与磁悬浮亲密接触——记上海磁浮交通科技馆
Shanghai Maglev Museum

文/秋 凉
摄影/秋 凉 李 贺 

  

  随着世界上第一条投入商业运营的磁浮列车线在上海建成,许多人对磁悬浮产生了兴趣,希望能够亲身体验一下。可是,磁浮列车的速度太快了,从龙阳路到浦东国际机场单程30千米只需8分钟,这让很多人觉得意犹未尽。不要紧,你不妨走进位于磁浮列车龙阳路站底层大厅的上海磁浮交通科技馆,和磁悬浮来一次亲密接触。那里展示着丰富的实物和模拟场景,配合大量多媒体片段和图文说明,你大可慢慢地把所有和磁悬浮有关的知识浏览一遍。

磁浮与科技
  进入展馆,只见迎面竖立着一块几乎要碰到房顶的巨大U型磁铁。磁铁一半是红色的,另一半是蓝色的,标示的是磁铁的两个不同磁极——N极和S极。它可以说是磁悬浮原理的一个象征。我们在中学就学过同性磁极相互排斥、异性磁极相互吸引的原理。如果忘记的话也没关系,在这块大磁铁旁边有一块小磁铁,只要把手放在小磁铁的S极上,就可以清晰地看到一条条磁力线从N极指向S极。
  磁极的相吸相斥是磁悬浮的基本原理。那么,这个原理如何应用到磁浮列车上呢?原来,现在的磁悬浮大致可以分为电磁悬浮(EMS)和电动悬浮(EDS)两类。德国的Transrapid08型列车是电磁悬浮列车的代表,目前上海的磁浮列车使用的就是该车型。日本的MLX型是电动悬浮列车的代表。这有点复杂,是不是?展馆里提供了浅显的模拟演示,只要按动一个红色的开关,模拟结构图就能自动演示磁铁的工作情况和列车的悬浮情况,简明易懂。通过动态模拟,你会发现原来磁悬浮的原理也不难懂嘛!
  不要急,你真的懂了吗?让我来问问你:磁浮列车没有轮子,是怎么转弯的?速度那么快,转弯的时候会不会翻车?上海磁浮线实现了3列列车在两根轨道上的循环运行,磁浮列车是怎样换轨的呢?磁浮列车高速行驶,一旦遇到紧急情况,停得下来吗?还有,磁浮列车是如何驾驶的呢?如果这些关键问题得不到解决,磁浮列车就不可能运行起来。展馆通过展板和多媒体的方式开设了专题,对这些问题进行了浅显而生动的说明。
  在“磁浮基地”中展示了磁浮列车的一些关键性部件,如悬浮磁铁、控制单元、悬浮间隙传感器等,都是实物哦!认识了这些部件以后,快点动手在虚拟平台上拼装自己的磁浮列车吧!当一回磁浮工程师,在规定的时间内把相关的部件安装在磁浮列车的正确部位,你的磁浮列车就能顺利出站啦!平台还提供了竞赛功能,可以通过几台电脑联网进行拼装磁浮列车的竞赛,谁花的时间最少,谁就获得优胜。

