磁悬浮交通没有未来？错！已经开始展望太空了！

近日，《西南交通大学学报》的130周年校庆专刊中，一篇题为《月球磁悬浮车辆设计构想与研究进展》的论文引起广泛关注，再次将争议十足的“磁悬浮”交通吸引大众眼球。那么当初被高铁“击败”的高速磁悬浮、被大家唱衰的磁悬浮究竟前景如何？

一、月球磁悬浮车辆会是什么样子

在《月球磁悬浮车辆设计构想与研究进展》一文中，基于国内外多款轮式月球车所遭遇的月球低重力（g/6）与松软月壤环境构成了难以调和的"轮-壤"力学矛盾，提出了将来国际月球科研站的运输车可以使用磁悬浮的模式解决月球低重力（g/6）与松软月壤环境导致的轮式月球车极易出现沉陷、侧滑、失稳、磨损等重大安全隐患。

表1 典型月球移动装备分析对比

面对月球环境，论文提出了一种基于环形Halbach永磁阵列的新型磁悬浮月球车方案。该方案采用Halbach磁轮替代传统橡胶或金属车轮，在月表铺设导电铝或铜板作为行驶路面，利用永磁电动悬浮（PM-EDS）原理实现车辆的无接触支承与行驶。可以将上述轮式月球车的重大安全隐患从根本上消除。

图1 月球磁悬浮车辆系统结构示意

由于月球的低温、低重力与真空环境，使得磁悬浮在月球环境的耗电量相较于地球会有大幅下降，磁悬浮模式可以大幅提升运载能力；且月球工况相较于地球存在更少的杂质，本就磨耗低的磁悬浮在月球环境下会更加“长寿”。

二、“磁悬浮”为何可以在月球击败“轮式”

目前万众期待的高速磁悬浮系统在我国已经拥有了大量的样车，例如中车青岛四方的常导高速磁浮列车、中车长客的高温超导电动磁浮列车以及西南交通大学的高温超导钉扎磁浮列车等，而且这些高速列车纷纷将目标时速设定在了远超轮轨高铁的时速600公里。

图2 中车青岛四方的常导高速磁浮列车

图3 中车长客的高温超导电动磁浮列车

图4 西南交通大学的高温超导钉扎磁浮列车

为何轮轨高铁无法达到的时速600公里，磁悬浮却可以轻松达到呢？这主要是因为轮轨高铁受到了轮轨黏着与弓网关系的限制，一旦时速超过了500公里，不仅受电弓与接触网之间的会出现俗称的“一路火花带闪电”现象；而且车轮与钢轨之间的黏着特性相较于时速350公里会急速降低，会经常出现轮轨打滑的情况，极不利于列车的安全制动；高时速的空气阻力也会随着时速的提高而指数级增加，对列车的扰动非常剧烈，轮轨列车一旦失稳就会造成出轨翻覆的严重后果。基于这些严重安全隐患，从未有商业运营线路实现过500公里等级的实验时速。更不用说让轮轨高铁在商业运营线路上跑出600公里的时速了。

而人类对高速的探求是永无止境的，面对轮轨高铁的时速瓶颈，于是高速磁悬浮系统应运而生，列车通过磁力，既解决了轮轨问题、又解决了弓网关系，面对高速扰动的情况，车轨之间是环抱的状态，相较于轮轨关系更加安全。

目前在地面上由于空气阻力还是客观存在，造成了高速磁浮的耗电量肯定是居高不下的，而且由于建造技术并未大量普及，使得每公里造价相较于高铁依旧是偏高。在地面上目前高速磁浮相较于轮轨高铁的唯一优势是在运维过程中的成本大幅降低。每年高铁列车的运用修、高级修一直是集团开销的大头，高铁的轮对、制动装置、车顶碳滑板等磨耗件一直是刚需支出，而高速磁浮却没有这些支出，便可以大幅降低运维的成本。而时速600公里的定位，使得高速磁浮的时效性更高、票价相对高铁会更高，“收入高、支出低”的模式使得高速磁浮在运维阶段的压力会比轮轨高铁小得多。轮轨高铁只有京沪高铁等少量线路盈利的局面，极有可能在高速磁浮模式转变为普遍盈利的局面。

到了月球环境，虽然建设成本依旧居高不下，但是由于月球的低温、低重力与真空环境，使得磁悬浮效率更高，耗电量将会比地面环境大幅降低，且安全系数又比轮式月球车，因此“磁悬浮”势必会取代“轮式”月球车。

三、地面的“磁悬浮”为何比不过“轮轨高铁”

由于目前还是国家铁路“八纵八横”建设的黄金阶段（2030年‌基本建成“八纵八横”高铁主通道‌），且加上之前京沪高铁“轮轨”与“磁浮”的争论胜败，使得现实里“磁悬浮”失败论调依旧是主流。但交通制式之间犹如世界各国之间，并不是一场零和博弈，而是可以兼容并包的。高速磁浮的诞生，并不会下沉到时速350公里与轮轨高铁争夺市场，也不会像轮轨高铁一样形成“市市有高铁”的局面，而是会基于其特殊的定位，那就是弥补轮轨高铁的时速350公里与飞机的时速800公里之间的一个空白，这个空白将会提供人们出行更多元的选择，而大客流也可以根据各自的实际需求来选择不同的出行方式来抵达目的地。

如前文提到的，目前在地面上由于空气阻力还是客观存在，造成了高速磁浮的耗电量肯定是居高不下的，而且由于建造技术并未大量普及，使得每公里造价相较于高铁依旧是偏高，使得前期投入的压力依旧巨大。在地面上目前高速磁浮相较于轮轨高铁的唯一优势是在运维过程中的成本大幅降低。每年高铁列车的运用修、高级修一直是集团开销的大头，高铁的轮对、制动装置、车顶碳滑板等磨耗件一直是刚需支出，而高速磁浮却没有这些支出，便可以大幅降低运维的成本。而时速600公里的定位，使得高速磁浮的时效性更高、票价相对高铁会更高，“收入高、支出低”的模式使得高速磁浮在运维阶段的压力会比轮轨高铁小得多。轮轨高铁只有京沪高铁等少量线路盈利的局面，极有可能在高速磁浮模式转变为普遍盈利的局面。这急需一条城际的示范线实际运营下来才能有直观感受。否则大部分地方政府依旧会被高额的造价所吓倒。

四、未来交通依旧会是“磁悬浮”

那未来轨道交通究竟会如何实现高速突破呢？除了在空气状态下的时速600公里高速磁浮，航天科工、西南交大等科研院校在积极推进真空管道的超高速磁浮系统，在低真空管道内，磁浮列车的空气阻力将会降到最低，速度优势发挥到最大将会超过时速1000公里。

图5 高速飞车大同（阳高）试验线

图6 西南交大超高速真空管道磁浮交通研究中心

如今的春运即使相较于“绿皮车”时代已经发生了翻天覆地的好变化，但春运、节假日高峰购票难依旧是老百姓的痛点，在铁路与民航运力趋于饱和的情况下，在即使新建线路依旧无法有效缓解的情况下，需要的是再增加一种交通制式来分流大客流，最终可以实现春运不难的美好局面。解决好了地面民生之后，从前只在科幻大片中见到的外星球磁悬浮的场景也将会随着我国太空探索的脚步，一步步照进现实！