Magnetisk levitation tåg - det är framtiden för transport? Hur magnetisk levitation tåg?

För mer än två hundra år har gått sedan det ögonblick då människan uppfann den första ånglok. Men fram till nu järnvägen landtransporter transporterar passagerare och tunga laster med hjälp av kraften av el och diesel, är mycket vanligt.

Det ska sägas att alla dessa år, ingenjörer, uppfinnare arbetar aktivt för att utveckla alternativa sätt att resa. Resultatet av deras arbete blir magnetisk levitation tåg.

Historien om

Själva idén att skapa en magnetisk levitation tåg har aktivt utvecklats i början av nittonhundratalet. Men för att förverkliga detta projekt i tid av någon anledning inte lyckas. För att tillverka en sådan tåg började först 1969. Det var då territorium Förbundsrepubliken Tyskland började lägga magnetspår som det skulle ta ett nytt fordon, som senare fick namnet som: tåg, maglev. den lanserades 1971. Enligt magnetspåret värd för den första maglev tåget, som kallades "Transrapid-02."

Ett intressant faktum är att de tyska ingenjörer har producerat en alternativ fordonet på basis av de poster som lämnade den vetenskapsman Hermann Kemper, i 1934 fått ett patent som bekräftar magnitoplana uppfinning.

"Transrapid-02" kan knappast kallas mycket snabbt. Han kan röra sig med en maximal hastighet på 90 kilometer i timmen. Det var låg och dess förmåga - bara fyra personer.

År 1979 skapade vi en mer avancerad modell av maglev. Detta tåg, som kallas "Transrapid-05" kunde bära sextioåtta passagerare. Han flyttade ner på linjen, som ligger i staden Hamburg, vars längd är 908 meter. Maximal hastighet, som utvecklat detta tåg är lika med sjuttiofem kilometer per timme.

Också i 1979 en annan modell maglev släpptes i Japan. Det kallades "ML-500". Japanska tåg magnetisk levitation utvecklat en hastighet på upp till fem hundra sjutton kilometer i timmen.

konkurrenskraft

Hastighet som kan utveckla en magnetisk levitation tåg, kan jämföras med hastigheten på flygplanet. Därför kan denna typ av transport bli en allvarlig konkurrent till Air flygbolag, som arbetar på ett avstånd av tusentals kilometer. Universell tillämpning av Maglev försvåras av det faktum att de inte kan flyttas genom konventionella järnvägs covers. Magnetisk levitation tåg behöver en speciell konstruktion av motorvägar. Detta kräver stora kapitalinvesteringar. Det är också troligt att skapades för Maglev magnetfält kan negativt påverka människokroppen, vilket har en negativ inverkan på hälsan hos föraren och invånarna i de regioner som ligger nära en motorväg.

Principen för drift

Magnetisk levitation tåg är en speciell typ av transport. Under körning maglev verkade sväva ovanför spåren utan att röra den. Detta sker på grund av att fordonsström styrs artificiellt genererade magnetfält. Under maglev trafik finns det ingen friktion. Där bromskraften är den aerodynamiska motståndet.

Hur fungerar det? Om vad de grundläggande egenskaperna är magneter, var och en av oss är medvetna om lärdomarna från sjätte klass fysik. Om två magneter förs samman nordpolen, kommer de att stötas. Det skapar en så kallad magnetisk levitation. När förbinder de olika poler magneterna kommer att dras till varandra. Denna relativt enkla principen är grunden för det rörelse maglev tåg som bokstavligen glider genom luften på ett kort avstånd från rälsen.

Det är nu två teknik som utvecklats med hjälp av vilken drivs av en magnetisk levitation eller suspension. Den tredje är experimentella och finns bara på papper.

elektrosuspension

Denna teknik kallas EMS. Den bygger på styrkan av det elektromagnetiska fältet, förändras med tiden. Hon och orsakar levitation (stigande luft) maglev. För förflyttning av tåget i detta fall kräver T-formade skenor, som är gjorda av en ledare (typiskt metall). Detta system fungerar i princip som konventionella tåg. Men i stället för tåget hjulpar installerade stöd- och styrmagneter. De är anordnade parallellt med den ferromagnetiska statorn belägen på kanten av de T-formade banor.

Den huvudsakliga nackdelen med EMS-tekniken är behovet att styra avståndet mellan statorn och magneterna. Och detta trots att det beror på många faktorer, inklusive de från den flyktiga karaktären hos den elektromagnetiska växelverkan. För att undvika ett plötsligt stopp av tåget, specialbatterier installerat. De kan ladda linjärgenerator, inbyggt stöd magneter och därmed tillräckligt länge för att stödja processen med levitation.

Broms schema skapas baserat EMS teknik utför låg-synkron linjärmotoracceleration. Han representeras av referens magneter samt vägbanan, över vilka svävar maglev. Hastighet och kompositions suget kan styras genom att variera frekvensen och intensiteten som genereras av en AC. För att sakta ner tillräckligt för att ändra riktning på de magnetiska vågor.

elektrosuspension

Det finns en teknik i vilken rörelse inträffar vid en maglev interaktion av två fält. En av dem skapas i webblinjen och den andra - på styrelsens sammansättning. Denna teknik EDS namn. Vid sin bas byggs en japansk magnetisk levitation tåg JR-Maglev.

