Interesantākā lieta par vilcieniem uz magnētiskās balstiekārtas

Magnetoplan vai Maglev (no angļu valodas magnētiskās levitācijas) ir vilciens uz magnētiskas balstiekārtas, kuru virza un kontrolē magnētiskie spēki. Šāds sastāvs atšķirībā no tradicionālajiem vilcieniem kustības laikā nepieskaras sliedes virsmai. Tā kā starp vilcienu un kustības virsmu ir atstarpe, berze tiek novērsta, un vienīgais vilkšanas spēks ir aerodinamiskās vilkmes spēks.

Mugļa sasniegtais ātrums ir salīdzināms ar gaisa kuģa ātrumu un ļauj konkurēt ar gaisa satiksmi nelielos (aviācijas) attālumos (līdz 1000 km). Lai arī šāda transporta ideja nav jauna, ekonomiskie un tehniskie ierobežojumi neļāva tam pilnībā izvērsties: sabiedriskai lietošanai šī tehnoloģija tika ieviesta tikai dažas reizes. Pašlaik Maglev nevar izmantot esošo transporta infrastruktūru, lai gan ir projekti ar magnētiskā ceļa elementu izvietojumu starp parastā dzelzceļa sliedēm vai zem sliežu ceļa.

Magnētiskās piekares vilciena pārskats

Pašlaik ir 3 galvenās vilcienu magnētiskās balstiekārtas tehnoloģijas:

1. Uz supravadošiem magnētiem (elektrodinamiskā suspensija, EDS).

Supravadošs magnēts - solenoīds vai elektromagnēts ar supravadoša materiāla tinumu. Tinumam supravadītspējas stāvoklī ir nulle pretestība. Ja šādam tinumam ir īssavienojums, tad tajā ierosinātā elektriskā strāva tiek uzturēta gandrīz jebkuru laiku.

Nesamērotās strāvas magnētiskais lauks, kas cirkulē caur supravadošā magnēta tinumu, ir ārkārtīgi stabils un bez rīboņiem, kas ir svarīgi vairākiem lietojumiem zinātniskos pētījumos un tehnoloģijās. Supravadoša magnēta tinums zaudē savu vadītspējas īpašību, kad temperatūra paaugstinās virs supravadītāja kritiskās temperatūras Tk, kad kritisko strāvu Ik vai kritisko magnētisko lauku Hk sasniedz tinumu. Ņemot to vērā, par supravadošu magnētu tinumiem. izmantot materiālus ar lielām Tk, Ik un Nk vērtībām.

2. Uz elektromagnētiem (elektromagnētiskā balstiekārta, EMS).

3. uz pastāvīgajiem magnētiem; tā ir jauna un potenciāli visekonomiskākā sistēma.

Kompozīcija rodas, pateicoties to pašu magnētu polu atgrūšanai un, tieši pretēji, dažādu polu pievilināšanai. Kustību veic ar lineāru motoru.

Lineārais motors - elektromotors, kurā viens no magnētiskās sistēmas elementiem ir atvērts un tam ir paplašināts tinums, kas rada ceļojošu magnētisko lauku, bet otrs ir izgatavots vadotnes formā, kas nodrošina motora kustīgās daļas lineāru kustību.

Mūsdienās ir izstrādāti daudzi lineāro dzinēju projekti, taču tos visus var iedalīt divās kategorijās - dzinēji ar mazu paātrinājumu un dzinēji ar lielu paātrinājumu.

Dzinēji ar zemu paātrinājumu tiek izmantoti sabiedriskajā transportā (maglev, monorail, metro). Dzinēji ar lielu paātrinājumu ir ļoti mazi, un tos parasti izmanto, lai paātrinātu objektu līdz lielam ātrumam un pēc tam to atbrīvotu. Tos bieži izmanto, lai izpētītu sadursmes ar lielu ātrumu, piemēram, ieročus vai kosmosa kuģu palaišanas ierīces. Lineāros motorus plaši izmanto arī metāla griešanas mašīnu padeves piedziņās un robotikā. kas atrodas vai nu vilcienā, vai pa ceļam, vai arī tur, un tur. Nopietna dizaina problēma ir pietiekami jaudīgu magnētu lielais svars, jo masīva kompozīcijas uzturēšanai gaisā ir nepieciešams spēcīgs magnētiskais lauks.

Pēc Earnshaw teorēmas (dažreiz raksta Earnshaw) statiskie lauki, ko rada tikai elektromagnēti un pastāvīgie magnēti, atšķirībā no diamagnētikas laukiem, ir nestabili.

