踏雪无痕,风过无声,这不是在形容哪一位武林高手,而是在说长沙磁浮快线。相信不少市民都已亲眼看到过在高架的轨道上飞驰的磁浮列车,明年,中低速磁浮交通系统将为长沙市民开启全新的出行方式。它是怎么起浮和运行的?安全性能如何,雨雪天气里它是否也能照常运行?磁浮轨道能建在地面上吗?记者在体验过磁浮快线后,请湖南磁浮交通发展股份有限公司的专业人士来为我们揭开长沙磁浮的神秘面纱,从科普、服务和安全等角度来解码中低速磁浮快线。
磁浮列车工作原理
1.利用电磁原理,在每节车厢“底盘”布置20节电磁铁。
2.通电后产生磁力,安装在轨道上的F轨吸起“底盘”。
3.车厢通过空气弹簧搁在“底盘”上,这样列车便可对抗地心引力悬浮于空中。
4.电磁力与重力惺惺相吸、若即若离,让列车稳定悬浮在距轨道8mm的位置。
5.列车的直线电机通电后,会在列车和轨道之间形成行波磁场,如同波浪推动水面物体,推动列车沿轨道前进。
6.列车车体“抱”在轨道上运行,杜绝脱轨的风险。
68分贝
根据国家标准,距城市铁路轨道中心线30米处的噪声限值为70分贝。长沙磁浮快线列车行驶时的声音,在5米范围内测试值为68分贝,和正常说话声相当。
各国磁浮交通发展简史
相关资料显示,目前有中国、德国、日本和韩国掌握磁浮列车技术。
德国
1922年,德国人赫尔曼·肯佩尔(HermannKemper)提出了电磁悬浮原理。
1979年,德国推出世界上第一个载人的示范磁浮系统TR05(IVA79),设计最大速度90km/h。1983年6月30日,Transrapid06投入试验运行。
日本
1962年,日本开始磁浮交通的研究工作。
1972年,庆祝铁路100周年之际,第一辆由日本国铁开发研制的电动磁浮远离车ML100被介绍给了公众。该车在试验线路上达到了60千米/小时的速度。
韩国
1985年开始研制中低速磁浮列车。2014年7月,韩国仁川国际机场至仁川龙游站磁浮线路投入运营,全长6.1公里,最高时速可达110公里,成为继日本之后世界第二个把城市型磁浮列车投入商业运营的国家。
中国
我国从1970年代开始,一些大学和研究机构进行中低速磁浮技术的研究。
1994年西南交通大学研制成功我国第一辆可载人的磁浮列车。
2006年,上海国家磁浮研究中心组织西南交通大学、国防科技大学、株洲电力机车研究所等单位研制了三辆编组的中低速磁浮列车,在上海临港1.5公里的中低速磁浮交通试验线上进行了多项试验验证。
2012年,国内首列可商业化运营的中低速磁浮列车在中车株机公司成功下线。列车采用三辆编组,定员307人,最高运行速度100千米/小时。
2012年9月,中车株机公司长1.57公里的中低速磁浮交通试验线全线建成,搭建完成我国商业化中低速磁浮交通系统研发平台。
科普
列车8毫米“轻功”轨上飘
问:磁浮列车是如何浮起来的?
磁浮列车一共要用到两种电磁力,一是牵引力,推动列车向前运行,二是悬浮力,支撑列车悬浮在轨道上。中低速磁浮列车的牵引力来源于安装在车上的短定子直线电机,这种直线电机并不是磁浮特有的,在国内外轨道交通系统都有广泛的应用。
中低速磁浮列车的悬浮则是根据磁场“异性相吸”的原理,利用车下方环抱轨道的电磁铁向上吸引轨道,将列车吸起并使列车稳定悬浮在距轨道8mm的位置。当悬浮间隙小于额定值时,列车控制系统减小电磁力,列车向下降落,当降落到大于额定间隙时,控制系统又增加电磁力,将列车向上吸,这个控制过程每秒钟进行万余次,可使电磁力始终与重力保持动态平衡,列车稳定悬浮在距轨道8mm的位置。
问:磁浮列车是如何行进的?通电后,会在列车和轨道之间形成
行波磁场,如同波浪推动水面物体一样,推动磁浮列车沿轨道前进。无论车辆速度如何变化,轨道与下方的电磁铁之间,始终保持8毫米间隙。
磁浮列车与轨道间无机械接触,实现低噪音、低震动,从而让磁浮列车可以平稳安静地利用高架在城市间穿行。
问:磁浮系统可以建在地面上吗?
