为什么磁悬浮列车没有车轮？

严伯钧

上海浦东机场有磁悬浮列车，它的最高运行速度可以达到430千米/小时，这个速度有多快呢？北京到上海，两个小时就到了。磁悬浮列车为什么能跑得那么快？

想要交通工具跑得快，就要减小阻力，而阻力有两个主要来源，一个阻力来源是与空气的碰撞和摩擦。高铁都是“子弹头”列车，是因为这样能够有效地减小空气阻力。当空气迎面袭来的时候，空气与车头表面并非垂直碰撞，因此空气并非能100%阻碍列车的运动，跟一辆方形的列车比起来，“子弹头”列车经受的空气阻力就小得多。

另一个阻力源于车轮与铁轨之间的摩擦。磁悬浮列车就是在列车和铁轨上都通上电流，电流可以产生磁场，再利用磁场同性相斥的原理，把列车升高少许，使其与铁轨脱离接触，车轮与铁轨没有了接触，自然也就没有了摩擦。

但问题来了，车轮跟铁轨接触产生的摩擦力，同时也是列车前进的动力来源，不接触铁轨，车没有地方借力，就只能悬浮在空中，并且磁悬浮列车是没有车轮的，它要怎么前进呢？答案是通过操控电流，让铁轨磁场的南北极沿着铁轨交替排列;再通过控制车身上的电流，让列车上的磁场分布像一根磁铁一样，当车头的磁极跟前方铁轨的磁极相反时，车就会被前方铁轨吸引向前，当车尾磁极跟后方铁轨的磁极相同时，车就会被后方铁轨向前排斥，前面拉、后面推，车就动起来了。

但由于铁轨上的南北极是沿着铁轨交替分布的，所以当车向前运行时，车头和车尾的磁场要不断掉转方向，才能保证车前的铁轨一直是吸引的，车后的铁轨一直是排斥的，这样才能不断前进，这就是磁悬浮列车的原理。……