Най-интересното за влаковете на магнитно окачване

Магнетоплан или Маглев (от английски магнитна левитация) е влак на магнитно окачване, задвижван и контролиран от магнитни сили. Такава композиция, за разлика от традиционните влакове, не докосва железопътната повърхност по време на движение. Тъй като има пролука между влака и повърхността на движение, триенето се елиминира и единствената сила на влачене е силата на аеродинамичното влачене.

Скоростта, постигната от Мъгъл, е сравнима със скоростта на самолета и ви позволява да се състезавате с въздушния трафик на малки (за авиацията) разстояния (до 1000 км). Въпреки че самата идея за такъв транспорт не е нова, икономическите и техническите ограничения не му позволяват да се разгърне напълно: за обществено ползване технологията е внедрена само няколко пъти. В момента Maglev не може да използва съществуващата транспортна инфраструктура, въпреки че има проекти с разположението на елементите на магнитния път между релсите на конвенционална железопътна линия или под коловоза.

Преглед на влака с магнитно окачване

В момента има 3 основни технологии за магнитно окачване на влакове:

1. На свръхпроводящи магнити (електродинамично окачване, EDS).

Свръхпроводящ магнит - електромагнит или електромагнит с намотка от свръхпроводящ материал. Намотка в състояние на свръхпроводимост има нулево омично съпротивление. Ако такава намотка е с късо съединение, тогава индуцираният в нея електрически ток се поддържа почти всяко време.

Магнитното поле на непрекъснатия ток, циркулиращо през намотката на свръхпроводящия магнит, е изключително стабилно и без пулсации, което е важно за редица приложения в научните изследвания и технологиите. Намотката на свръхпроводящ магнит губи свойството си на свръхпроводимост, когато температурата се повиши над критичната температура Tk на свръхпроводника, когато критичният ток Ik или критичното магнитно поле Hk достигне намотката. Като се има предвид това, за намотките на свръхпроводящи магнити. прилагайте материали с високи стойности на Tk, Ik и Nk.

2. Върху електромагнитите (електромагнитно окачване, EMS).

3. на постоянни магнити; това е нова и потенциално най-икономичната система.

Съставът левитира поради отблъскването на едни и същи полюси на магнити и, обратно, привличането на различни полюси. Движението се осъществява от линеен двигател.

Линеен двигател - електрически двигател, при който един от елементите на магнитната система е отворен и има разширена намотка, която създава пътуващо магнитно поле, а другият е направен под формата на водач, осигуряващ линейно движение на подвижната част на двигателя.

Вече са разработени много проекти за линейни двигатели, но всички те могат да бъдат разделени в две категории - двигатели с ниско ускорение и двигатели с високо ускорение.

Двигателите с ниско ускорение се използват в обществения транспорт (maglev, monorail, метро). Двигателите с високо ускорение са с много малка дължина и обикновено се използват за ускоряване на обект до висока скорост и след това го освобождават. Те често се използват за изследвания на свръхскоростни сблъсъци, като оръжия или космически кораби. Линейните двигатели се използват широко и при задвижвания на металорежещи машини, и в роботиката. разположени или във влака, или по пътя, или там и там. Сериозен проблем в дизайна е голямото тегло на достатъчно мощни магнити, тъй като за поддържане на масивен състав във въздуха е необходимо силно магнитно поле.

Според теоремата на Ърншоу (понякога писана от Ърншоу) статичните полета, създадени само от електромагнити и постоянни магнити, са нестабилни, за разлика от диамагнетичните полета.

Диамагнетици - вещества, които се намагнетизират в посока на външното магнитно поле, действащо върху тях. При липса на външно магнитно поле, диамагнетиците нямат магнитен момент. и свръхпроводящи магнити. Има системи за стабилизиране: сензорите постоянно измерват разстоянието от влака до коловоза и съответно напрежението върху електромагнитите се променя. Най-активните разработки на Мъгли са Германия и Япония.

достойнство

• Теоретично най-високата скорост, която може да се постигне при сериен (не спортен) наземен транспорт.

• Нисък шум.

недостатъци

• Високата цена за създаване и поддържане на габарит.

• Тегло на магнити, консумация на енергия.

• Електромагнитното поле, създадено от магнитното окачване, може да бъде вредно за обучението на екипажите и / или околните жители. Дори тяговите трансформатори, използвани на железопътни линии, електрифицирани с променлив ток, са вредни за машинистите, но в този случай силата на полето е с порядък по-голяма. Възможно е също така да не бъдат достъпни линии за мъгли за хора, използващи пейсмейкъри.

