Mielenkiintoisin asia magneettisen jousituksen junissa

Magnetoplan tai Maglev (englanninkielinen magneettinen levitaatio) on magneettisen jousituksen juna, jota ajetaan ja ohjataan magneettisten voimien avulla. Tällainen koostumus, toisin kuin perinteiset junat, ei koske kiskon pintaa liikkumisen aikana. Koska junan ja liikkeen pinnan välillä on rako, kitka eliminoituu, ja ainoa vetovoima on aerodynaamisen vetovoiman vaikutus.

Muglin saavuttama nopeus on verrattavissa lentokoneen nopeuteen ja antaa sinun kilpailla lentoliikenteen kanssa pienillä (ilmailun) etäisyyksillä (jopa 1000 km). Vaikka tällaisen kuljetuksen ajatus ei ole uusi, taloudelliset ja tekniset rajoitukset eivät antaneet sen mahdollisuutta kehittyä kokonaan: julkiseen käyttöön tekniikka toteutettiin vain muutaman kerran. Tällä hetkellä Maglev ei voi käyttää olemassa olevaa liikenneinfrastruktuuria, vaikka on olemassa hankkeita, joissa magneettitien elementit sijoitetaan tavanomaisen rautatien kiskojen väliin tai radan alle.

Magneettisen jousitusjunakatsaus

Tällä hetkellä junien magneettiseen ripustamiseen on olemassa 3 pääteknologiaa:

1. Suprajohtavissa magneeteissa (sähköodynaaminen suspensio, EDS).

Suprajohtava magneetti - solenoidi tai sähkömagneetti, jossa on suprajohtavan materiaalin käämi. Kierrolla suprajohtavuuden tilassa on nolla ohminen vastus. Jos tällainen käämi on oikosuljettu, niin siinä indusoitu sähkövirta ylläpidetään melkein minkä tahansa ajan.

Suprajohtavan magneettin käämityksen läpi kiertävän vaipaton virran magneettikenttä on erittäin vakaa ja siinä ei ole rypistymiä, mikä on tärkeä useille sovelluksille tieteellisessä tutkimuksessa ja tekniikassa. Suprajohtavan magneetin käämi menettää suprajohtavuusominaisuutensa, kun lämpötila nousee suprajohtimen kriittisen lämpötilan Tk yläpuolelle, kun kriittinen virta Ik tai kriittinen magneettikenttä Hk saavuttaa käämin. Tämä otetaan huomioon suprajohtavien magneettien käämityksissä. levitä materiaaleja, joilla on korkeat arvot Tk, Ik ja Nk.

2. Sähkömagneeteissa (sähkömagneettinen jousitus, EMS).

3. kestomagneeteissa; se on uusi ja mahdollisesti taloudellisin järjestelmä.

Koostumus levittää johtuen samojen magneettinapojen torjumisesta ja päinvastoin, eri napojen vetovoimasta. Liikkeen suorittaa lineaarimoottori.

Lineaarimoottori on sähkömoottori, jossa yksi magneettisen järjestelmän elementeistä on avoin ja jossa on laajennettu käämi, joka luo liikkuvan magneettikentän, ja toinen on muodostettu ohjaimen muodossa, joka tarjoaa moottorin liikkuvan osan lineaarisen liikkeen.

Nyt on kehitetty monia lineaarimoottoriprojekteja, mutta ne kaikki voidaan jakaa kahteen luokkaan - pienikiihdytysmoottorit ja korkeakiihtyvyysiset moottorit.

Matalan kiihtyvyyden moottoreita käytetään julkisessa liikenteessä (maglev, monorail, metro). Suuren kiihtyvyyden moottorit ovat hyvin pieniä, ja niitä käytetään yleensä esineen kiihdyttämiseen suurelle nopeudelle ja sitten sen vapauttamiseksi. Niitä käytetään usein hypernopeuden törmäysten tutkimukseen, kuten aseisiin tai avaruusalusten kantoraketteihin. Lineaarimoottoreita käytetään myös laajalti metallin leikkauskoneiden syöttölaitteissa ja robotiikassa. sijaitsevat joko junassa tai matkalla, tai sekä siellä että siellä. Vakava suunnitteluongelma on riittävän voimakkaiden magneettien suuri paino, koska vaaditaan voimakas magneettikenttä massiivisen koostumuksen ylläpitämiseksi ilmassa.