Diamagneti - vielas, kas tiek magnetizētas ārējā magnētiskā lauka virzienā, kas uz tiem iedarbojas. Ja nav ārēja magnētiskā lauka, dimantiem nav magnētiskā momenta. un supravadošie magnēti. Pastāv stabilizācijas sistēmas: sensori pastāvīgi mēra attālumu no vilciena līdz sliežu ceļam un attiecīgi mainās spriegums uz elektromagnētiem. Visaktīvākās Muggle norises ir Vācija un Japāna.

Priekšrocības

• Teorētiski lielākais ātrums, ko var iegūt, veicot sērijveida (nevis sporta) sauszemes transportu.

• Zems troksnis.

Trūkumi

• Mērierīces izveidošanas un uzturēšanas augstās izmaksas.

• Magnētu svars, enerģijas patēriņš.

• Elektromagnētiskais lauks, ko rada magnētiskā balstiekārta, var būt kaitīgs vilcienu apkalpei un / vai apkārtējiem iedzīvotājiem. Pat vilces transformatori, ko izmanto dzelzceļos un tiek elektrificēti ar maiņstrāvu, ir kaitīgi autovadītājiem, taču šajā gadījumā lauka intensitāte ir par vienu pakāpi lielāka. Iespējams arī, ka cilvēkiem, kas izmanto elektrokardiostimulatorus, nebūs pieejamas žetonu līnijas.

• Tas būs nepieciešams lielā ātrumā (simtiem km / h), lai kontrolētu atstarpi starp ceļu un vilcienu (vairākus centimetrus). Tas prasa īpaši ātras vadības sistēmas.

• Nepieciešama sarežģīta ceļojumu infrastruktūra.

Piemēram, bultiņa Muggle ir divi ceļa posmi, kas viens otru aizvieto atkarībā no rotācijas virziena. Tāpēc maz ticams, ka Muggle līnijas veidos vairāk vai mazāk sazarotus tīklus ar dakšām un krustojumiem.

Iespējas

Pastāv magnētisko ceļu projekti ar dažāda veida magnētisko balstiekārtu, piemēram, Tubular Rail piedāvā atteikties no sliedes kā tādas un izmantot tikai periodiski izvietoti gredzenveida balstus.

Īstenošana

M-Bahn Berlīnē

Pirmā publiskā Muggle sistēma (M-Bahn) tika uzcelta Berlīnē 80. gados.

1,6 km garš ceļš savienoja 3 metro stacijas no Gleisdreieck dzelzceļa mezgla līdz Potsdamer Strasse izstāžu laukumiem. Pēc ilgiem izmēģinājumiem 1989. gada 28. augustā ceļš bija atvērts pasažieru satiksmei. Brauciens bija bezmaksas, automašīnas tika kontrolētas automātiski bez vadītāja, ceļš strādāja tikai brīvdienās. Vietā, kur tuvojās ceļš, tai vajadzēja veikt masveida celtniecību. Ceļš tika uzbūvēts uz bijušās U2 metro līnijas statīva, kur satiksme tika pārtraukta sakarā ar Vācijas sadalīšanu un iznīcināšanu kara laikā. 1991. gada 18. jūlijs līnija sāka darboties komerciāli un ir iekļauta Berlīnes metro sistēmā.

Pēc Berlīnes mūra iznīcināšanas Berlīnes iedzīvotāju skaits faktiski dubultojās, un bija nepieciešams savienot austrumu un rietumu transporta tīklus. Jaunais ceļš pārtrauca svarīgu metro līniju, un pilsētai vajadzēja nodrošināt lielu pasažieru satiksmi. 13 dienas pēc nodošanas ekspluatācijā, 1991. gada 31. jūlijā, pašvaldība nolēma demontēt magnētisko ceļu un atjaunot metro. 17. septembrī ceļš tika demontēts, vēlāk tika atjaunots metro.

Birmingema

No Birmingemas lidostas līdz tuvākajai dzelzceļa stacijai no 1984. līdz 1995. gadam kursēja ātrs mugla vilciens. Sliežu ceļa garums bija 600 m un balstiekārtas atstarpe 1,5 cm. Pēc 10 gadu darba, ceļš tika slēgts pasažieru sūdzību dēļ par neērtībām, un to aizstāja ar tradicionālu monorailu.

