[转]磁悬浮常问的问题 之 系统篇

asoya

问：Transrapid 磁浮系统的最高运行速度受哪些条件的限制？

从技术上讲，磁悬浮的最高速度不受限制。一般来讲，主要是一个经济上的问题，因为达到太高速度所花费的成本太高，与实现的效益不成比例。 最高速度通常受到空气动力的影响。尤其是在两车靠近时，在时速远大于500公里/小时所产生的空气压力近乎冲破声障。这个问题可以通过适当改变轨道间的距离或采用单轨建设加以解决，或者类似于瑞士的的交通项目，将整个系统置于一条真空管道中，排除了整个空气动力的效应。 要想达到更高的速度的另外一个前提条件是需要确定更加精确的结构方式，以平衡列车和轨道之间的相互作用力。例如，轨道梁的前曲率必须减小，通常选线参数如弯曲半径和坡度也需要改变，以使可能的横向加速度和纵向加速度最小化。 在磁铁的间隙调整方面，只要轨道采用适当的结构方式，对于最高速度的实现没有什么限制。

asoya

问：为什么最高运行速度为500公里/时？

Transrapid系统的规划和开发工作是以400公里/小时的设计速度为基础的，这样可以确保在德国一天所有旅途的时间在3小时之内，而且当日往返的旅客可以在目的地至少停留6个小时。 当然也可以不用花费太多的额外费用将速度提高到500公里/小时，使一部分采用私人汽车的客流量转为磁浮交通，从而能够更加充分地发挥交通运输潜能。但如果将速度再进一步提高，尽管在技术上是完全可能的，但不会带来更大的效益，所以意义不大。

注：该系统目前最高速度是600km/h。现在新规划线路要求是500~550km/h  .

26路车队

很多问题都是曾经被称为磁悬浮的所谓弱点的。真相总是来得太晚。

phnix1

问：磁悬浮的最大过超高和欠超高是多少？

asoya

具体高度因为磁浮轨道比传统准轨宽，因此超高可按照最大倾角来衡量，轮轨最大超高的倾角为6°，而磁悬浮最大可达16°，一般可用到12°。大家可以根据三角函数的关系换算一下超高高度。

     而磁浮是抱紧轨道，不存在因为超或者欠的情况下内翻或者外翻的情况，所以不用考虑过和欠超高的问题，只是根据通过曲线的最高速度来确定合适的倾角即可。

phnix1

原帖由 asoya 于 2008-10-31 19:49 发表
具体高度因为磁浮轨道比传统准轨宽，因此超高可按照最大倾角来衡量，轮轨最大超高的倾角为6°，而磁悬浮最大可达16°，一般可用到12°。大家可以根据三角函数的关系换算一下超高高度。

     而磁浮是抱紧轨道 ...

考虑旅客舒适度和轨道承受能力，应该还是有一个“过倾角”和“欠倾角”的最大限值吧。抱紧轨道仍然要考虑磁悬浮力的大小，倾角过大和过小是不是可能引起车体与轨道碰撞（也许这个限制值要比旅客能承受的限制值大得多）。大多数情况下，倾角的设置可以提供正常速度通过的平衡向心力。但在接近车站等地方，停站列车和通过列车速度可能相差很大，就要考虑“过倾角”和“欠倾角”了吧。在这种地方是否要加大曲线半径以允许更大的速度差范围？

asoya

说的就是最大限制，再大就是真成过山车了。目前一般倾角设计为12°的样子，也足以使半径大大减小，坐过飞机的人都知道，飞机转弯的倾向角大得多，也没什么不得了的。磁悬浮全线速度一般预先都设计好了的。车站一样有正线和停车线的不同，车站很少说半径也很小的曲线，因此高速通过下的倾角就会很小，影响就很小了，而且超高影响的主要是高速运行时候的离心力，如果速度很低，即使角度仍然不变，也不会影响舒适度，比如，你坐汽车过小半径的时候，是开得快影响舒适度，还是慢影响？快了就明显外甩，而慢了，就算停在曲线哪儿，乘客也不会因为汽车倾斜那点而很不舒服的，毕竟倾角仍然小，侧向分力小；磁浮导向磁铁力足够大，当然不会让轨道碰撞了。适当的倾角和速度范围匹配，自然不会让导向力左右相差过大。

