磁悬浮技术

随着航天事业的发展,模拟微重力环境下的空间悬浮技术已成为开展相关高技术研究的重要手段。到2012,悬浮技术主要有电磁悬浮、光学悬浮、声学悬浮、空气悬浮、静电悬浮和粒子束悬浮,其中电磁悬浮技术比较成熟。

一般习惯称为电磁悬浮(EMS)。其主要原理是利用高频电磁场在金属表面产生的涡流来实现金属球的悬浮。当金属样品放在通有高频电流的线圈上时,高频电磁场会在金属材料表面产生高频涡流。这种高频涡流与外部磁场相互作用,使金属样品受到洛伦兹力的作用。在适当的空间配置下,可以使洛伦兹力与重力相反,通过改变高频源的功率,可以使电磁力与重力相等,从而实现电磁悬浮。一般通过线圈的交流电是10 4-10 6赫兹。

同时,涡流在金属上产生的焦耳热可以熔化金属,从而达到不用容器熔化金属的目的。到2012,在空间材料研究领域,EML技术在微重力和无容器环境下的晶体生长、凝固、成核和深过冷研究中发挥了重要作用。

到2012,世界上有三种磁悬浮。一种是以德国为代表的常导磁悬浮,一种是以日本为代表的超导电磁悬浮。两种磁悬浮都需要电来产生磁悬浮动力。而第三种是中国的永磁磁悬浮,采用特殊永磁材料,不需要任何其他动力支撑。2006年8月17日,“中华01”永磁悬浮公路车模型亮相于在大连举行的2006中国国际专利技术及产品交易会。该模型是大连3000米永磁悬浮试验线的仿真微缩模型,专为城市间的区域交通而设计。列车在高架磁轨上运行,设计时速230公里,既可用于货运,也可用于客运,适合大都市地区运输。据半岛晨报报道,只能在小说和科幻电影中看到的“大玩具”火车,即将出现在大连人身边。3000米永磁悬浮试验线计划今年年底在开发区建成。2006年8月17日上午,在大连世博广场举行的“2006中国国际专利技术及产品交易会”上,“中华01”1/10型槽轨永磁悬浮微型公路车格外引人注目。汽车按照1/10的比例小型化,几何尺寸按照实车小型化;路桥结构、轨道结构、车辆结构和悬挂功能都是模拟的微缩模型。在技术人员的操作下,悬浮在轨道上的微型列车非常轻盈“奔跑”,启动和制动都非常灵活无声。据了解,到2012年,世界上将出现三种磁悬浮技术,分别是日本超导电磁悬浮、德国常导磁悬浮和中国永磁磁悬浮。永磁悬浮技术是中国大连拥有核心及相关技术发明专利的原始创新技术。据技术人员介绍,日本和德国的磁悬浮列车在不通电的情况下,车体和轨道是相互接触的,而永磁悬浮技术制造的磁悬浮列车在任何情况下都是不与轨道接触的。与国外磁悬浮相比,中国的永磁磁悬浮有五大优势:一是悬浮性强。第二,经济实惠。三是节能。第四,安全。第五,平衡稳定。槽轨永磁悬浮是专为城市间的区域交通而设计的。列车在高架槽轨上运行,设计时速230公里,既可载客,也可运货。大连磁谷科技研究院有限公司总经理苏迅告诉记者,3000米永磁磁悬浮列车线路预计2011年底建成,地点规划在开发区。2010年4月8日,中国首辆国产高速磁浮车辆在成都交付。该样机由AVIC成都飞机工业(集团)有限公司制造,标志着该公司已经具备了磁浮车辆的国产化、整车集成和制造能力。高速磁浮列车时速可达100公里。AVIC程菲此次交付的车辆是根据上海磁浮公司改进方案的要求,参考德国转让的技术研制的第一辆工程样车。在上海组装后,将在上海示范线上投入商业运营,预计在世博会期间投入使用。