5 为什么磁悬浮列车没有车轮？

上海浦东机场有磁悬浮列车，它的最高运行速度可以达到430km/h，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。

另一个阻力来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，把列车升高少许距离，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，车就会被前方铁轨向前吸引。类似地，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。

消除了车轮与铁轨的摩擦这个主要的阻力来源，磁悬浮列车就可以开得非常快。同理，飞机能达到将近1000km/h的飞行速度，就是因为阻碍飞机飞行的只有空气阻力。但是磁悬浮列车的使用成本非常高，尤其是铁轨要全程通电，并且要让铁轨上的磁场交替分布，所以磁悬浮列车的造价和运营、维护成本特别高，并不适合超长距离的城际甚至省际交通。

在解决了车轮与铁轨的摩擦这样一个主要阻力来源后，列车的速度要继续提升，还要减小的就只剩空气阻力了，于是，超级高铁（Hyper Loop）的概念就呼之欲出了。