很多人都知道磁悬浮是什么，它代表磁悬浮--一种物理现象和未来技术。当两个相等磁极的经典磁铁相互靠近时，就会产生磁悬浮，这让每个玩磁铁的孩子都着迷不已。当然，磁悬浮早已与电磁学一起被用于日常生活中的许多技术应用中。

超导现象是指导体在低温下失去热阻，从而产生比传统磁体更强的磁场。这种现象早在 1911 年就已为人所知，发现者是莱顿的物理学家海克-卡默林赫-翁内斯和他的团队。长期以来，困难在于需要确保液氦水平的 4 K 超低温，因此世界上只有少数几个实验室实现了这一目标。直到 1987 年，YBaCuO（YBCO）和 BiSrCaCuO（BSCCO）材料的发现才带来了改变，可以用常见的液氮冷却到 97 K，最高可达 110 K。这开始启动了在此之前无法想象的实际应用，磁悬浮就是其中之一。

这些应用程序在使用什么：

  1. 强磁铁（最常见的应用）
    超导磁体能产生极强的磁场，而能量损耗极小。它们可用于
    磁共振成像（MRI 和 NMR）--医疗（诊断）和化学分析。
    聚变反应堆（ITER、托卡马克反应堆）--使等离子体处于聚变状态。
    粒子加速器（欧洲核子研究中心、大型强子对撞机）--引导和弯曲粒子束。
    磁悬浮列车--由于磁悬浮而漂浮在轨道之上（如日本 SC 磁悬浮列车）。
  2. 能源和电力输送
    超导电缆--无损电流传输（在超级电网等项目中进行了测试）。
    超导发电机和电动机--效率更高（如用于风力涡轮机或船舶）。
    FES（飞轮储能）--超导轴承可实现几乎无损耗的能量存储。
  3. 量子技术
    量子计算机中的量子比特（如 IBM、谷歌）--超导电路是某些量子处理器的基础。
    SQUID（超导量子干涉装置）--极其灵敏的磁场传感器（医学、地球物理学）。

但它仍然是一种依赖于液氮冷却的技术

在本文的下一部分，我将重点介绍磁悬浮在交通领域的应用，这些应用与普通市民的应用非常接近。第一个项目是位于中国上海的 Transrapid 磁悬浮列车，目前已投入商业运营。这是 2004 年与德国合作建设的项目，全长 30.5 公里。它以传统的铜线圈电磁铁为基础，需要持续供电，最高时速可达 430 公里（运行速度）。第二个项目是日本的 SC 磁悬浮列车，它以超导磁悬浮为基础，但没有降低列车周围的气压。

Plánovaná trasa: 东京（品川） - 名古屋 - 大阪
Délka: 438 公里（其中 90 % 在山下隧道中，包括日本阿尔卑斯山）。
Rychlost: 505 km/h（测试中最高 603 km/h）。
Čas jízdy: 东京-名古屋（286 公里）：40 分钟（如今乘坐新干线高速列车只需 1.5 小时）。
计划开放时间：2027 年
Tokio-Osaka: 67 分钟（今天为 2.5 小时）。计划开放时间：2037 年

轨道交通的圣杯是超高速列车（hyperloop），这是一种在管状轨道上运行的高速列车，通过泵送空气来减少空气阻力和列车湍流。在中国，列车运行速度通常为 350 公里/小时，很快就会达到 450 公里/小时，在这种速度下，空气阻力（制动力）会随着速度的平方而增加，因此运行这些列车的耗电量非常大，从而提高了票价。如果要将列车速度提高到 1000-4000 公里/小时（高于普通飞机的飞行速度），就必须将空气阻力降到最低，因此需要将空气从管道中抽出。超导磁悬浮与低空气阻力的结合使这一目标成为现实。

实际上，只有一个国家在实施这项计划，那就是中国。

这是中国的 T-Flight Hyperloop 项目。测试轨道位于北京以西约 300 公里处的大同附近（华北地区，山西省）。它目前长 2 公里，可延长至 60 公里。该项目由国有航天技术公司中国航天科工集团公司（CASIC）领导。它是一个气压极低的封闭空间（未来空气阻力降低可达 99%）。

太空舱利用超导磁体漂浮在轨道上方，由人工智能控制，无需人工干预。目标时速超过 1000 公里（超过飞机速度）。优先运载货物和乘客（货运优先）。在中国建设 1 公里双轨超高速轨道的估计成本（不包括技术开发成本）在 3000 万至 6000 万美元之间，具体取决于线路的复杂程度和使用的技术。

与其他运输系统建筑成本的比较，不包括开发成本：
运输类型 每 1 公里成本（中国）
超级高铁（双轨） 3000-6000 万美元
高速铁路（HSR） 1,500 万至 3,000 万美元
地铁 5000-1.5 亿美元
磁悬浮（上海轨道交通） 6000-1000 万美元

中国计划中的商业航线
中国正在考虑建造一条连接主要经济区的超级高铁：

a) 高速货运走廊
大同 - 北京（约 300 公里） - 连接工业和物流区。
上海 - 杭州（约 170 公里） - 长江三角洲经济区。
广州（广州）-深圳（深圳）（约 140 公里）--南方科技中心。

b) 长途客运航线
北京-上海（约 1 300 公里）--与高速列车和飞机竞争（目前需要 4.5 小时，超级高铁可缩短至 1-1.5 小时）。这条线路是中国最繁忙的线路，可能也是世界上最繁忙的线路。
成都（Chengdu）-重庆（Chongqing）（约 300 公里）--连接西部大城市。

  1. 国际雄心（BRI--"一带一路 "倡议）
    中国还希望在国外，特别是在参与其全球基础设施倡议的国家使用超级高铁：
    中亚：如哈萨克斯坦（阿斯塔纳 - 阿拉木图）。
    东南亚：马来西亚（吉隆坡 - 新加坡）。
    中东：阿拉伯联合酋长国（迪拜 - 阿布扎比）

中国投资资金充足，技术成熟，即使投资成本较高，也更倾向于陆运而非空运。这是因为中国希望节省石油燃料消耗，因为中国的石油和飞机大部分靠进口。这样做的好处显而易见：将货物和人员的运输速度提高到今天难以想象的程度，减少石油产品的消耗，通过比传统火车使用更少的电力来降低运送一名乘客的成本。在世界最繁忙的京沪线上提高了货运和客运能力。

PetrV