如何在磁体上“飞”和顺利旅行_物理阅读-查字典物理网

日本的磁悬浮列车的关键部分是由两组超导电磁体构成的：一组安装在车厢的两边车轮架处，另一组安装在车厢下面。第一组同位于U字型“铁轨”两壁上的其他磁体相互作用，一旦步入此“轨道”列车就启动了。车轨的磁体产生一个与列车速度同步的电磁场，同时交替提供一种同车厢既吸引又排斥的力量，从而使车厢产生一种水平推力。第二组同连接在U字型铁轨底部的线圈发生相互作用，并由此产生垂直推力，使列车悬离地面。

列车的电磁体是用钢和钛合金制成的，为了保留超导体的特性，它们应当保持在-269℃的底温状态（比绝对零度高4度），置于液态氦中，由车上的低温系统保持底温。磁悬浮列车的悬浮原理远远比推动原理要复杂得多。事实上，列车应当准确地在离铁轨10厘米的高度上“飞”。任何的偏差对于列车的稳定性都是很危险的。日本的铁路工程师们利用磁场解决了这个问题。在铁轨底端的磁体与车厢上的磁体是同一极性，这样，在它们之间总有排斥力。如有某种原因使得列车悬浮高于10厘米，也就意味着列车向轨道产生的磁场逐渐变弱的区域移去，从而它所得到的悬浮力减少，这样列车会又回落至10厘米的高度。相反，如果车厢太靠近铁轨，将遇到轨道磁场非常大的阻力，并得到较大的排斥力，这就使列车又能与铁轨保持正常距离。这样，就没必要去监控悬浮的距离了，像德国的远距离“特快列车”那样，在车厢与轨道之间有1厘米的最低误差限度，每次振动偏差上下不超过0．3毫米，左右不超过0．6毫米。日本磁悬浮列车的速度带来了另外一些问题：当两个方向开来的列车会车时可能发生什么情况呢？两列车会车时相对速度相当于1000公里，这就会产生潜伏着巨大危险的气流。所以目前只能在一列车开过时让另一列车停下来。