可以。长沙磁浮快线是全部建设在高架桥上,采用高架线路主要原因是节省用地和环保要求。铺设在高架上的磁浮列车线路只需要占用较少的地面,既不会破坏地貌,也不会破坏地质构造。线路底下的地面仍然可以继续派做其他用场,例如可以作为农业用地,或供其他交通系统利用。
磁浮快线与普通轮轨列车一样,磁浮轨道能在隧道内和桥梁上铺设,也可以穿隧道、过江河。
服务
电磁辐射量小
问:孕妇能乘坐中低速磁浮列车吗?列车上能使用手机和心脏起搏器吗?
当然可以。悬浮磁场是一个稳定磁场,磁力线从电磁铁北极发出,穿过铁磁性的轨道后又回到了电磁铁南极,因此绝大多数磁力线都集中在8mm的气隙内通过,不会向空气中扩散,对人体不会有任何危害。中低速磁浮列车的车厢内电磁场强度最大值仅为国际容许值的10%,远低吹风机等常用家电,也就是说乘坐中低速磁浮比待在家里的辐射量还小,所以不管是孕妇,还是做过心脏手术安装了心脏起搏器的人群,都可以乘坐磁浮列车。磁浮列车的加减速平稳,运行过程中震动、冲击小,乘坐磁浮列车也不需要系安全带,可在车厢里随意走动。
问:磁浮列车可以运输货物吗?
磁浮也能运输货物,但由于承载力限制,仅适合运输乘客行李或其他贵重、紧急的货物。用于运载货物的是特制的车厢,货运车厢可以组成货运列车,也可以和客运车厢混合组编成客货列车。
中低速磁浮列车的载重量由悬浮电磁铁能提供的电磁力决定,一节车设计有效承载量为9吨,约150人。
安全
“扫石器”保列车雨雪天畅行
问:如果遇上雨雪天气,中低速磁浮列车还能安全运行吗?
技术人员介绍,雨雪天气不会影响到磁浮列车的正常运行,如遇异常暴雪,轨道上积雪较厚,磁浮车辆也安装有“扫石器”,从容面对。
“扫石器”就是指安装在车辆首尾端,可以在车辆开过之前,扫掉轨面上如小石子、积雪等杂物,保护车辆底部重要部件,为车辆运行保驾护航。整列车共装置四套“扫石器”,分别装配在车辆首尾端部。车辆在悬浮状态下,整个橡胶板与轨面保持8-10mm间隙,且与铝感应板、F轨滑撬面分别呈15°、30°夹角,从而保证扫石器在列车运行中能充分清扫轨道表面杂物。
另外,长沙磁浮快线配置了工程车。如果遇到异常暴雪天气,轨道上积雪较厚,首先使用工程车的扫雪装置清扫轨道上的积雪,然后磁浮列车上线运行。也就是说,磁浮车辆在上线载客运行前,工程车都将先行对全线进行“先遣巡视”,遇大雪天气,工程车也会发挥其自身“扫雪功能”,清扫轨面积雪等杂物。
问:磁浮列车有没有脱轨危险?
中低速磁浮列车可以说是轨道交通的安全典范,是唯一可以做到运行中不发生脱轨颠覆事故的交通方式。这是由磁浮交通系统的结构决定的。磁浮列车的车厢下端,像伸出了两排弯曲的胳膊,将路轨紧紧搂住,列车车体是“抱”在轨道上运行,和路基一体化,完全不会分开,绝对不可能脱轨。
问:磁浮列车对环境有什么影响?
中低速磁浮列车是没有尾气排放的交通系统。中低速磁浮列车靠电力运行,在运行过程中,不会排放有害气体。中低速磁浮列车没有高速转动的部件,废弃物的排放相对较少,检修作业工作量也少,所带来的工业废弃物和生活垃圾量极少。
籍贯
长沙磁浮中国造
问:长沙磁浮快线和上海磁浮有什么不同?
长沙磁浮快线与上海的磁浮最大的不同,就是速度。上海磁浮是高速磁浮,它的速度有四百到五百公里每小时,主要是解决一些长距离的、区间的运输方式。
中低速磁浮主要是解决城市之内的交通问题,包括城市和周边卫星城市中等距离之间的交通问题,速度是100公里/小时左右。
“籍贯”不同,上海高速磁浮是德国引进的技术,包括它的设计和运营维护的一些设备、配件都是从德国进口的;长沙中低速磁浮是属于中国制造,它的配品、配件及今后的运营维护,都可以在国内、甚至湖南本地解决。
潇湘晨报记者 黎棠 实习生 杨姊蓉 长沙报道