二十多年工作經驗的工程師今天開始給大家講科普。磁是看不見摸不著的，磁懸浮是怎么浮起來的，用吸力還是斥力？這個問題是我在接待中小學生時被追問最多的。咱們就從磁浮技術的吸力與斥力開始講起，作為磁浮科普百問系列的開篇。

磁浮交通作為一種革命性的交通方式，利用磁力使車輛懸浮于軌道之上，消除了摩擦阻力，極大地提高了運行速度和效率。磁懸浮技術，從1922年德國工程師提出電磁懸浮的設想開始，已經歷經了百年的發展迭代。在磁懸浮領域，主要存在兩種懸浮方式：吸力懸浮和斥力懸浮。國內關于磁懸浮的科普讀物和專著已經發布了一些，但其中有小部分關于吸力和斥力的描述出現混淆的現象。本文將為您揭開這兩種懸浮的神秘面紗。

一、吸力懸浮：電磁的魅力

l 工作原理

吸力懸浮主要依賴于電磁鐵產生的吸引力。當電流通過電磁鐵時，它會產生一個磁場，吸引鐵磁軌道，從而產生向上的浮力，抵消重力，實現懸浮。

l 特點

不自穩：需要精密的控制系統來維持穩定懸浮狀態。

可靜浮：即使在靜止狀態下也能保持懸浮。

間隙小：懸浮間隙（8-10mm）較斥力懸浮來說較小。

磁阻小：因為間隙小，所以磁阻較低。

l 示例

上海高速磁浮示范線磁浮列車就是吸力懸浮的一個典型例子，它采用常溫常導電磁懸浮技術。青島四方研制的600千米時速高速磁浮列車，也使用這種技術，展示了電磁吸力懸浮技術的應用潛力。

圖源：孫國鑫攝

二、斥力+吸力懸浮：超導的力量

l 工作原理

本質原理是電動懸浮，即利用車載超導磁體在運動之后與軌道兩側懸浮線圈中的感應磁場產生推力（斥力））和拉力（吸力），來實現懸浮。當列車運行達到一定速度時，車上超導磁體與軌道懸浮線圈的上部產生吸力，與下部產生斥力，共同克服車重從而實現懸浮，并在一個車輛相對軌道的高度平衡點實現穩定懸浮。

l 特點

自穩定：不需要復雜的控制系統即可保持穩定懸浮。

不能靜浮：需要達到一定的速度才能實現懸浮。

間隙大：懸浮高度（10cm）較電磁吸力懸浮來說更大。

磁阻大：間隙較大，導致超導勵磁系統的磁阻較大。

l 示例

日本山梨實驗線低溫超導磁懸浮列車是斥力懸浮的典型應用案例。列車需要在加速到150km/h時才能實現起浮，展示了電動懸浮（斥力+吸力）技術的特征。

圖源：劉萬明攝

三、總結

無論是電磁吸力懸浮制式還是電動斥力+吸力懸浮制式，它們都有各自的特點和適用場景。電磁吸力懸浮以其全速域穩定的懸浮能力受到青睞，而超導電動斥力+吸力懸浮則具有自穩定性、較大懸浮間隙更好適應軌道變形（如因地震）的優勢。隨著科技的進步，我們有理由相信，磁懸浮技術將在未來的交通領域扮演越來越重要的角色。

作者：孫國鑫

審稿：林國斌

來源: 國家磁浮交通工程技術研究中心