Šanhaja

Neveiksme ar pirmo Muggle ceļu Berlīnē neatturēja vācu uzņēmumu Transrapid, kas ir Siemens AG un ThyssenKrupp meitasuzņēmums, turpināt pētniecību, un vēlāk uzņēmums saņēma Ķīnas valdības rīkojumu būvēt ātrgaitas (450 km / h) Muggle līniju no Šanhajas Pudunas lidostas uz Šanhaja. Ceļš tika atvērts 2002. gadā, tā garums ir 30 km. Nākotnē to plānots pagarināt uz otru pilsētas galu līdz vecajai Hongqiao lidostai un tālāk uz dienvidrietumiem līdz Hangdžou, pēc kuras tās kopējam garumam vajadzētu būt 175 km.

Japāna

Japānā, izmantojot JR-Maglev tehnoloģiju, Jamanashi prefektūras tuvumā tiek pārbaudīts ceļš. Pārbaužu laikā ar MLX01-901 ar pasažieriem 2003. gada 2. decembrī sasniegtais ātrums bija 581 km / h.

Tur, Japānā, Expo 2005 atklāšanā 2005. gada martā tika nodota jauna trase. 9 km Linimo (Nagojas) līniju veido 9 stacijas. Minimālais rādiuss ir 75 m, maksimālais slīpums ir 6%. Lineārais motors ļauj vilcienam paātrināties līdz 100 km / h sekundēs. Līnija apkalpo teritoriju, kas robežojas ar norises vietu, Aiči universitāti un dažas Nagakutes daļas. Vilcieni, kurus ražo uzņēmums Chubu HSST Development Corp.

Ir pierādījumi, ka iepriekš minētie Japānas uzņēmumi būvē līdzīgu līniju Dienvidkorejā.

Japāna uzsāks magnētisko spilvenu vilcienu

Japāna 2025. finanšu gadā plāno uzsākt īpaši ātru magnētisko spilvenu vilcienu. Līnijas un vilcienu būve izmaksās aptuveni 45 miljardus dolāru, ziņo AFP.

Vilciens izmantos magnētiskās levitācijas tehnoloģija (dažreiz saukts par muggle). Magnētiskais lauks ļauj kompozīcijai, neraugoties uz Zemes gravitāciju, planēt virs līnijas un šī pārvietošanās dēļ daudz ātrāk nekā parasts vilciens.

Pasaulē vienīgā darbināmā pasažieru magnētiskās levitācijas dzelzceļa līnija atrodas Šanhajā, un tās garums ir 30,5 kilometri. Vilciens pārvietojas pa to ar ātrumu 430 kilometri stundā.

290 kilometru garā Japānas līnija savienos Tokiju un pagaidām vēl nenoteikto teritoriju Japānas centrā. Paredzams, ka vilcieni ar lineāru elektromotoru sasniegs ātrumu aptuveni 500 kilometri stundā.

Līnijas būvniecību veiks Central Japan Railway Co. (JR Central), kas 2003. gadā jau pārbaudīja magnētiskās levitācijas tehnoloģiju. Pēc tam pieredzējušā komanda uzstādīja pasaules ātruma rekordu vilcienam: 581 kilometru stundā. Atgādinām, ka parastā dzelzceļa vilciena ātruma rekords pieder Francijai - 574,8 kilometri stundā.

Uzņēmums projektam iztērēs aptuveni 45 miljardus dolāru. Sākotnēji tika gaidīts, ka valdība daļēji subsidē līnijas būvniecību, taču šīs cerības netika realizētas, kā rezultātā uzņēmums atradīs līdzekļus, palielinot ilgtermiņa parādu. Jr-maglev

JR-Maglev izmanto elektrodinamisko balstiekārtu uz supravadošajiem magnētiem (EDS), kas uzstādīti gan vilcienā, gan uz sliežu ceļa. Atšķirībā no vācu Transrapid sistēmas (darbības līnija no Šanhajas līdz Šanhajas lidostai Ķīnā), JR-Maglev neizmanto monorail shēmu: vilcieni pārvietojas kanālā starp magnētiem. Šāda shēma ļauj attīstīt lielāku ātrumu, nodrošina lielāku pasažieru drošību evakuācijas gadījumā un ērtu darbību.

Maglevas kustība notiek lineārā motora dēļ.