• Ще се изисква при висока скорост (стотици км / ч) да се контролира пролуката между пътя и влака (няколко сантиметра). Това изисква свръхбързи системи за управление.

• Изисква се сложна инфраструктура за пътуване.

Например стрелката за „Мъгъл“ е две участъци от пътя, които се заменят една в друга в зависимост от посоката на въртене. Следователно е малко вероятно линиите на Мъгъл да образуват повече или по-малко разклонени мрежи с вилици и пресечни точки.

опции

Има проекти на магнитни пътища с различни видове магнитно окачване, например Tubular Rail предлага да се откаже от релсата като такава и да използва само периодично разположени пръстеновидни опори.

изпълнение

M-Bahn в Берлин

Първата обществена система за мъгли (M-Bahn) е построена в Берлин през 80-те години.

Път с дължина 1,6 км свързваше 3 метростанции от железопътния възел в Глийсдриек с изложбените площадки в Потсдамър Страс. След дълги изпитания пътят беше отворен за пътнически трафик на 28 август 1989 г. Пътуването беше безплатно, колите се контролираха автоматично без шофьор, пътят работеше само през почивните дни. В района, където пътят се приближаваше, трябваше да се извърши масово строителство. Пътят е построен върху тройника на бившата метро U2, където движението е прекъснато поради разделението на Германия и разрушенията по време на войната. 18 юли 1991 г. линията влиза в търговска експлоатация и е включена в системата на метрото в Берлин.

След разрушаването на Берлинската стена населението на Берлин всъщност се удвои и беше необходимо да се свържат транспортните мрежи на Изток и Запад. Новият път прекъсна важна метро линия и градът трябваше да осигури висок пътнически трафик. 13 дни след въвеждането в експлоатация, 31 юли 1991 г., общината решава да демонтира магнитния път и да възстанови метрото. От 17 септември пътят беше демонтиран, а по-късно метрото беше възстановено.

Бирмингам

Скоростна совалка за мъгли се движеше от летището в Бирмингам до най-близката жп гара между 1984 и 1995 година. Дължината на трасето беше 600 м, а пролуката на окачването - 1,5 см. Пътят, работещ 10 години, беше затворен поради оплаквания на пътници от неудобства и беше заменен с традиционна монорелса.

Шанхай

Провалът с първия път на Мъгъл в Берлин не попречи на германската компания Transrapid, дъщерно дружество на Siemens AG и ThyssenKrupp, да продължи да извършва проучвания, а по-късно компанията получи заповед от китайското правителство да изгради високоскоростна (450 км / ч) линия на мангъл от летището в Шанхай Пудун до Шанхай. Пътят е открит през 2002 г., дължината му е 30 км. В бъдеще се планира разширяването му до другия край на града до старото летище Хонгяо и по-нататък на югозапад до Ханджоу, след което общата му дължина трябва да бъде 175 км.

Япония

В Япония се тества път в околностите на префектура Яманаши по технологията JR-Maglev. Скоростта, постигната по време на тестовете с MLX01-901 с пътници на 2 декември 2003 г., е 581 км / ч.

Там, в Япония, нова писта беше пусната в търговска експлоатация при откриването на Expo 2005 през март 2005 г. Линията 9 км Линимо (Нагоя) се състои от 9 станции. Минималният радиус е 75 м, максималният наклон е 6%. Линейният двигател позволява на влака да ускорява до 100 км / ч за секунди. Линията обслужва района в съседство с мястото, университета Айчи и някои части на Нагакуте. Влакове, произведени от Chubu HSST Development Corp.

Има доказателства, че горните японски компании изграждат подобна линия в Южна Корея.

Япония ще пусне влак с магнитна възглавница

Япония планира да пусне свръхбърз влак с магнитна възглавница през фискалната 2025 година. Изграждането на линията и влаковете ще струва около 45 милиарда долара, съобщава AFP.

Влакът ще използва технология за магнитна левитация (понякога наричан магъл). Магнитното поле позволява на състава, въпреки гравитацията на Земята, да се извисява над линията и поради това се движи много по-бързо от обикновен влак.

Единствената в света действаща железопътна линия с магнитна левитация на пътници се намира в Шанхай и е с дължина 30,5 километра. Влакът се движи по него със скорост 430 километра в час.

290-километрова японска линия ще свързва Токио и все още неопределената зона в централна Япония. Очаква се влаковете с линеен електромотор да достигнат скорост от около 500 километра в час.

