專家簡介

朱其杰 原中國鐵道科學(xué)研究院副院長、研究員。任職期間，領(lǐng)導(dǎo)、組織過很多國家和鐵道部重大科研攻關(guān)項目，其中包括原國家科委“八五”攻關(guān)“低速磁懸浮列車研究”項目。曾擔(dān)任“上海磁浮示范運營線后評估”專家組組長，“滬杭磁浮支線(上海機場聯(lián)絡(luò)線)可研報告評審”專家組組長。

中低速磁懸浮擬用于北京S1線

中低速磁懸浮列車項目是北京市科委從2001年開始支持的重大科研項目，據(jù)介紹，該項目已經(jīng)突破了懸浮與控制等一系列具有世界領(lǐng)先水平的核心技術(shù)，掌握了自主知識產(chǎn)權(quán)的工程化技術(shù)，今年4月初在唐山建立了1.6公里的試驗線。中低速磁懸浮擬用于北京S1線，規(guī)劃中的S1線東起西四環(huán)定慧橋北五路橋，西到門頭溝區(qū)。圖為由北京控股磁懸浮技術(shù)發(fā)展有限公司制造的中低速磁懸浮列車模型。

日前，北京市軌道交通相關(guān)負責(zé)人透露，從西四環(huán)定慧橋北五路到門頭溝的S1線將采用低速磁懸浮列車，預(yù)計2015年運營。一時間，神秘的磁懸浮列車成為了人們關(guān)注的焦點，猶如其別致的名稱，人們對磁懸浮的種種疑問也變成了一個個懸念:乘坐磁懸浮安全不安全?人體會不會接受磁輻射?日前，記者采訪了原中國鐵道科學(xué)研究院副院長、研究員朱其杰，他詳細解答了大家的疑問。

何為磁懸浮列車

朱其杰研究員介紹，磁懸浮列車作為一種新型的軌道交通工具。它不使用機械力，而是主要依靠電磁力使車體浮離軌道，就像一架超低空飛機貼近特殊的軌道運行。整個運行過程是在無接觸、無磨擦的狀態(tài)下實現(xiàn)高速行駛，因而具有“地面飛行器”、“超低空飛機”的美譽。很多人在問:磁懸浮列車為什么能離開軌道飛馳呢?

磁懸浮列車的原理其實并不深奧，它是運用磁鐵“同性相斥，異性相吸”的原理，使磁鐵具有抗拒地心引力的能力，即“磁性懸浮”?？茖W(xué)家將“磁性懸浮”這種原理運用在鐵路運輸系統(tǒng)上，使列車完全脫離軌道而懸浮行駛，成為“無輪”列車，時速可達幾百公里以上。這就是所謂的“磁懸浮列車”，亦稱之為“磁墊車”。

磁懸浮的發(fā)展歷史

早在1922年，德國的赫爾曼·肯珀就提出了電磁原理，并在1934年申請了磁懸浮列車的專利，并由此開始為人類編織一個高速乘行的夢想。

數(shù)十年的發(fā)展，時至今日，磁懸浮技術(shù)形成了分別以德國和日本為代表的兩大研究方向——EMS系統(tǒng)和EDS系統(tǒng)。德國認準(zhǔn)的EMS(常導(dǎo)磁吸型)系統(tǒng)，是利用常規(guī)的電磁鐵與一般鐵性物質(zhì)相吸引的基本原理，把列車吸附上來懸浮運行。日本看好的EDS(超導(dǎo)磁斥行)系統(tǒng)，則是用超導(dǎo)的磁懸浮原理，使車輪和鋼軌之間產(chǎn)生排斥力，使列車懸空運行。目前兩種車型都達到了500公里左右的時速，兩種方案都切實可行，孰優(yōu)孰劣，也確實難分高下。

1981年，德國開始修建第一條磁懸浮鐵路，至1987年完工。日本于1977年制成了ML500型超導(dǎo)磁浮列車的實驗車，1979年在宮崎縣建成全長7000米的試驗鐵路線，1979年12月達到了每小時517公里的高速度，證明了用磁懸浮方式高速行駛的可能性。1987年3月，日本完成了超導(dǎo)體磁懸浮列車的原型車。