Atšķirībā no elektromagnētiskās balstiekārtas (EMS), vilcieniem, kas izveidoti, izmantojot EDS tehnoloģiju, braucot ar mazu ātrumu (līdz 150 km / h), nepieciešami papildu riteņi. Kad tiek sasniegts noteikts ātrums, riteņi tiek atdalīti no zemes un vilciens “lido” vairāku centimetru attālumā no virsmas. Avārijas gadījumā riteņi ļauj arī vilcienam mierīgāk apstāties. Tomēr JR-Maglev ieviestās EDS sistēmas izveides un darbības izmaksas ir dārgākas nekā EMS Transrapid sistēmas.

Bremzēšanai normālā režīmā tiek izmantotas elektrodinamiskās bremzes. Ārkārtas gadījumos vilciens ir aprīkots ar ievelkamām aerodinamiskām un disku bremzēm uz ratiņiem.

Līnijā Jamanaši tiek pārbaudīti vairāki vilcieni ar dažādu formu deguna apvalku: no parastā smailā, gandrīz līdzenā, 14 metru garumā, kas paredzēti, lai atbrīvotos no skaļās kokvilnas, kas pavada vilcienu, kas lielā ātrumā iebrauc tunelī. Muggle vilcienu var pilnībā vadīt ar datoru.Vadītājs uzrauga datora darbību un caur videokameru saņem ceļa attēlu (vadītāja kabīnē nav priekšējā skata logu).

Ķīnieši pret "nākotnes ceļu"

Šanhajas iedzīvotāji iznāca ar masu protestiem pret vietējo lepnumu - unikālu magnētisko spilvenu dzelzceļu, kura vilcieni, šķiet, lido pa gaisu.

Turklāt uz ielām devās nevis pusbadā strādājošie, bet gan labi turīgie vidusšķiras pārstāvji. Viņi pārkāpa valstī noteikto demonstrāciju aizliegumu un skandēja: “Glābiet bērnus, izturieties pret radiāciju!”

Jaudīgi magnēti it kā pakārt vilcienu virs platformas un virzīt to uz priekšu ar ātrumu līdz 430 kilometriem stundā. Pirmā maršruta uzsākšanai - no lidostas uz pilsētas nomali - tika samaksāti 1,4 miljardi dolāru, un tagad Šanhajā viņi nolēma šo ceļu pagarināt vēl 30 kilometrus tālāk caur pilsētu.

“Mēs jūtamies kā dzīvojam mikroviļņu krāsnī, mūsu mājas ir nolietojušās, nekustamo īpašumu īpašnieki atsakās rīkoties ar mums, uzzinot, ka mūsu mājas atrodas netālu no vilciena maršruta,” sūdzas ķīnieši, kuru mājas atradās “nākotnes ceļa” tiešā tuvumā. " Pēc viņu teiktā, šoseja izstaro spēcīgu elektromagnētiskais starojums.

Vācijā izveidotais “nākotnes dzelzceļš”, kas iepriekš izraisīja Šanhajas iedzīvotāju protestus. Bet šoreiz varas iestādes, nobijušās no demonstrācijām, kuras draud izklīst lielos nemieros, solīja tikt galā ar vilcieniem. Lai savlaicīgi apturētu demonstrācijas, amatpersonas pat piekarināja videokameras tajās vietās, kur visbiežāk notika masu protesti. Ķīniešu pūlis ir ļoti organizēts un mobils, tas dažu sekunžu laikā var pulcēties un pārvērsties demonstrācijā ar saukļiem.

Šīs ir lielākās tautas izrādes Šanhajā kopš anti-japāņu gājieniem 2005. gadā. Šis nav pirmais protests, ko izraisījušas ķīniešu bažas par pasliktināšanos vidē. Pagājušajā vasarā tūkstošiem demonstrantu piespieda valdību atlikt ķīmiskā kompleksa būvniecību.

Komentārs

Pēc WWF ekologu domām, magnētisko spilvenu vilcienu vislielākās briesmas ir tā dēvētais trokšņa piesārņojums. Šo vilcienu troksnis ir daudz nepatīkamāks un kaitinošāks nekā parasto vilcienu vai vilcienu troksnis. Pastāvīga uzturēšanās šī trokšņa zonā rada nemiera, nedrošības, kairinājuma sajūtu. Jebkuras skaņas vienā vai otrā veidā kaitina cilvēkus, un to īpaši uzsver eksperti. Problēmas ar magnētisko vai termisko starojumu parasti netiek novērotas, jo šādi vilcieni brauc mazus attālumus un ar lieliem laika intervāliem.

Skatīt arī: Minato magnētiskais motors