Earnshaw-lauseen (joskus kirjoittanut Earnshaw) mukaan pelkästään sähkömagneettien ja kestomagneettien luomat staattiset kentät ovat epävakaita, toisin kuin diamagnettiset kentät.

Diamagneetit - aineet, jotka magnetoidaan niihin vaikuttavan ulkoisen magneettikentän suuntaan. Ulkoisen magneettikentän puuttuessa diamagneteilla ei ole magneettista momenttia. ja suprajohtavat magneetit. On olemassa stabilointijärjestelmiä: anturit mittaavat jatkuvasti etäisyyttä junasta raiteelle ja vastaavasti sähkömagneettien jännite muuttuu. Aktiivisimmat muglikehitykset ovat Saksa ja Japani.

arvokkuus

• Teoreettisesti suurin nopeus, joka voidaan saada sarja- (ei urheilu) maantiekuljetuksissa.

• Matala melu.

puutteet

• Mittarin luomisen ja ylläpidon korkeat kustannukset.

• Magneettien paino, virrankulutus.

• Magneettisen jousituksen luoma sähkömagneettinen kenttä voi olla haitallista junahenkilökunnalle ja / tai sitä ympäröiville asukkaille. Jopa vaihtovirtaan sähköistetyillä rautateillä käytettävät vetomuuntajat ovat haitallisia kuljettajille, mutta tässä tapauksessa kentänvoimakkuus on suuruusluokkaa suurempi. On myös mahdollista, että muglilinjoja ei ole saatavilla sydämentahdistinta käyttäville.

• Sitä vaaditaan suurella nopeudella (satoja km / h) tien ja junan välisen raon hallintaan (useita senttimetrejä). Tämä vaatii erittäin nopeita ohjausjärjestelmiä.

• Tarvitaan monimutkainen matkainfrastruktuuri.

Esimerkiksi muglin nuoli on kaksi tien osaa, jotka korvaavat toisiaan pyörimissuunnasta riippuen. Siksi on epätodennäköistä, että Muggle-linjat muodostavat enemmän tai vähemmän haarautuneita verkkoja, joissa on haarukat ja risteykset.

vaihtoehtoja

On olemassa magneettiteiden projekteja, joissa on erityyppisiä magneettisen jousituksen muotoja, esimerkiksi Tubular Rail tarjoaa luopumisen kiskosta sellaisenaan ja käyttää vain ajoittain toisistaan ​​sijaitsevia rengasmaisia ​​tukia.

täytäntöönpano

M-Bahn Berliinissä

Ensimmäinen julkinen muglijärjestelmä (M-Bahn) rakennettiin Berliinissä 1980-luvulla.

1,6 km pitkä tie yhdisti 3 metroasemaa Gleisdreieck-rautatieasemalta Potsdamer Strasse -messupaikalle. Pitkien kokeilujen jälkeen tie oli avoin matkustajaliikenteelle 28. elokuuta 1989. Matka oli ilmainen, autoja ohjataan automaattisesti ilman kuljettajaa, tie toimi vain viikonloppuisin. Alueella, jolle tie lähestyi, sen piti tehdä massarakentamista. Tie rakennettiin entisen U2-metrolinjan jalustalle, jossa liikenne keskeytettiin Saksan jaon ja sodan aikana tapahtuneen tuhoamisen takia. 18. heinäkuuta 1991 linja aloitti kaupallisen toiminnan ja sisältyy Berliinin metrojärjestelmään.

Berliinin muurin tuhoamisen jälkeen Berliinin väestö kaksinkertaistui ja oli tarpeen yhdistää idän ja lännen liikenneverkot. Uusi tie keskeytti tärkeän metrolinjan, ja kaupungin piti varmistaa korkea matkustajaliikenne. 13 päivää kaupallisen toiminnan aloittamisen jälkeen, 31. heinäkuuta 1991, kunta päätti purkaa magneettitie ja palauttaa metro. Tuli purettiin 17. syyskuuta, ja myöhemmin metro palautettiin.

Birmingham

Nopea muglikuljetus kulki Birminghamin lentokentältä lähimmälle rautatieasemalle vuosina 1984-1995. Reitin pituus oli 600 m ja jousitusrako 1,5 cm. Kymmenen vuoden ajan työskennellyt tie oli suljettu matkustajien valitusten johdosta aiheuttamista haitoista ja korvattiin perinteisellä monorailulla.