磁懸浮列車的優(yōu)點

磁懸浮列車是一種采用無接觸的電磁懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動系統(tǒng)的磁懸浮高速列車系統(tǒng)，磁懸浮列車意味著這些火車利用磁的基本原理懸浮在導(dǎo)軌上來代替舊的鋼輪和軌道列車。磁懸浮技術(shù)利用電磁力將整個列車車廂托起，擺脫了摩擦和令人不快的鏘鏘聲，實現(xiàn)與地面無接觸的快速“飛行”。朱其杰研究員說，作為一種地面交通工具，磁懸浮列車技術(shù)的確有其速度優(yōu)勢。主要優(yōu)點如下:

首先，它克服了傳統(tǒng)輪軌鐵路提高速度的主要障礙，發(fā)展前景廣闊。

第一條輪軌鐵路出現(xiàn)在1825年，經(jīng)過140年努力，其運營速度才突破200公里/小時，由200公里/小時到300公里/小時又花了近30年。還應(yīng)注意到，輪軌鐵路提高速度的代價是很高的，300公里/小時高速鐵路的造價比200公里/小時的準(zhǔn)高速鐵路高近兩倍，比120公里/小時的普通鐵路高3～8倍，繼續(xù)提高速度，其造價還將急劇上升。

第二，磁懸浮列車是當(dāng)今唯一能達到運營速度500公里/小時的地面客運交通工具，具有不可取代的優(yōu)越性。

對于客運來說，提高速度的主要目的在于縮短乘客的旅行時間，因此，運行速度的要求與旅行距離的長短緊密相關(guān)。各種交通工具根據(jù)其自身速度、安全、舒適與經(jīng)濟的特點，分別在不同旅行距離中起骨干作用。

第三，能耗低。

第四，啟動停車快，爬坡能力強，選擇自由度較大。已經(jīng)證明，磁懸浮列車爬坡能力可達100%，而輪軌高速為40%，在同等速度下，磁懸浮列車轉(zhuǎn)彎半徑小，從而其選擇自由度較大，這意味路軌可較短、少占地面、耕地，降低總投資。

第五，磁懸浮列車與輪軌列車相比還有安全、舒適，維修少的優(yōu)勢。磁懸浮列車在結(jié)構(gòu)上保證不易脫軌，推進方式保證不易撞車。磁懸浮列車沒有車輪和鐵軌的接觸以及機械接觸，震動小、舒適性好，其工作屬于無磨損運行，維修主要集中在電子技術(shù)方面，不需大量體力勞動。

第六大優(yōu)點是磁懸浮列車采用電力驅(qū)動，不需燃油，這使它的發(fā)展不受能源結(jié)構(gòu)，特別是燃油供應(yīng)的限制;同時，無有害氣體排放，環(huán)境污染小。

“磁懸浮”輻射安全嗎?

朱其杰研究員介紹，根據(jù)多次試驗數(shù)據(jù)表明，磁懸浮列車的磁場輻射強度非常低，與地球磁場相當(dāng)，遠低于家用電器。聽了這些介紹，你還為磁懸浮的安全問題擔(dān)憂嗎?

磁懸浮列車的缺點

磁懸浮列車技術(shù)還處在發(fā)展中，與運營已有30多年經(jīng)驗的高速輪軌鐵路相比，高速磁懸浮列車在技術(shù)成熟性和建設(shè)運營經(jīng)驗上還有明顯差距。目前磁懸浮列車應(yīng)用的最大難點是，作為一種新型交通工具，高速磁懸浮列車與輪軌鐵路只能像汽車、飛機、輪船一樣通過換乘來兼容。

磁懸浮列車最大的缺點是，由于列車速度高，在地面運行必將產(chǎn)生很大噪音，所以，做為地面交通工具，其速度最高值選擇是很值得探討的問題。

其次，磁懸浮鐵路無法利用既有的線路，必須全部重新建設(shè)。由于磁懸浮鐵路與常規(guī)鐵路在原理、技術(shù)等方面完全不同，因而難以在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上進行利用和改造。

磁懸浮列車的中國現(xiàn)狀

我國從上世紀70年代開始進行磁懸浮技術(shù)的研究，首臺小型磁懸浮原理樣車在1989年春出現(xiàn)。原國家科委在“八五”期間曾將低速磁懸浮列車列為國家攻關(guān)項目，由鐵道部科學(xué)研究院牽頭，西南交大、國防科大、鐵道部長春客車廠、中科院參加，對低速磁懸浮技術(shù)開展了系統(tǒng)研究，并研制了載人磁懸浮樣車。1995年5月，我國第一臺載人高速磁懸浮樣車研制成功，這臺磁懸浮車長3.36米，寬3米，軌距2米，可乘坐20人，設(shè)計時速500公里。1996年7月，國防科技大學(xué)緊跟世界磁懸浮列車技術(shù)的最新進展，成功地進行了各電磁鐵運動解耦的獨立轉(zhuǎn)向架模塊的試驗。

