Įdomiausias dalykas apie traukinius ant magnetinės pakabos

„Magnetoplan“ arba „Maglev“ (iš anglų k. „Magnetinė levitacija“) yra traukinys ant magnetinės pakabos, varomas ir valdomas magnetinių jėgų. Tokia kompozicija, skirtingai nei tradiciniai traukiniai, judėjimo metu neliečia bėgių paviršiaus. Kadangi tarp traukinio ir judesio paviršiaus yra tarpas, pašalinama trintis, o vienintelė pasipriešinimo jėga yra aerodinaminio pasipriešinimo jėga.

„Muggle“ pasiekiamas greitis yra palyginamas su orlaivio greičiu ir leidžia konkuruoti su oro transportu nedideliais (aviacijos) atstumais (iki 1000 km). Nors tokio transporto idėja nėra nauja, ekonominiai ir techniniai apribojimai neleido visiškai atsiskleisti: viešam naudojimui ši technologija buvo įgyvendinta tik keletą kartų. Šiuo metu „Maglev“ negali naudotis esama transporto infrastruktūra, nors yra projektų, kuriuose magnetinio kelio elementai išdėstomi tarp įprasto geležinkelio bėgių arba po bėgių.

Magnetinės pakabos traukinio apžvalga

Šiuo metu yra 3 pagrindinės traukinių magnetinio pakabos technologijos:

1. Ant superlaidžių magnetų (elektrodinaminė pakaba, EDS).

Superlaidus magnetas - solenoidas arba elektromagnetas su superlaidžių medžiagų apvijomis. Apvija superlaidumo būsenoje turi nulinę omų varžą. Jei tokia apvija yra trumpai sujungta, tada joje indukuota elektros srovė palaikoma beveik bet kurį laiką.

Neapdorotos srovės, cirkuliuojančios per superlaidžiojo magneto apviją, magnetinis laukas yra ypač stabilus ir neturi bangų, o tai svarbu daugeliui pritaikymų moksliniuose tyrimuose ir technologijose. Superlaidžiojo magneto apvija praranda savo superlaidumo savybes, kai temperatūra pakyla virš kritinės superlaidininko temperatūros Tk, kai kritinė srovė Ik arba kritinis magnetinis laukas Hk pasiekia apviją. Atsižvelgiant į tai, apie superlaidžių magnetų apvijas. naudokite medžiagas, kurių Tk, Ik ir Nk yra didelės.

2. Ant elektromagnetų (elektromagnetinė pakaba, EMS).

3. ant nuolatinių magnetų; tai nauja ir galbūt ekonomiškiausia sistema.

Kompozicija levitavo dėl to paties magnetų polių atstūmimo ir, atvirkščiai, dėl skirtingų polių traukos. Judėjimą vykdo tiesinis variklis.

Linijinis variklis - elektrinis variklis, kuriame vienas iš magnetinės sistemos elementų yra atidarytas ir turi išplėstą apviją, sukuriančią judantį magnetinį lauką, o kitas pagamintas kreiptuvo pavidalu, užtikrinančiu variklio judančios dalies tiesinį judėjimą.

Šiais laikais buvo sukurta daugybė linijinių variklių projektų, tačiau juos visus galima suskirstyti į dvi kategorijas - variklius su mažu pagreičiu ir variklius su dideliu pagreičiu.

Visuomeniniame transporte naudojami mažo pagreičio varikliai (maglev, monorail, metro). Didelio pagreičio varikliai yra labai mažo ilgio ir dažniausiai naudojami objektui pagreitinti iki didelio greičio, o paskui jį paleisti. Jie dažnai naudojami didelio greičio susidūrimų tyrimams, pavyzdžiui, ginklų ar erdvėlaivių paleidimo priemonių. Linijiniai varikliai taip pat plačiai naudojami metalo pjaustymo mašinų pašaruose ir robotikoje. esančios arba traukinyje, arba pakeliui, arba ten, ir ten. Rimta projektavimo problema yra didelis pakankamai galingų magnetų svoris, nes norint išlaikyti didžiulę kompoziciją ore, reikalingas stiprus magnetinis laukas.

Pagal Earnshaw teoremą (kartais rašo Earnshaw), vien tik elektromagnetų ir nuolatinių magnetų sukurti statiniai laukai yra nestabilūs, skirtingai nei diamagnetikos laukai.

