2013年12月11日09:53
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日本磁懸浮中央新干線的研發耗時約50年，憑借500km的驚人時速與穩定性，將其他國家遠遠拋在了身后。為了在2027年投入運營，終極超高速列車即將啟程。
繼新干線之后，還要建造1小時就能從東京到大阪的超高速鐵路！
距今大約50年前，東海道新干線開通在即、正在加緊建設時，日本的“鐵老大”國鐵公司為自己定下了新的目標——實現最高時速達到500km的超高速鐵路。當時是1962年。
他們把目光瞄准了“超導磁懸浮”。那時，超導現象在5年前，也就是1957年才剛剛得到理論解釋。
顛覆鐵軌配車輪的“鐵路”概念、使用“超導”這種夢幻新技術開發劃時代的鐵路，這個夢想一直從國鐵傳遞到了東海旅客鐵道（JR東海）公司，現在即將開花結果了。
JR東海准備在2027年開通東京到名古屋的超導磁懸浮列車，在2045年實現到東京到大阪全線開通。9月18日，該公司向沿線地方政府送交了環境影響評測書，公開了路線和車站位置等信息。這個空前的超大型項目終於有實際動作了。
日本政界傳出了要趕在2020年東京奧運會舉辦之時開通的“磁懸浮期待論”。但是，9萬億日元的工程總投資全部由JR東海承擔，該公司社長山田佳臣對此表示，“如果國家能夠提供考慮企業負擔的方案，我們願意考慮”。
利用超導磁鐵懸浮前進
磁懸浮中央新干線利用的是“超導磁懸浮”這項尖端技術。車體在被稱作“導軌”的鐵軌上方懸浮行駛。首先會利用車輪起動，在時速達到140km時上浮，最終達到500km的時速。簡單來講，就是利用磁鐵同極相斥的斥力使車體上浮，利用馬達的原理實現移動。
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超導是金屬等物質降低到一定溫度后電阻變為零的現象。實現超導磁懸浮時，要把鈮鈦合金制成的線圈放在超低溫的密閉容器中，然后向容器內填充液氦，當溫度降至零下269度時，線圈將達到超導狀態。為了防止升溫，還要配備冷凍機。
線圈通入電流就變成電磁鐵，在通常情況下，一旦斷電，線圈的磁場也將消失，就不再具備磁鐵的功能。但處於超導狀態的線圈即使斷電，內部依然有電流流通，而且，超導磁鐵的磁場高達永磁鐵的數十倍。磁懸浮中央新干線的車體與車體接合處的側面就安裝了這樣的超導磁鐵。
超導磁懸浮列車的行駛依靠“懸浮”、“導向”、“推進”3個要素。具體來說就是使車體“懸浮”，“引導”其進入恰當位置以免碰撞導軌，利用線性馬達“推進”，以500km的最高時速行駛。下面，就讓我們逐一分析這3個要素。
懸浮依靠的是車體上的超導磁鐵，以及在起到鐵軌作用的導軌側壁內嵌的8字形“懸浮導向線圈”。
車體上的超導磁鐵接近懸浮導向線圈后，在電磁感應的作用下，線圈將產生強烈的磁場。借助側壁下方同極的斥力，以及來自側面的引力，車體將上浮在導軌上方約10cm處。隨著車體的移動，懸浮導向線圈在電磁感應的作用下將接連產生磁場，使車體保持懸浮狀態。
接下來是“導向”，是指讓車體穩定保持在距離導軌下部約10cm、距離側壁約8cm的位置。車體中心上下左右的偏差必須控制在1日元硬幣（直徑20mm）的范圍內，比普通的新干線還要穩定。
穩定的秘密在於側壁內的懸浮導向線圈之間經由線纜連接。車體如果向左右偏移，線纜中就會有電流流過。根據電流流向的不同，一側線圈將受到斥力，另一側線圈將受到引力，使車體回到中心位置。
最后是“推進”。推動車體前進的動力來自線性馬達。通常的馬達為圓筒形，是利用磁鐵的引力和斥力帶動中軸旋轉，而線性馬達的構造則是把圓筒切開攤平，無需轉軸即可獲得推進力。
也就是說，嵌在導軌內的“推進線圈”通入電流后，相對於永磁鐵的旋轉運動，車上的超導磁鐵是沿前進方向移動。速度控制是通過改變向線圈提供的電力的頻率實現的。
投入商業運營時，還將在超導磁懸浮特有的驅動技術基礎上組合使用現行新干線的運行系統、安全技術、以及地震檢測技術等。截至目前，2條實驗線路已經進行了多次行駛試驗。
1977年，磁懸浮中央新干線走出實驗室，在行駛距離為7km的宮崎實驗線上進行了技術驗証。在驗証過程中，超導狀態突然消失的“失超”現象成為了一道技術難題。
失超是指在摩擦等產生的熱能的作用下，密封在密閉容器中的液氦漸漸漏出，導致超導狀態突然消失的現象。發生失超后，懸浮的車輛會徑直跌落到地面，非常危險。
JR東海與合作企業集思廣益，通過改進容器的剛性克服了失超現象。擔任JR東海磁懸浮開發本部副本部長的該公司執行董事寺井元昭透露，“返回頭來看，失超是碰到的最大障礙”。
從1997年開始，為了在更接近商業運營的條件下開展行駛試驗，JR東海在山梨縣建設了42.8km長的實驗線。在山梨實驗線上開展行駛試驗之前，徹底解決了失超等技術問題。借助這些努力，直到現在，在山梨實驗線上進行的行駛試驗全都一帆風順。
當然課題依然存在。磁懸浮的成本高於現有的新干線，JR東海也表示，“單靠磁懸浮中央新干線無法盈利”。其中，地下深挖的隧道等基礎設施的施工成本負擔尤其大。車體成本也高於普通新干線。
還有觀點把矛頭對准了耗電量。按照二氧化碳排放量比較的話，雖然磁懸浮中央新干線隻有飛機的1/3，但卻是現有新干線的4倍左右。技術人員在節能方面還需要繼續努力。
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