磁浮与发展
  从1922年德国人肯佩尔提出磁悬浮的构想,到德国、日本等国研制现代磁浮列车,再到2006年上海磁浮示范线运营工程通过国家竣工验收投入正式运行,花了84年时间。发展磁悬浮究竟有什么意义呢?“磁浮优势”展区集中展示了磁浮列车高速、安全、节能、舒适、环保这五大优势,也让我们看到了磁悬浮技术在未来巨大的发展空间。
  或许你会问,现在铁路交通在不断提速,为什么还要另外去发展磁悬浮呢?展馆中设计了专题,结合多媒体演示来说明磁悬浮相对于传统轮轨交通在速度上的优势。当有轨列车速度越来越快时,由于空气动力学的原因,在列车上下两边会形成强大的升力,升力可以抵消列车自身的重力,使得列车对轨道的压力减小,摩擦力也减小。这样列车虽然是快了,可是由于对轨道的压力减小,摩擦力减小,列车与轨道之间的黏着力变得越来越小,列车就相对容易出轨。因此,轮轨交通的速度受到了限制。由于不使用轮轨技术,磁浮列车就不受这一限制。目前,上海的磁浮列车最高速度为430千米/时,日本的MLX01实现了552千米/时的载人运行速度。因为磁悬浮还是一项新技术,所以蕴含着极大的上升空间。也许用不了多久,速度更快的磁浮列车就会作为一种高速的交通工具出现在我们身边。
  可是,磁浮列车速度那么快,不会出轨吗?展馆中的示意图告诉我们,磁浮列车并不是像轮轨列车那样依靠自身重力压在轨道上的;磁浮列车的车身和悬浮臂将轨道环抱起来,因此不会发生脱轨事故。同时,磁浮列车具有极为保险的制动系统:电磁制动、涡流制动和滑撬制动构成了三保险,即使突然断电,列车依然能平稳停下而不会发生安全事故。
  看来,觉得磁浮列车速度过快不安全其实是一个误解。那么,磁浮列车会产生对人体有害的强磁场吗?会不会产生很强的噪声呢?是不是很费电呢?想要了解这些问题,不如亲自到上海磁浮交通科技馆看一看,你就可以获得圆满的解答了。

磁浮与上海
  在展馆中参观的时候,我们可以感觉到头顶上磁浮列车正在龙阳路站进进出出,而一根支撑轨道的巨大混凝土水泥柱就树立在展馆中央。作为世界上惟一一条商业运营磁浮线,上海磁浮线已经成为连接浦东国际机场的重要交通工具,同时也成为上海乃至全中国的一道亮丽风景线。展馆开设了“上海磁浮线”展区,详细介绍了上海磁浮线的建设历史。
  在建造上海磁浮线的过程中,中国的科技人员辛勤工作,攻克了一个又一个难题。他们成功开发了具有自主知识产权的新型预应力磁浮轨道梁系统,申请了21项国家专利;研制出了优于外国的高性能球墨铸铁等新材料,多项重要的磁浮技术均获得了突破性进展。展馆内展示了这些自主创新的实物,让我们切实体会到上海磁浮交通的建设真正蕴含着中华民族的智慧和汗水。
  通过参观上海磁浮交通科技馆,我们在了解磁浮列车的工作原理的同时,切身体会到磁浮线的建设是一个涉及到各方面的系统工程。一条成功的磁浮线的建造体现了整个国家的科技实力和综合国力。也许在将来,当磁浮交通成为如火车、飞机一样普遍的交通工具的时候,我们会为第一条磁浮线出现在中国而感到无比骄傲。
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  想亲自体验一下当今速度最快的陆上交通工具吗?只要你正确回答以下问题,就有机会免费乘坐上海磁浮列车,找到“御风而行”的感觉。
1. 上海的磁浮列车采用的是电磁悬浮(EMS)列车。关于其产生的磁场辐射,以下哪一项描述是错误的?
A. 磁浮车厢内的磁场强度极小,仅相当于地球的自然磁场,远
远低于人们在使用手机时所产生的磁场强度。
B. 磁浮列车依靠巨大的磁吸引力实现列车的悬浮、导向和驱动,
所以其产生的磁场辐射对旅客和环境有很大的影响。
C. 由于磁浮列车采用环抱轨道设计,闭合的结构使线路沿线的
磁场强度比车厢内的还要小。
D. 对心脏起搏器或者磁卡(如信用卡)没有任何不良影响。
2. 磁浮列车在高速转弯时为什么车身和轨道都是倾斜的?
  欢迎读者踊跃答题。答案可用信件或电子邮件发送,信件寄本刊编辑部,电子邮件地址:xumei_kx@126.com。答题截止日期:2008年5月31日。我们将从回答正确的读者中抽取获奖者,授予其磁浮预售券,凭券可免费乘坐上海磁浮列车往返一次,有效期至2008年12月31日。

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