磁気浮上式鉄道
磁気浮上であるため、軌道一次式リニアモータを採用した場合、車体側に集電が不要なので車体と軌道等との接触はないため、これらの動摩擦力は働かないが、以下の2つが推進時の抵抗として働く。
磁気浮上に必要な要素技術として、力の働く方向に浮上・案内・駆動(推進)の3種類に分類できる。
レイスウェイトは1964年にインペリアル・カレッジの重電技術の教授になり、成功したリニアモータの開発を継続した。リニアモータは軌道と車両の間に物理的な接触を必要としなかったので、1960年代から1970年代に開発された多くの先進的な交通機関で採用された。レイスウェイト自身はそのような先進的な交通機関計画のひとつであったトラックト・ホバークラフトの計画に参加したが、この計画の予算は1973年に打ち切られた。
リニアモータは磁気浮上システムとも相性が良く、1970年代にLaithwaiteは磁気浮上システムを1台の磁石で構築する事を目的とした単体のリニアモータで、浮上と同様に前進方向の推進力を生み出す新しい磁石の配置を見出した。ダービーの英国鉄道研究部門(英語版)は複数のいくつかの土木会社のチームと共に実用化に向けて"traverse-flux"システムを開発した。
磁気浮上鉄道の研究が本格化したのは1960年代に入ってからで、各国で研究が始まった。特に旧西ドイツは国家的支援を受けて、メッサーシュミット・ベルコウ・ブローム (MBB) 社が1966年から本格的に研究を始め、1971年、Prinzipfahrzeug(車上一次リニア誘導モータ)が90km/hの記録をつくる。これは世界で初めての有人の磁気浮上鉄道である。また、1975年にKomet (Komponentenmeßtrager) が14mmの電磁吸引浮上で水蒸気ロケット推進ながら401.
英国ではホバートレイン計画の中止後、イギリス国鉄や大学で磁気浮上鉄道の研究が行われていた。イギリス国鉄は市場調査の結果、低速の市内交通に磁気浮上鉄道の可能性があるとし、小型低速タイプの研究を行っていたが、その成果である。
1985年 - 日本 - つくば科学万博でHSST-03が運転された。
1986年 - カナダ - バンクーバー国際交通博覧会でHSST-03が運転された。日本の磁気浮上鉄道が海外で運転されたのは初めて。
1987年 - 日本 - 愛知県岡崎市の葵博覧会でHSST-03が運転された。
1988年 - 日本 - 埼玉県熊谷市のさいたま博覧会でHSST-04が運転された。
1989年 日本 - 横浜市の横浜みなとみらい21地区で開催された横浜博覧会で、HSST-05(後のHSST-200系統)がYES'89線として日本初の営業運転。会期中に会場内で運転されたが、試乗目的の展示走行ではなく、磁気浮上式鉄道として運輸当局の認可(第一種鉄道事業・営業運転免許)を得た最初の運転となった。 西ドイツ - M-Bahnが旧西ベルリンのグライスドライエック駅 - ケンパープラッツ駅間約1.6kmで、実用線としては世界で2番目に運行開始。1973年に開発が始まり1987年に実用線が完成したが、1992年に廃止された。しかし、実用化に向けた開発・売り込みは続いており、ブラウンシュバイク工科大学のキャンパス内に全周1.3kmの実験線が建設され、日本の神戸製鋼所とAEG社は技術提携を行い、日本国内等で売り込みが行われている模様である。
建設コストは、2007年時点で日独方式の半分程度ともいわれる。走行実験での速度は不明。(米国のインダクトラック、ドイツのM-Bahnも参照)。
2006年7月 - 中国 - 成都飛機工業集団(成都市)が2005年9月から開発開始したCM1型磁気浮上列車(愛称「海豚」)が、上海の同済大学構内の実験線で設計最高速度500km/hでの試運転を目指したとされるが、その後の結果は不明。中国国営テレビ局CCTVは、「中国は外国の技術を習得し、今では国産化率85%、関連の知的財産権は全て中国に属する」と大々的なプロパガンダを行っている。しかし、ドイツではトランスラピッドの技術が流出したと問題になっている。