Изграждането на линията ще бъде предприето от Central Japan Railway Co. (JR Central), която през 2003 г. вече изпробва технологията за магнитна левитация. След това опитният екип постави световен рекорд за скорост на влака: 581 километра в час. Припомнете си, че рекорда за скорост за конвенционален железопътен влак принадлежи на Франция - 574,8 километра в час.

Компанията ще отдели около 45 милиарда долара за проекта. Първоначално се очакваше правителството частично да субсидира изграждането на линията, но тези надежди не бяха реализирани, в резултат на това компанията ще намери средства чрез увеличаване на дългосрочния си дълг. JR-Maglev

JR-Maglev използва електродинамично окачване на свръхпроводящи магнити (EDS), инсталирани както във влака, така и на коловоза. За разлика от германската система Transrapid (оперативна линия от Шанхай до летище Шанхай в Китай), JR-Maglev не използва монорелсова схема: влаковете се движат в канала между магнитите. Такава схема ви позволява да развивате по-високи скорости, осигурява по-голяма безопасност на пътниците в случай на евакуация и лекота на работа.

Движението на maglev се дължи на линейния двигател.

За разлика от електромагнитното окачване (EMS), влаковете, създадени по EDS технология, изискват допълнителни колела, когато се движат с ниска скорост (до 150 км / ч). Когато се достигне определена скорост, колелата се отделят от земята и влакът „лети“ на разстояние от няколко сантиметра от повърхността. В случай на авария, колелата позволяват и по-меко спиране на влака. Въпреки това с цената на изграждането и експлоатацията на EDS системата, внедрена от JR-Maglev, е по-скъпа от EMS Transrapid системи.

За спиране в нормален режим се използват електродинамични спирачки. За спешни случаи влакът е оборудван с прибиращи се аеродинамични и дискови спирачки на вагони.

На линията в Яманаши се изпитват няколко влака с различни форми на обтягането на носа: от обичайните заострени, до почти плоски, дълги 14 метра, предназначени да се отърват от силния памук, който придружава влака, влизащ в тунела с висока скорост. Могъл влакът може да бъде изцяло контролиран от компютър.Шофьорът следи работата на компютъра и получава изображение на пътя през видеокамерата (кабината на водача няма прозорци с изглед отпред).

Китайците срещу "пътя на бъдещето"

Хората на Шанхай излязоха с масови протести срещу местната гордост - уникална магнитна възглавница, чиито влакове сякаш летят във въздуха.

Нещо повече, на улицата не излизаха полугладни работници, а по-скоро заможни представители на средната класа. Те нарушиха забраната на страната за демонстрации и скандираха: „Спасете децата, устоявайте на радиацията!“

Мощните магнити, като че ли, окачват влака над платформата и го избутват напред със скорост до 430 километра в час. За изстрелването на първия маршрут - от летището до покрайнините на града - бяха платени 1,4 милиарда долара, а сега в Шанхай решиха да удължат този път с още 30 километра по-нататък през града.

„Чувстваме се, че живеем в микровълнова печка, домовете ни се обезцениха, брокерите отказват да се справят с нас, когато разберат, че домовете ни са близо до маршрута на влака“, оплакват се китайците, чиито домове са били в непосредствена близост до „пътя на бъдещето“ ". Според тях магистралата излъчва силна електромагнитно излъчване.

„Железопътната линия на бъдещето“ създаде в Германия и преди това предизвика протести на хората от Шанхай. Но този път властите, изплашени от демонстрации, заплашващи да се разлеят в големи вълнения, обещаха да се справят с влаковете. За да спрат демонстрациите навреме, служителите дори закачиха видеокамери на онези места, където най-често се провеждат масови протести. Китайската тълпа е много организирана и подвижна, тя може да се събере за няколко секунди и да се превърне в демонстрация с лозунги.

Това са най-големите фолклорни изпълнения в Шанхай след анти-японските маршове през 2005 г. Това не е първият протест, предизвикан от загрижеността на Китай заради влошената среда. Миналото лято хиляди демонстранти принудиха правителството да отложи изграждането на химически комплекс.

коментар

Според еколозите на WWF, най-голямата опасност от влаковете с магнитна възглавница представлява така нареченото шумово замърсяване. Шумът от тези влакове е много по-неприятен и досаден от този на конвенционалните влакове или влакове. Постоянният престой в зоната на този шум предизвиква усещане за безпокойство, несигурност, раздразнение. Всякакви звуци по един или друг начин действат на хората досадно и това особено, подчертават експертите. Проблеми с радиацията, магнитната или топлинната, обикновено не се наблюдават, тъй като такива влакове се движат на къси разстояния и с големи интервали от време.

Вижте също: Minato Magnetic Motor