    在轮轨列车中，也不是曲线半径越大越好，减轻车重，设置较大的超过，减少曲线半径，是节省建设成本和以后维护成本的重要举措，动辄七八千的曲线半径，成本是很大的。大曲线维护也比直道麻烦得多。轮轨设置过超高和欠超高，是考虑列车速度有快有慢，还要考虑到列车停在曲线哪儿在启动不至于向内侧翻到，还要兼顾内外轨的磨损等，而磁浮没有这个问题。

Hercules

原帖由 asoya 于 2008-11-3 12:45 发表
说的就是最大限制，再大就是真成过山车了。目前一般倾角设计为12°的样子，也足以使半径大大减小，坐过飞机的人都知道，飞机转弯的倾向角大得多，也没什么不得了的。磁悬浮全线速度一般预先都设计好了的。车站一 ...

磁浮系统也要考虑在弯道上非正常停车的问题，12度的倾角不会大量使用的。

asoya

都给举例子了，你站在12°的斜坡上就会站不住走不了路吗，12°的倾角不是不得了的事情，何况非正常停车并不是经常出现的，因此可大量使用，困难的地段会使用到16°。汽车拐个弯还让一车人左歪右歪的呢。列车出站过道岔群的时候，人有时都站不稳呢，不一回事，人还因为偶尔的不舒适还不坐火车了不成。

bingyu

因为磁浮弯道半径可以较小，且通过速度高，所以同样一个90度（举例）的弯道，磁浮弯道的绝对长度就短，相应列车通过时间短。所以磁浮线路列车在弯道区段非正常停车的概率相对于传统轮轨要小。

26路车队

顺便说一句，磁悬浮在正线经过道岔时是不限速度的，照样可以按照线路最高速度跑。

hakutaka

原帖由 asoya 于 2008-11-3 12:45 发表
说的就是最大限制，再大就是真成过山车了。目前一般倾角设计为12°的样子，也足以使半径大大减小，坐过飞机的人都知道，飞机转弯的倾向角大得多，也没什么不得了的。磁悬浮全线速度一般预先都设计好了的。车站一 ...

飞机是不会停的，而火车速度可能不是最佳值，此时倾斜就很成问题。事实上，轮轨的最大超高角度为8度，车速慢下来就明显有不适的感觉。都不要说8度（200毫米@1435）只有5-6度，列车停下等信号或者一度停车，车内都很别扭（北京地铁，h=120-150mm处）。

hakutaka

原帖由 26路车队 于 2008-11-3 20:48 发表
顺便说一句，磁悬浮在正线经过道岔时是不限速度的，照样可以按照线路最高速度跑。

就跟轮轨必然限速似的……
老邓这三个帖子非常差，转载自官方网站，以前批过很多这里避重就轻甚至故意无视一些客观问题的问题，又出来了。

asoya

这里转的是常见问题，不代表所有深入比较。最近在找一些比较翔实的资料，尽管ICE3的比较对象不是最佳的，但是磁浮胜出的部分，是最优秀日系动车也不能轻易到达的。

简单的能耗方面，新干线没有把握在400时速运行的时候，比ICE3，300时速的能耗还低。噪音方面，已经有数据证实，日系磁浮明显比新干线噪音低。

hakutaka

原帖由 asoya 于 2008-11-4 17:38 发表
这里转的是常见问题，不代表所有深入比较。最近在找一些比较翔实的资料，尽管ICE3的比较对象不是最佳的，但是磁浮胜出的部分，是最优秀日系动车也不能轻易到达的。

简单的能耗方面，新干线没有把握在400时速 ...

