顏士州
一輛鑲有紅邊、流線型的白色列車在軌道上啟動,當火車加速到每小時100千米的瞬間,整輛列車竟然升離路軌,在離軌面30厘米處繼續(xù)向前加速行駛。此時,滑行速度已超過每小時500千米,但火車行駛十分平穩(wěn),沒有震動,更沒有廢氣和噪聲。這便是日本和德國制成的超導(dǎo)磁懸浮列車試驗時的情景。
從理論上講,超導(dǎo)磁懸浮列車可以達到每小時10000千米的速度,這一速度遠遠超過了子彈從槍膛里射出的速度,可以與洲際導(dǎo)彈的速度相媲美。這樣,從北京到上海只需10分種,而同樣的時間,一架普通的民航客機只能飛很短一段距離。科學家們希望,在21世紀實施這一項先進的運輸系統(tǒng)。
讓我們先介紹一個小實驗;用超導(dǎo)體制成一個碗,在碗里放上一小塊磁性很強的永久磁鐵,磁鐵貼在碗底,同時磁力線會從碗壁穿過。然后將這個超導(dǎo)體進行冷卻,使它達對超導(dǎo)的臨界溫度,這時將看到一個十分奇怪的現(xiàn)象:碗中的小磁鐵竟會從碗底騰空升起到一定高度而不掉下來。這就說明超導(dǎo)體內(nèi)部不允許有磁力線通過而要把磁力線全部排斥掉,超導(dǎo)磁懸浮列車所利用的便是超導(dǎo)體的這種“完全抗磁性”。
超導(dǎo)磁懸浮列車的底部裝有超導(dǎo)材料做成的超導(dǎo)磁體,它會產(chǎn)生強大的磁場,并且使地面的軌道上產(chǎn)生相同的磁場。由于磁的同性相斥的道理,于是整輛列車就被看不見的磁場支撐起來,懸浮在軌道上面。同時,在軌道上裝有大型線圈,能在列車的前方產(chǎn)生一個磁極相反的磁場,利用磁的異性相吸的原理吸引著車底的超導(dǎo)磁體,達到使列車飛駛向前的目的。
超導(dǎo)磁懸浮列車的性能、速度都超過了飛機,所消耗的能源又極小。而且列車的能源是可以重復(fù)使用的,因為正在減速的列車可以將它車身的動能轉(zhuǎn)化為電能,人們就可以將這個電能重新用來推進另一列列車??茖W家估計,磁懸浮列車的動能利用率可以達到97%。
超導(dǎo)磁懸浮列車是在地下的真空隧道中運行的。采用真空隧道,可以免去氣流與車身產(chǎn)生的摩擦,既加快了行車速度,又能使動能的損耗減小到很小很小。
超導(dǎo)磁懸浮列車既然有這么大的優(yōu)越性,那什么時候它才能走進人們的生活當中呢?
目前,超導(dǎo)磁懸浮列車還面臨著兩個難題。一個難題是,最好能再進一步提高超導(dǎo)體的臨界溫度(-190℃),這樣,人們就有條件得到比較便宜、比較多的超導(dǎo)材料。在這方面,中國科學家取得了令人振奮的,使全世界為之矚目的突破性進展。
另一個難題是,要讓超導(dǎo)磁懸浮列車通車,需要挖掘工程浩大的地下隧道,以便它能通過高山、雪地、平原、沼澤等不同的地理環(huán)境,達到便利交通的目的。
為了降低開挖地下隧道的成本,科學家提出一個設(shè)計方案,它叫組合隧道方案。就是說,讓隧道除了能使磁懸浮列車通行以外,還能把輸油管、電纜、光纖通訊等同時放進去,一道多用,這樣就可以讓有關(guān)方面都來投資。
將來,超導(dǎo)磁懸浮列車會是地球上一種主要的運輸工具,因為它的高速度和低污染是人類社會所希望的。在地下行走還可免得受自然界氣候條件變化的影響,有霧、刮風、下雨、下雪都不必擔心。當然,從現(xiàn)在看,建造這樣一個運輸系統(tǒng),需要一個天文數(shù)字般的高額經(jīng)費,這么多的費用應(yīng)該成為一種國際性的投資。但是,由于它本身所具有的價值和貢獻,比任何數(shù)量的投資都更為可貴,這就為超導(dǎo)磁懸浮列車早日投入運行奠定了基礎(chǔ)。
當然,如能讓超導(dǎo)磁懸浮列車到地面上來行駛,這更是科學家們求之不得的事。他們正在為此而不懈努力著,預(yù)計2020年超導(dǎo)磁懸浮列車將會走進人們的生活。