目前以引進德國技術(shù)為主建設(shè)的上海磁懸浮示范運營線，西起上海地鐵2號線龍陽路站，東到浦東國際機場。線路正線全長約30公里，雙線上下折返運行，最高運行速度為每小時430公里，單線運行時間約8分鐘。這是世界上第一條投入商業(yè)化運營的磁懸浮示范線，具有科學(xué)研究、城市交通、展示等功能。

21世紀，中國如何發(fā)展磁懸浮列車?

磁懸浮列車是21世紀地面交通技術(shù)發(fā)展的一個方面，在中國，是選擇國外已成功運營30多年、時速300公里以上的輪軌系高速列車，還是選擇時速500公里目前尚在試驗階段的磁懸浮列車問題上，爭論已持續(xù)了多年，有關(guān)專家的意見分歧還是很大。朱其杰研究員認為，各種交通工具都有自己的優(yōu)勢和適用范圍，就像沒有人去選擇北京到天津開航班一樣，關(guān)鍵是要選好某種交通工具建設(shè)的地點及其相關(guān)條件，這樣才能充分發(fā)揮該種交通工具的優(yōu)勢，這是最重要的。就磁懸浮列車而言，同樣有其發(fā)展空間。低速磁懸浮列車國產(chǎn)化程度高，如造價與地鐵相比有優(yōu)勢，在山區(qū)城市做為市內(nèi)交通工具就是很好的選擇。高速磁懸浮列車，當(dāng)前要充分利用上海磁懸浮示范運營線的條件，加快國產(chǎn)化進程，完全掌握關(guān)鍵技術(shù)，降低造價，在未來做為中長距離城市間快速交通工具，也是有其發(fā)展空間的。

未來:“磁懸浮” 在地下穿行

展望未來，隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展，高速、平穩(wěn)、安全、無污染的磁懸浮列車，將成為21世紀人類理想的交通工具。朱其杰研究員分紹了未來磁懸浮列車的發(fā)展趨勢。

目前，日本的磁懸浮列車為保護乘客安全采用了屏蔽車廂，這樣，讓列車完全在地下線路上行駛的設(shè)想日臻成熟。瑞士的一些設(shè)計人員正在研究地下磁懸浮列車穿越瑞士的可行性，當(dāng)然，這還只是未來可能實現(xiàn)的設(shè)想。許多專家認為，地下磁懸浮列車正是因其在地下(真空中)線路上行駛，由于來自空氣動力方面的阻力為零，客觀上便可節(jié)約能源，同時安全性也大大地提高了(沒有任何振動，沒有由列車對開會車時風(fēng)或氣流引起的任何問題)，并且不與環(huán)境保護問題發(fā)生沖突。

位于奧地利維也納附近的“系統(tǒng)應(yīng)用分析研究所”的有關(guān)報告肯定了這一設(shè)想，該研究所的負責(zé)人在其研究報告中說明，地下磁懸浮列車在200公里以內(nèi)運行所需時間不超過30分鐘，這就可能滿足經(jīng)常要在兩地之間往返的那些人的需求。該負責(zé)人還計算過從德國波恩到柏林的磁懸浮列車地下線路的造價，這個造價要遠遠低于德國遷都柏林的費用，如果建造一條地下磁懸浮列車線，那就等于修建了一個在地理上分開、然而卻由地下磁懸浮列車連接起來的首都，從首都的這一邊到另一邊的旅行只需要一個半小時。

美國甚至設(shè)想用這種地下磁懸浮列車將東海岸同西海岸連接起來，美國正在研制地下真空磁懸浮超音速列車。這種神奇的“行星列車”設(shè)計最高時速為2.25萬公里，是音速的20多倍。它橫穿美國大陸只需21分鐘，而噴氣式客機則需5小時。這項計劃要求首先在地下挖出隧道，鋪設(shè)兩根至四根直徑為12米的管道，然后抽出管道中的空氣，使其接近真空狀態(tài)，最后再用超導(dǎo)方式行駛磁懸浮列車。這種聽似天方夜譚設(shè)想，隨著科技的發(fā)展并不是夢。