Diamagnetai - medžiagos, įmagnetintos juos veikiančio išorinio magnetinio lauko kryptimi. Nesant išorinio magnetinio lauko, diamagnetės neturi magnetinio momento. ir superlaidieji magnetai. Yra stabilizavimo sistemos: jutikliai nuolat matuoja atstumą nuo traukinio iki bėgių ir atitinkamai keičiasi įtampa ant elektromagnetų. Aktyviausi „Muggle“ renginiai yra Vokietija ir Japonija.

Privalumai

• Teoriškai didžiausias greitis, kurį galima gauti nuosekliai transportuojant (ne sportinį) antžeminį transportą.

• Mažas triukšmas.

Trūkumai

• Didelės matuoklio sukūrimo ir priežiūros išlaidos.

• Magnetų svoris, sunaudota energija.

• Elektromagnetinis laukas, kurį sukuria magnetinė pakaba, gali pakenkti traukinių brigadoms ir (arba) aplinkiniams gyventojams. Net traukos transformatoriai, naudojami geležinkeliuose, įelektrinti kintama srove, yra kenksmingi vairuotojams, tačiau tokiu atveju lauko stipris yra eilės tvarka didesnis. Taip pat yra tikimybė, kad žmonėms, vartojantiems širdies stimuliatorius, „muggle“ linijos nebus prieinamos.

• Reikės didelio greičio (šimtai km / h), kad būtų galima kontroliuoti tarpą tarp kelio ir traukinio (keli centimetrai). Tam reikia ypač greitų valdymo sistemų.

• Būtina sudėtinga kelionių infrastruktūra.

Pavyzdžiui, „Muglio“ rodyklė yra dvi kelio atkarpos, kurios keičia viena kitą, atsižvelgiant į sukimosi kryptį. Todėl mažai tikėtina, kad „Muggle“ linijos sudarys daugiau ar mažiau šakotus tinklus su šakėmis ir sankryžomis.

Parinktys

Yra magnetinių kelių su įvairių tipų magnetine pakaba projektų, pavyzdžiui, „Tubular Rail“ siūlo atsisakyti bėgio kaip tokio ir naudoti tik periodiškai išdėstytas žiedines atramas.

Įgyvendinimas

„M-Bahn“ Berlyne

Pirmoji viešoji „Muggle“ sistema („M-Bahn“) buvo pastatyta devintajame dešimtmetyje Berlyne.

1,6 km ilgio kelias sujungė 3 metro stotis nuo Gleisdreieck geležinkelio sankryžos iki Potsdamer Strasse parodų aikštelės. Po ilgų bandymų 1989 m. Rugpjūčio 28 d. Kelias buvo atviras keleivių eismui. Kelionė buvo nemokama, automobiliai buvo valdomi automatiškai be vairuotojo, kelias dirbo tik savaitgaliais. Toje vietoje, kur artėjo kelias, ji turėjo vykdyti masines statybas. Kelias buvo nutiestas ant buvusios U2 metro linijos estakados, kur eismas buvo nutrauktas dėl Vokietijos padalijimo ir karo metu sunaikintos. 1991 m. Liepos 18 d. Linija pradėjo eksploatuoti ir yra įtraukta į Berlyno metro sistemą.

Sunaikinus Berlyno sieną, Berlyno gyventojų skaičius išaugo dvigubai ir reikėjo sujungti Rytų ir Vakarų transporto tinklus. Naujasis kelias nutraukė svarbią metro liniją, o miestui reikėjo užtikrinti didelį keleivių srautą. Praėjus 13 dienų po komercinės eksploatacijos, 1991 m. Liepos 31 d., Savivaldybė nusprendė išardyti magnetinį kelią ir atkurti metro. Rugsėjo 17 d. Kelias buvo išardytas, o vėliau metro buvo atstatytas.

Birmingeme

Nuo Birmingemo oro uosto iki artimiausios traukinių stoties 1984–1995 važiavo greitas mugių maršrutinis autobusas. Bėgių kelio ilgis buvo 600 m, o pakabos tarpas - 1,5 cm. Po 10 metų darbo kelias buvo uždarytas dėl keleivių skundų dėl nepatogumų ir buvo pakeistas tradiciniu vienatūriu.

