二十多年工作经验的工程师今天开始给大家讲科普。磁是看不见摸不着的，磁悬浮是怎么浮起来的，用吸力还是斥力？这个问题是我在接待中小学生时被追问最多的。咱们就从磁浮技术的吸力与斥力开始讲起，作为磁浮科普百问系列的开篇。

磁浮交通作为一种革命性的交通方式，利用磁力使车辆悬浮于轨道之上，消除了摩擦阻力，极大地提高了运行速度和效率。磁悬浮技术，从1922年德国工程师提出电磁悬浮的设想开始，已经历经了百年的发展迭代。在磁悬浮领域，主要存在两种悬浮方式：吸力悬浮和斥力悬浮。国内关于磁悬浮的科普读物和专著已经发布了一些，但其中有小部分关于吸力和斥力的描述出现混淆的现象。本文将为您揭开这两种悬浮的神秘面纱。

一、吸力悬浮：电磁的魅力

l 工作原理

吸力悬浮主要依赖于电磁铁产生的吸引力。当电流通过电磁铁时，它会产生一个磁场，吸引铁磁轨道，从而产生向上的浮力，抵消重力，实现悬浮。

l 特点

不自稳：需要精密的控制系统来维持稳定悬浮状态。

可静浮：即使在静止状态下也能保持悬浮。

间隙小：悬浮间隙（8-10mm）较斥力悬浮来说较小。

磁阻小：因为间隙小，所以磁阻较低。

l 示例

上海高速磁浮示范线磁浮列车就是吸力悬浮的一个典型例子，它采用常温常导电磁悬浮技术。青岛四方研制的600千米时速高速磁浮列车，也使用这种技术，展示了电磁吸力悬浮技术的应用潜力。

图源：孙国鑫摄

二、斥力+吸力悬浮：超导的力量

l 工作原理

本质原理是电动悬浮，即利用车载超导磁体在运动之后与轨道两侧悬浮线圈中的感应磁场产生推力（斥力））和拉力（吸力），来实现悬浮。当列车运行达到一定速度时，车上超导磁体与轨道悬浮线圈的上部产生吸力，与下部产生斥力，共同克服车重从而实现悬浮，并在一个车辆相对轨道的高度平衡点实现稳定悬浮。

l 特点

自稳定：不需要复杂的控制系统即可保持稳定悬浮。

不能静浮：需要达到一定的速度才能实现悬浮。

间隙大：悬浮高度（10cm）较电磁吸力悬浮来说更大。

磁阻大：间隙较大，导致超导励磁系统的磁阻较大。

l 示例

日本山梨实验线低温超导磁悬浮列车是斥力悬浮的典型应用案例。列车需要在加速到150km/h时才能实现起浮，展示了电动悬浮（斥力+吸力）技术的特征。

图源：刘万明摄

三、总结

无论是电磁吸力悬浮制式还是电动斥力+吸力悬浮制式，它们都有各自的特点和适用场景。电磁吸力悬浮以其全速域稳定的悬浮能力受到青睐，而超导电动斥力+吸力悬浮则具有自稳定性、较大悬浮间隙更好适应轨道变形（如因地震）的优势。随着科技的进步，我们有理由相信，磁悬浮技术将在未来的交通领域扮演越来越重要的角色。

作者：孙国鑫

审稿：林国斌

来源: 国家磁浮交通工程技术研究中心