磁懸浮列車的原理其實十分簡單:磁力天然地同極相斥,異極相吸。而在19世紀初時,科學家們發(fā)現,電流與磁場之間存在著直接的聯系,電流與磁場之間是可以互相轉化的:通電的線圈周圍會產生磁場;閉合的電路切割磁感線時,也會產生電流。這種現象,被稱為電磁感應。
很多科學家對電磁感應的理論做出過貢獻,但其中貢獻最大的,要數英國科學家法拉第。法拉第出身貧窮,十分勤奮好學,20 歲時,他成為化學家戴維的助手,學習和研究化學。他同時對物理學也有深厚的興趣,化學研究之余,他觀察和研究電磁感應現象,最終通過實驗總結出了電磁感應定律,使人類能夠利用磁場來發(fā)電,或者是利用電流來制造磁場。
有了這些理論認知,磁懸浮列車的設計和建造實際上就只是時間問題了。只要在列車的一些特殊位置安裝適當的線圈,通電之后產生磁場,讓它與軌道之間的磁場相互作用,就可以實現懸浮和推進。目前主流設計的磁懸浮列車有兩種:一種是利用同極相斥的原理,把列車頂上來;一種是抱軌式設計,將列車的磁場置于鐵軌下方,通電之后列車被吸上來,處于凌空狀態(tài)。
磁懸浮列車如何前進呢?和普通列車不同,它不需要引擎,不依靠純粹的機械動能,它前進的動力,是依靠磁力來實現。通過巧妙的布置,讓列車車身兩側的磁極與軌道上的磁極永遠處于前方吸引、后方推進的狀態(tài),從而使列車能夠保持高速前進。
懸空并用磁力推進有明顯的優(yōu)點:不依靠傳統(tǒng)的引擎來推進,使得列車運行時可以十分安靜;懸空意味著列車在前進時所受到的阻力主要為空氣阻力,而不是巨大的摩擦力??諝庾枇ο鄬δΣ亮Χ允鞘治⑿〉?,因此磁懸浮列車速度極快,目前我國設計的磁懸浮列車時速已經可以達到約每小時600千米,比高鐵整整快出一倍。
當前,由于磁懸浮列車制造成本昂貴,尚未大規(guī)模地普及,只是在一些線路上小試牛刀。但它具有很大的潛力,很有可能成為未來遠距離軌道交通的首要選擇。