如果说从北京到上海,1200公里路程坐火车两小时就能直达,听起来是不是难以置信?但在不久的将来,这或许会成为现实。
　　近日,我国自主研制的首套高温超导电动悬浮全要素试验系统,在长春完成首次悬浮运行,标志着我国在“高温超导电动悬浮”领域实现重要技术突破。那么,什么是“高温超导电动悬浮”?会给我们未来的出行带来哪些改变?
持续4秒钟的电动悬浮
　　3月31日,在长春展示的高温超导电动悬浮系统,采用被动悬浮方式,无需主动控制。
　　试验过程中,试验车在行驶68米后进入悬浮区,此时被加速至时速50公里,车辆支撑轮脱离走行面,成功进入电动悬浮阶段,持续4秒钟,试验取得圆满成功。
　　虽然悬浮只有短短的4秒钟,却让“高温超导电动悬浮列车”离我们又近了一大步。
　　据中车长客副总工程师兼磁浮研究所所长于青松介绍,超导电动磁浮交通系统,适用于高速、超高速和低真空管道等运用场景,列车运行时速,很轻松就能达到600公里以上,加上真空管之后,时速可达1000公里以上。
　　那么,什么是“电动悬浮”?专家介绍,简单来说就是“动生电”,运动之后产生悬浮。
　　列车必须先以其他方式启动,启动之后才能产生感应电流与磁场,车辆才能悬浮,所以电动悬浮列车有车轮,在“起飞”和“降落”阶段使用,当时速达到40千米以上时,车辆就可以进入悬浮状态,车轮就可以收起了。
　　电动悬浮主要用到的是磁场“同性相斥”原理。
　　列车装有超导磁体,开动后,列车上的磁体就会产生移动磁场,与轨道上的“8”字形悬浮线圈产生感应电流,电流再产生磁场,因为两者的磁场方向相同,就会因“同性相斥”而产生互斥力,列车也就因此会悬浮。
　　高温超导电动技术具有“自悬浮、自导向、自稳定”功能,还不会脱轨,应用该原理的“超导电动磁悬浮”技术,也被认为是当前世界轨道交通技术的“制高点”之一。

接近零下200℃的“超导高温”
　　那么,什么是高温超导?“高温”究竟是指多高的温度?
　　所谓超导,是指在极低温度下,某些材料的电阻消失,也就是零电阻现象,很多物质要在零下250℃以下才能实现超导。
　　而能够在液氮的温度,也就是在零下196℃以上实现超导状态,就算高温超导了。因此,高温超导电动磁悬浮系统中的“高温”,不是数百数千摄氏度的温度,而是相对低温超导而言,也就是接近零下200℃。
　　1986年前,科学家发现的超导材料最高临界温度是-249.95℃。1986年,瑞士科学家在铜氧化物材料中发现超导现象,合成了临界温度大于-196℃的超导材料——钇钡铜氧,这类临界温度就被称为高温超导体。
　　高温超导材料可在液氮温度(-196℃)以上转变为超导态,直流电阻率降为零,可以承载更大电流,从而产生超强磁场。
　　“低温超导”需要用液氦冷却,也就是把氦气冷却至沸点(4K)以下,成本较高。
　　而高温超导氧化物仅需液氮冷却(其沸点在77K),制取成本低,使得磁悬浮列车研发成本大大降低。

我国已掌握磁浮列车系统集成技术
　　知道了高温与超导两大特性,我们再来了解一下磁悬浮技术——即利用磁力克服重力,使物体悬浮的技术。
　　早在1922年,德国工程师就提出了电磁悬浮原理,并于1934年申请了磁悬浮列车专利。20世纪70年代后,德国、日本等国相继开始对磁悬浮运输系统进行开发。我国第一辆磁悬浮列车于2003年在上海开始运营,标志着我国成为世界上少数几个掌握磁悬浮技术的国家。
　　相比普通列车,高温超导电动悬浮列车有哪些特点?
　　专家介绍,这是一种将“高温超导”和“磁悬浮”技术相结合的新型交通工具。它利用了高温超导材料的零电阻特性,可以通入大电流,产生强磁场,再通过车载超导磁体与地面线圈磁场相互作用,实现靠磁力支撑、导向、驱动的无接触运输方式。
　　于青松介绍,中车长客股份公司从上世纪90年代初开始,就进行磁浮列车的研制,目前已掌握中低速、常导高速、超导高速等不同速度等级、不同运用场景的磁浮列车系统集成技术。研制的时速120公里中低速磁浮列车,已应用于国内首条磁浮旅游专线——清远磁浮线,“十一五”期间研制的高速磁浮国产化样车,已在上海磁浮示范线开展商业运营。
高温超导电动悬浮列车安全吗
　　时速可达600公里以上,还是悬浮在轨道之上,这完全是在“贴地飞行”。速度这么快,乘高温超导电动悬浮列车,安全有保障吗?
　　专家介绍,相比其他交通工具轨道,高温超导悬浮列车需要运行在U形半包围的轨道之内,不会存在脱轨问题。
　　车辆的悬浮导向,是通过车载磁体与地面线圈之间的电磁感应实现的,是被动自稳定悬浮,不需主动控制,高速运行时可靠性高。
　　中车长客磁浮研究所系统技术室副主任邵南介绍,由于使用了高温超导线圈,即便车辆突然断电,高温超导线圈也可保持一两个小时内,磁场不大幅衰减,这样车辆就有足够时间行驶到救援或疏散便利的区域,并且能够可靠制动、平稳停车。
　　不仅如此,高温超导线圈的绕制也有独特之处。即使在使用过程中,某一部位发生故障或损伤,里面的电流也是在数小时内缓慢下降,不会突然就没了电流,这样一来,车辆行驶状态不会发生突然改变,也就保障了安全性。
　　我们啥时才能乘坐高温超导电动悬浮列车,真正体验时速600公里的“贴地飞行”?
　　邵南表示,我国已具备了设计工程样车的能力。下一步的重点,是围绕高速悬浮工程样车开展方案设计,预计今年底就能完成一些部件的制造。
　　未来希望高温超导电动悬浮列车,能够填补高铁和飞机之间的速度空白,缩短人们的出行时间,提高出行效率。