Shanghai

Epäonnistuminen ensimmäisen Muggle-tien päällä Berliinissä ei estänyt saksalaista yritystä Transrapid, joka on Siemens AG: n ja ThyssenKruppin tytäryhtiö, jatkamasta tutkimustaan, ja myöhemmin yritys sai Kiinan hallitukselta tilauksen rakentaa nopea (450 km / h) muglirata Shanghain Pudongin lentokentältä Shanghaissa. Tie avattiin vuonna 2002, sen pituus on 30 km. Jatkossa sitä on tarkoitus jatkaa kaupungin toiseen päähän vanhaan Hongqiaon lentokentälle ja edelleen lounaaseen Hangzhouin, jonka jälkeen sen kokonaispituuden tulisi olla 175 km.

Japani

Japanissa tiet testataan Yamanashin prefektuurin läheisyydessä JR-Maglev-tekniikalla. MLX01-901-testin avulla matkustajien kanssa 2.12.2003 saavutettu nopeus oli 581 km / h.

Siellä, Japanissa, uusi kappale otettiin kaupalliseen käyttöön Expo 2005: n avajaisissa maaliskuussa 2005. 9 km Linimo (Nagoya) -linja koostuu 9 asemasta. Pienin säde on 75 m, suurin kaltevuus 6%. Lineaarimoottori antaa junan kiihtyä nopeuteen 100 km / h sekunneissa. Linja palvelee tapahtumapaikan viereistä aluetta, Aichin yliopistoa ja joitain Nagakuten osia. Chubu HSST Development Corp.: n valmistamat junat

On näyttöä siitä, että edellä mainitut japanilaiset yritykset rakentavat samanlaista linjaa Etelä-Koreaan.

Japani avaa magneettisen tyynyjunan

Japani aikoo käynnistää erittäin nopean magneettisen tyynyjunan verovuoden 2025 aikana. Linjan ja junien rakentaminen maksaa noin 45 miljardia dollaria, AFP raportoi.

Juna käyttää magneettinen levitaatio tekniikka (joskus kutsutaan mugliksi). Magneettikenttä antaa koostumukselle maapallon painovoimasta huolimatta nousta linjan yläpuolelle ja johtuen tästä liikkeestä paljon nopeammin kuin tavallisessa junassa.

Maailman ainoa toimiva matkustajamagneettisen levitaation rautatie sijaitsee Shanghaissa ja sen pituus on 30,5 kilometriä. Juna liikkuu sitä pitkin nopeudella 430 kilometriä tunnissa.

290 km: n japanilainen linja yhdistää Tokion ja vielä määrittelemättömän alueen Keski-Japanissa. Lineaarisella sähkömoottorilla varustettujen junien odotetaan saavuttavan nopeuden noin 500 kilometriä tunnissa.

Radan rakentamisesta vastaa Central Japan Railway Co. (JR Central), joka jo vuonna 2003 testasi magneettisen levitation tekniikkaa. Tämän jälkeen kokenut joukkue asetti junaan maailman nopeusrekordin: 581 kilometriä tunnissa. Muista, että tavanomaisen rautatiejunan nopeusrekisteri kuuluu Ranskalle - 574,8 km tunnissa.

Yhtiö käyttää noin 45 miljardia dollaria projektiin. Alun perin odotettiin, että hallitus tuki osittain linjan rakentamista, mutta näitä toiveita ei toteutettu, minkä seurauksena yritys löytää varoja kasvattamalla pitkäaikaista velkaansa. JR-Maglev

JR-Maglev käyttää sähköodynaamista jousitusta suprajohtavilla magneeteilla (EDS), jotka on asennettu sekä junaan että raiteille. Toisin kuin saksalainen Transrapid-järjestelmä (käyttölinja Shanghaista Shanghain lentokentälle Kiinassa), JR-Maglev ei käytä yksireunaista järjestelmää: junat liikkuvat magneettien välisellä kanavalla. Tällainen järjestelmä antaa sinun kehittää suurempia nopeuksia, parantaa matkustajien turvallisuutta evakuoinnin yhteydessä ja helppoa käyttöä.

Magneelin liike johtuu lineaarimoottorista.

