列车有两个发展方向。一个是以德国为代表的常规磁铁吸引式悬浮系统——EMS系统,利用常规的电磁铁与一般铁性物质相吸引的基本原理把列车吸引上来,悬空运行,悬浮的气隙较小,一般为10毫米左右。常导型高速磁悬浮列车的时速可达400至500公里,适合城市间的长距离快速运输。

另一个是以日本为代表的排斥式悬浮系统——EDS系统,它使用超导的磁悬浮原理,使车轮和钢轨之间产生排斥力,这种磁悬浮列车的悬浮气隙较大,一般为100毫米左右,时速可达500公里以上。

除陆上平面运载外,磁悬浮技术也可用于海上运载、垂直发射等,是一种具有极广泛前景的应用技术。随着超导材料和超低温技术的发展,修建磁浮铁路的成本、技术及性能都将大大降低。到那时,磁浮铁路作为一种快速、舒适的“绿色交通工具”,将会飞驰在世界的每个角落。

猜你喜欢
本尼磁悬浮列车时速
时速90KM的追尾碰撞,这辆国产MPV带来“100KM/H”的惊喜
风驰电掣
——磁悬浮列车稳步发展
形象的解释
形象的解释
时速600km高速磁浮运行控制系统关键技术研究
江苏新增两条120km时速高速
我爸不喜欢
时速600千米磁悬浮列车真的来啦!
发达交通之磁悬浮列车