Šanchajus

Nesėkmė su pirmuoju „Muggle“ keliu Berlyne neatbaidė Vokietijos bendrovės „Transrapid“, dukterinių „Siemens AG“ ir „ThyssenKrupp“, tęsti tyrimus, o vėliau įmonė gavo Kinijos vyriausybės nurodymą nutiesti greitą (450 km / h) mugės greitkelį iš Šanchajaus Pudongo oro uosto į Šanchajus. Kelias buvo atidarytas 2002 m., Jo ilgis - 30 km. Ateityje planuojama jį pratęsti kitame miesto gale iki senojo Hongqiao oro uosto ir toliau į pietvakarius iki Hangdžou, po kurio bendras jo ilgis turėtų būti 175 km.

Japonija

Japonijoje ties Jamanashi prefektūra yra bandomas kelias, naudojant „JR-Maglev“ technologiją. 2003 m. Gruodžio 2 d. Atliekant bandymus su MLX01-901 su keleiviais, buvo pasiektas 581 km / h greitis.

Japonijoje, „Expo 2005“ atidaryme 2005 m. Kovo mėn., Buvo pradėta eksploatuoti nauja trasa. 9 km Linimo (Nagojos) liniją sudaro 9 stotys. Mažiausias spindulys yra 75 m, didžiausias nuolydis - 6%. Linijinis variklis leidžia traukiniui įsibėgėti iki 100 km / h sekundėmis. Linija aptarnauja teritoriją, esančią greta renginio vietos, Aichi universitetą ir kai kurias Nagakutės dalis. „Chubu HSST Development Corp.“ gaminami traukiniai

Yra įrodymų, kad minėtos Japonijos įmonės stato panašią liniją Pietų Korėjoje.

Japonija pradės traukinį su magnetine pagalve

Japonija planuoja paleisti ypač greitą magnetinės pagalvėlės traukinį 2025 finansiniais metais. Linijos ir traukinių statyba kainuos apie 45 milijardus dolerių, praneša AFP.

Traukinys naudos magnetinės levitacijos technologija (kartais vadinamas mugliu). Magnetinis laukas leidžia kompozicijai, nepaisant Žemės gravitacijos, pakilti virš linijos ir dėl šio judesio daug greičiau nei įprastam traukiniui.

Vienintelė pasaulyje veikianti keleivių magnetinės levitacijos geležinkelio linija yra Šanchajuje ir yra 30,5 kilometro ilgio. Traukinys juo važiuoja 430 kilometrų per valandą greičiu.

290 kilometrų ilgio Japonijos linija sujungs Tokiją ir dar neapibrėžtą teritoriją centrinėje Japonijos dalyje. Tikimasi, kad traukiniai su linijiniu elektriniu varikliu pasieks maždaug 500 kilometrų per valandą greitį.

Linijos tiesimą vykdys „Central Japan Railway Co.“ („JR Central“), kuris 2003 m. Jau išbandė magnetinės levitacijos technologiją. Tada patyrusi komanda iškėlė traukinio pasaulio greičio rekordą: 581 kilometras per valandą. Prisiminkite, kad įprastinio geležinkelio traukinio greičio rekordas priklauso Prancūzijai - 574,8 kilometro per valandą.

Bendrovė projektui išleis apie 45 milijardų dolerių. Iš pradžių buvo tikimasi, kad vyriausybė iš dalies subsidijavo linijos statybą, tačiau šios viltys neišsipildė, todėl įmonė ras lėšų padidindama savo ilgalaikę skolą. Jr-maglev

„JR-Maglev“ naudoja elektrodinaminę pakabą su superlaidžiais magnetais (EDS), sumontuotas tiek traukinyje, tiek ant bėgių. Skirtingai nuo Vokietijos „Transrapid“ sistemos (veikiančios linijos nuo Šanchajaus iki Šanchajaus oro uosto Kinijoje), „JR-Maglev“ nenaudoja vienatūrio schemos: traukiniai juda kanale tarp magnetų. Tokia schema leidžia išvystyti didesnį greitį, suteikia didesnį keleivių saugumą evakuacijos atveju ir palengvina eksploatavimą.

Magnelio judėjimas vyksta dėl tiesinio variklio.