Detta system har vissa skillnader från EMS, som används konventionella magneter, som matas från spolarna en elektrisk ström endast när strömmen slås på.

EDS-tekniken innebär en kontinuerlig tillförsel av el. Detta sker även om strömmen är avstängd. I sådana spolar installerade kryogeniska kylsystem som gör det möjligt att spara stora mängder energi.

Fördelar och nackdelar med EDS-teknik

Den positiva sidan av systemet, som arbetar på en elektrosuspension är dess stabilitet. Även en liten minskning eller ökning i avståndet mellan magneterna och banan styrs av krafter attraktion och repulsion. Detta gör att systemet kan vara i samma skick. Med denna teknik finns det ingen anledning att installera elektronik för styrning. Vi behöver inte och anordningar för att justera avståndet mellan webben och magneterna.

EDS-teknik har vissa nackdelar. Således, för att tillräcklig kraft sväva kompositionen, kan endast ske med hög hastighet. Det är anledningen till att maglev utrustad med hjul. De ger sin rörelse med en hastighet på upp till hundra kilometer i timmen. En annan nackdel med denna teknik är den friktionskraft som uppstår i den bakre och framsidan av repellerande magneter vid ett lågt hastighetsvärde.

På grund av det starka magnetfältet i ett avsnitt avsett för passagerare måste installera särskilt skydd. Annars är en person med en pacemaker för att resa förbjuden. Skydd behövs för magnetiska databärare (kreditkort och HDD).

Tekniken utvecklas

Tredje systemet, som nu bara finns på papperet, är användningen av EDS möjlighet att permanentmagneter som inte behöver aktivera strömavbrottet. På senare tid, trodde man att det var omöjligt. Forskarna tror att de permanenta magneterna finns det ingen kraft som kan orsaka levitation tåg. Men var detta problem undvikas. Magneter placerade i en "Halbach array" för sitt beslut. ett sådant arrangemang leder till skapandet av magnetfältet utanför arrayen, och ovanför den. Detta bidrar till att upprätthålla levitation struktur även vid en hastighet av cirka fem kilometer i timmen.

Praktiska genomförandet av detta projekt har ännu inte fått. Detta beror på de höga kostnaderna för matriser gjorda av permanentmagneter.

Fördelar med maglev

Den mest attraktiva sida av tåget magnetisk levitation är möjligheten att uppnå höga hastigheter som gör det möjligt för Maglev i framtiden att konkurrera även med en jetflygplan. Denna typ av transport är ganska sparsam i nivån på el som förbrukas. Låga kostnader och dess funktion. Detta är möjligt på grund av avsaknaden av friktion. Behagar och låg ljudnivå maglev, som har en positiv inverkan på den ekologiska miljön.

brister

Den negativa sidan av Maglev är för stort belopp som krävs för att skapa dem. Höga kostnader och spåra underhåll. Dessutom, för den betraktade transport kräver ett komplext system av vägar och höga precisionsanordningar som styr avståndet mellan banan och magneterna.

Genomförande av projektet i Berlin

I den tyska huvudstaden, öppnandet av den första typen maglevsystemet 1980 under namnet M-Bahn. banlängden var 1,6 km. Magnetisk levitation tåg skytteltrafik mellan tre tunnelbanestationer på helgerna. Möte av passagerare var fri. Efter nedgången av Berlinmuren, har stadens befolkning ökat med nästan hälften. Det tog skapandet av transportnät med förmågan att ge en hög trafikflödet. Det är därför 1991 den magnetiska tyget demonterades, och byggandet av tunnelbanan började i hans ställe.

Birmingham

Denna tyska staden låg hastighet maglev gick 1984-1995. flygplatsen och järnvägsstationen. magnetisk banlängd var bara 600 m.

Way arbetat i tio år och avslutades som svar på många klagomål från passagerare på befintlig besvär. Därefter monorail transport ersatte maglev på denna webbplats.

Shanghai

Den första magnetiska vägen i Berlin byggdes av tyska företaget Transrapid. Projektet misslyckas inte avskräcka utvecklare. De fortsatte sina studier och fått en order från den kinesiska regeringen, som har beslutat att bygga landets spår maglev. Shanghai och flygplatsen "Pudong" kopplade hög hastighet (upp till 450 km / t) sätt.
Vägen är 30 km lång öppnades 2002. Planerna för framtiden - dess utvidgning till 175 km.

Japan

I detta land år 2005 fanns en utställning Expo 2005. För dess öppning togs i drift den magnetiska banlängd av 9 km. nio stationer belägna på linjen. Maglev tjänar det territorium, som ligger i anslutning till utställningslokal.

Maglev ansåg framtidens transporter. Redan år 2025 är det tänkt att öppna en ny supersnabb spår i ett land som Japan. Magnetisk levitation tåg kommer transportera passagerare från Tokyo till en av de centrala delarna av ön. Dess hastighet är 500 km / t. För projekt kommer att behöva cirka 45 miljarder dollar.

Ryssland

Skapa en höghastighetståg planeras och järnvägar. År 2030, den maglev i Ryssland mellan Moskva och Vladivostok. Sätt att övervinna 9300 km passagerare i 20 timmar. Tåghastighet magnetisk levitation kommer att vara upp till fem hundra kilometer i timmen.