Toisin kuin sähkömagneettinen jousitus (EMS), EDS-tekniikalla luodut junat vaativat lisäpyörät ajonopeudella (jopa 150 km / h). Kun tietty nopeus saavutetaan, pyörät erotetaan maasta ja juna “lentää” useiden senttien päässä etäisyydeltä pinnasta. Onnettomuustapauksessa pyörät mahdollistavat myös junan pehmeämmän pysähtymisen. JR-Maglevin toteuttama EDS-järjestelmän rakentaminen ja käyttö on kuitenkin kalliimpaa kuin EMS Transrapid -järjestelmä.

Jarruttamiseen normaalitilassa käytetään sähköodynaamisia jarruja. Hätätapauksissa juna on varustettu sisäänvedettävillä aerodynaamisilla ja levyjarruilla kärryissä.

Yamanashi-linjalla testataan useita junia, joiden muoto on nenän muotoinen: tavallisesta terävästä melkein tasaiseen 14 metrin pituiseen, joka on suunniteltu pääsemään eroon kovasta puuvillasta, joka seuraa junaa nouseessa tunneliin suurella nopeudella. Muggle-juna voidaan täysin ohjata tietokoneella.Kuljettaja tarkkailee tietokoneen toimintaa ja vastaanottaa kuvan polusta videokameran kautta (kuljettajan ohjaamossa ei ole edestä avautuvia ikkunoita).

Kiinalaiset "tulevaisuuden tietä" vastaan

Shanghain ihmiset ovat julkaissut joukkomielenosoitukset paikallista ylpeyttä vastaan ​​- ainutlaatuista magneettista tyynyrautatietä, jonka junat näyttävät lentävän ilman kautta.

Lisäksi kaduilla eivät käyneet puoliksi nälkää kärsivät työntekijät, vaan pikemminkin varakkaat keskiluokan edustajat. He rikkoivat maan mielenosoituskieltoa ja rukoilivat: "Pelasta lapset, vastusta säteilyä!"

Tehokkaat magneetit ripustavat junan lavan yli ja työntävät sitä eteenpäin jopa 430 kilometrin tunnissa nopeudella. Ensimmäisen reitin aloittamiseen maksettiin 1,4 miljardia dollaria - lentokentältä kaupungin laitamille, ja nyt Shanghaissa he päättivät jatkaa tätä tietä vielä 30 kilometriä kauempana kaupungin läpi.

"Tunnemme asuvansa mikroaaltouunissa, kotimme ovat heikentyneet, kiinteistönvälittäjät kieltäytyvät tekemästä kanssamme, kun he saavat selville, että kotimme ovat lähellä junareittiä", valittavat kiinalaiset, joiden kotit olivat lähellä "tulevaisuuden tietä" ". Heidän mukaansa moottoritie säteilee vahvaa sähkömagneettinen säteily.

Saksassa luotu ”tulevaisuuden rautatie”, joka aikaisemmin aiheutti mielenosoituksia Shanghain kansalaisilta. Mutta tällä kertaa viranomaiset, peläten suuriin levottomuuksiin uhkaavia mielenosoituksia, lupasivat käsitellä junia. Mielenosoitusten pysäyttämiseksi ajoissa virkamiehet ripustivat jopa videokamerat niihin paikkoihin, joissa yleisimmät mielenosoitukset tapahtuivat. Kiinalainen väkijoukko on hyvin organisoitu ja liikkuva, se voi kerätä muutamassa sekunnissa ja muuttua mielenosoitukseksi iskulauseilla.

Nämä ovat Shanghain suurimpia kansanmusiikkiesityksiä Japanin vastaisten marssien jälkeen vuonna 2005. Tämä ei ole ensimmäinen mielenosoitus, jonka Kiinan huolestuminen ympäristön huonontumisesta aiheuttaa. Viime kesänä joukot mielenosoittajia pakottivat hallituksen lykkäämään kemikaalikompleksin rakentamista.

kommentti

WWF-ekologien mukaan magneettisen tyynyjunan suurin vaara on ns. Melupäästö. Näiden junien melu on paljon epämiellyttävämpi ja ärsyttävämpi kuin tavanomaisten junien tai junajen. Jatkuva oleskelu tämän melun alueella aiheuttaa ahdistuksen, epävarmuuden ja ärsytyksen tunnetta. Kaikki äänet vaikuttavat tavalla tai toisella ihmisiä ärsyttävästi, ja erityisesti nämä, asiantuntijat korostavat. Säteilyongelmia, magneettista tai lämpöä, ei yleensä havaita, koska tällaiset junat kulkevat lyhyitä matkoja ja suurilla aikaväleillä.

Katso myös: Minato-magneettimoottori