2007年 日本 - JR東海が2025年頃の中央新幹線の実現に向け、一般客の試乗運転を終了。長大編成車両や実験線の延伸、地質調査など、今まで以上に実用化に向けた研究に経営資源を集中させることを発表。 中国 - 中華01号(永久磁石方式、最高速度500km/h以上を予定)のための3kmの実験線が、2008年の完成を目指して、遼寧省大連市で建設されている。
2008年4月21日 - 韓国 - 大田国際科学技術博覧会で使用した路線を一部延伸した約1kmの路線で、吸引式磁気浮上鉄道UTM-02が運行開始。
2013年8月 - 日本 - 42.8kmに延長された山梨実験線で超電導リニアL0系の試験運転を開始。
2014年12月 - 日本 - 中央新幹線の東京 - 名古屋間の路線起工式が行われた。
鉄道総合技術研究所浮上式鉄道開発推進本部 編『超電導が鉄道を変える-リニアモーターカー・マグレブ』清文社、1988年12月。ISBN 978-4792050986。
井出耕也 編『疾走する超電導 リニア五五〇キロの軌跡』ワック、1998年4月。ISBN 9784948766051。
鉄道総合技術研究所 編『ここまで来た!超電導リニアモーターカー』(初版)交通新聞社、2006年12月。ISBN 9784330905068。
窪園豪平『リニアモーターカー』(初版)一ツ橋書店、2006年12月。ISBN 9784565983220。
交通新聞編集局『時速500キロ「21世紀」への助走』(初版)交通新聞社、1990年1月。ISBN 9784875130116。
白澤照雄『リニア中央新幹線』(初版)ニュートンプレス、1989年7月。ISBN 9784315509816。
中央新幹線沿線学者会議『リニア中央新幹線で日本は変わる』(初版)PHP研究所、2001年8月。ISBN 9784569617190。
HSST(High Speed Surface Transport、エイチエスエスティ)はトランスラピッドを開発していたクラウス=マッファイから空港と都心部の連絡輸送用として日本航空が吸引式磁気浮上の技術を導入し、その後1980年代末に開発を引き継いだ名古屋鉄道等を中心とする中部HSST開発が中心となり開発が進められ、運転速度および輸送能力に応じてHSST-100、HSST-200、HSST-300の3システムが開発された。HSST-200は200km/h程度ないしはそれ以上の、HSST-300は300km/h程度ないしはそれ以上の走行も可能である。HSST-100が2005年3月に愛知高速交通東部丘陵線(愛称:リニモ)として営業運転しており、営業距離は8.9km、営業時の最高速度は約100km/hである。トランスラピッドから吸引式浮上技術を導入したが、推進方法はトランスラピッドが高速化に適した軌道一次式リニア同期モータを使用しているのに対してHSSTでは浮上、案内、推進を兼用する車上一次式リニア誘導モータを使用している。このため他の方式よりも建設費が安い。
誘導モータは、一次側にコイルを持つが、二次側は単に導体板(リアクション・プレート)を置いたものである。磁界中にある導体板内に発生するうず電流から磁界に反発する力が発生し、これが推進力となる。二次側にかご形や巻き線型も使用可能である。構造は同期モータに比べて単純であるが、エネルギー効率が劣る。
リニア誘導モータにも車上一次、地上一次方式の両構成が可能であるが、軌道に導体板(リアクション・プレート)を敷設するだけで済む車上一次式が一般的である。また、リアクション・プレートと一次コイルの配置方法として、リアクション・プレートの片面のみに界磁を配置する片側励磁式とリアクション・プレートの両面に配置する両面励磁式がある。両側式の方が推進効率が高いが片側励磁式が軌道の底面にリアクション・プレートを配置すれば良いのに対して両面励磁式はリアクション・プレートの配置に少々工夫が必要である。