Skirtingai nuo elektromagnetinės pakabos (EMS), traukiniams, sukurtiems naudojant EDS technologiją, važiuojant nedideliu greičiu (iki 150 km / h) reikia papildomų ratų. Pasiekus tam tikrą greitį, ratai atsiskiria nuo žemės ir traukinys „skrenda“ kelių centimetrų atstumu nuo paviršiaus. Avarijos atveju ratai taip pat leidžia minkščiau sustabdyti traukinį. Tačiau „JR-Maglev“ įdiegtos EDS sistemos sukūrimo ir eksploatavimo išlaidos yra brangesnės nei „EMS Transrapid“ sistemos.

Stabdant įprastu režimu naudojami elektrodinaminiai stabdžiai. Avariniais atvejais traukinyje yra vežimėlių su įtraukiamais aerodinaminiais ir diskiniais stabdžiais.

Linijoje Yamanashi mieste išbandomi keli traukiniai su skirtingomis nosies gaubto formomis: nuo įprasto smailiojo iki beveik plokščio, 14 metrų ilgio, skirto atsikratyti garsios medvilnės, lydinčios traukinį, einantį į tunelį dideliu greičiu. „Muggle“ traukinį galima visiškai valdyti kompiuteriu.Vairuotojas stebi kompiuterio veikimą ir per vaizdo kamerą gauna kelio vaizdą (vairuotojo kabinoje nėra priekinio vaizdo langų).

Kinai prieš „ateities kelią“

Šanchajaus gyventojai išsakė masinius protestus prieš vietinį pasididžiavimą - unikalų magnetinės pagalvėlės geležinkelį, kurio traukiniai tarsi skraido oru.

Be to, į gatves išėjo ne išbadėję darbuotojai, o pasiturintys viduriniosios klasės atstovai. Jie pažeidė demonstracijų draudimą šalyje ir giedojo: „Gelbėk vaikus, priešinkis radiacijai!“

Galingi magnetai, tarsi, pakabina traukinį virš platformos ir stumia jį į priekį iki 430 kilometrų per valandą greičio. Už pirmojo maršruto - nuo oro uosto iki miesto pakraščio - pradžią buvo sumokėta 1,4 milijardo dolerių, o dabar Šanchajuje jie nusprendė pratęsti šį kelią dar 30 kilometrų per miestą.

„Mes jaučiamės gyvenę mikrobangų krosnelėje, mūsų namai nusidėvėjo, nekilnojamojo turto agentai atsisako bendrauti su mumis, sužinoję, kad mūsų namai yra šalia traukinio kelio“, - skundžiasi kinai, kurių namai buvo visai šalia „ateities kelio“. " Anot jų, užmiestyje sklinda stiprus elektromagnetine spinduliuote.

Vokietijoje sukurtas „ateities geležinkelis“, anksčiau sukėlęs Šanchajaus gyventojų protestus. Tačiau šį kartą valdžia, išsigandusi dėl demonstracijų, grasinančių įsiplieskti į didelius neramumus, pažadėjo susitvarkyti su traukiniais. Siekdami laiku sustabdyti demonstracijas, pareigūnai net pakabino vaizdo kameras tose vietose, kur dažniausiai vyko masiniai protestai. Kinijos minia yra labai organizuota ir judri, ji gali susirinkti per kelias sekundes ir virsti demonstracija su šūkiais.

Tai yra didžiausi folkloro pasirodymai Šanchajuje po anti-japoniškų eitynių 2005 m. Tai nėra pirmas protestas, kurį sukėlė Kinijos susirūpinimas blogėjančia aplinka. Praėjusią vasarą tūkstančiai demonstrantų privertė vyriausybę atidėti chemijos komplekso statybą.

Komentaras

Pasak WWF ekologų, didžiausias magnetinių pagalvių traukinių pavojus yra vadinamoji triukšmo tarša. Šių traukinių triukšmas yra daug nemalonesnis ir erzinantis nei įprastų traukinių ar traukinių. Nuolatinis buvimas šio triukšmo srityje sukelia nerimo, nesaugumo, dirglumo jausmą. Bet koks garsas vienaip ar kitaip žmones erzina, o ypač pabrėžia ekspertai. Radiacinės ar magnetinės ar šiluminės problemos paprastai nepastebimos, nes tokie traukiniai važiuoja mažais atstumais ir dideliais laiko intervalais.

Taip pat žiūrėkite: Minato magnetinis variklis