这种具有偏执性的东西以前不是没转出来过，现在冒出来，还不加说明，从上面绘铁就可以看出，老毛病死灰复燃问题严重。
日本的磁悬浮车外噪音容易有优势在于u型屏蔽，气隙大这样气隙噪音小而且所有噪音都可防护。新干线如果也用u槽包起来，测量噪音其实也还会小……其实轮轨会大水也没有否认过，关键在于于转载的文章是否属于偏激和有欺骗性，一方面要注意比较级别，另一方面也要注意到什么能达到什么水平。

asoya

可能就是为了突出统一平台下不同方案的比较。因此德国就用他的磁浮和他的轮轨比，日本也用日本的磁浮和新干线比较。但目前这两种方案都有些问题，今后还会取其长处，如果尽挑两种方案的好处说，也不妥当。

     能耗方面有具体的比较值，在速度不同阶段下耗电和阻力。175km/h的情况下，单位使用面积能耗德国磁浮能耗大于轮轨。之后就是轮轨大于磁浮，当速度达到300km的时候，ICE3的能耗与阻力，与磁浮的400km/h能耗差不多，甚至还大点（比较办法不是通过定员单位能耗，而是按照单位使用面积的办法，文章说这样相对公平）

     一直以来也都是觉得是日本的浮起高度高，但是不知道其侧向导向间隙十分也是如此之大，靠自动平衡的系统，几乎没有调节，即使实现起来费用也很高，舒适度就会有一定问题，另外浮起高度高，对于直线电机推力效率来说还是有较大影响。抱紧轨道的方式，看了结构图发现，实际上车体离大面积的轨道面有15cm高，也就是说车体相对轨面“浮起”15cm，只是下方的磁铁和轨道下半部分间距为10mm。磁铁也才十几厘米宽度，加之架子的透风结构，噪音在这样大的间隙范围内，影响不是像电动机那种微小间隙显著。正好这种噪音被架子包着，大头仍然是车体整个截面的噪音。

hakutaka

原帖由 asoya 于 2008-11-6 15:58 发表
可能就是为了突出统一平台下不同方案的比较。因此德国就用他的磁浮和他的轮轨比，日本也用日本的磁浮和新干线比较。但目前这两种方案都有些问题，今后还会取其长处，如果尽挑两种方案的好处说，也不妥当。

  ...

问题就在于德国方式必须依赖严密的超高速的自动闭环控制系统才能浮的起来，单就这点而言，谁贵其实不一定，特别是我国来说高温超导可能实际上可以做到便宜的国家（稀土多没办法）。而且德国方式的延展性差，速度越高控制系统要求越高，延伸430已经赶鸭子上架，500往上就需要更高精度的轨道，控制才可以保证不撞不掉下来。（这一条明显显示出文章的偏颇，因为这一条实质上是技术瓶颈和技术隐患，成本高的核心也在于此，全然避而不谈）哨音的问题说包住那是瞎说——声音是朝前后和下边辐射的，高架下边一览无余……
诶本的那种办法坏就坏在低温超导的制冷低效率和高价格上，控制实际上简便可靠因为那时自然法则在起作用，日本长久以来自然法则依赖的比较多，从摆式列车到磁悬浮，核心都很依赖自然法则。你可以说他技术不灵，但是毋庸置疑的人家安全纪录最好，那么多自然灾害还正点率极高，系统也非常可靠。就是个运人而已，你都用航天技术，乘客有几个知道的？有意义么~票价降下来大家可能更高兴……

[ 本帖最后由 hakutaka 于 2008-11-7 13:59 编辑 ]

E2-Asama

原帖由 hakutaka 于 2008-11-6 05:53 发表

这种具有偏执性的东西以前不是没转出来过，现在冒出来，还不加说明，从上面绘铁就可以看出，老毛病死灰复燃问题严重。
日本的磁悬浮车外噪音容易有优势在于u型屏蔽，气隙大这样气隙噪音小而且所有噪音都可防 ...

現稱日本環境省定下的噪音基準(路線中央20米外不超過75分貝)
所以目前運行中的新幹線以最高營運速度都是在75分貝內(不包括試車)

日本的磁悬浮好像也是差不多,不過山梨試驗線只有一小段露天部份
不能清楚知道其tunnel boom情況

asoya

是这样的，500以上就得需要更精密的轨道，会使造价提高很多，且该系统适用的速度在600以内，要想更高速度，则真需要超导排斥系统。国内专家也很早认识到这个问题。于是乎就老想着两者结合，能否把下吸改成上面排斥。现在也没个进展报告，估计是连基本的常导也还没吃透。