SØK

Tog på magnetiske puter - er fremtidens transport? Hvordan fungerer en magnetisk pute tog?

Mer enn to hundre år har gått siden det øyeblikket,da menneskeheten oppfunnet de første lokomotivene. Til nå er jernbanetransport med passasjerer og tung belastning ved hjelp av strøm og diesel brennstoff meget vanlig.

Det er verdt å nevne at alle disse årene har ingeniører-oppfinnere aktivt jobbet med etableringen av alternative forflytningsmetoder. Resultatet av deres arbeid var tog på magnetiske puter.

Historie om utseende

Selve ideen om å skape tog på magnetiske puteraktivt utviklet tidlig i det tjuende århundre. Men for å implementere dette prosjektet på den tiden av flere grunner og mislyktes. Fremstillingen av et slikt tog begynte først i 1969. Det var da på Tysklands territorium begynt å legge det magnetiske sporet, som skulle passere et nytt kjøretøy, som senere ble kalt tog-maglev. Det ble lansert i 1971. Det første maglev-toget, kalt "Transrapid-02", passerte magnetsporet.

magnetiske pudetog

Interessant er det faktum at tyske ingeniørerlaget et alternativt kjøretøy på grunnlag av de rekordene som ble etterlatt av forskeren Hermann Kemper, som i 1934 mottok et patent som bekreftet oppfinnelsen av magnetoplanet.

"Transrapid-02" er vanskelig å ringe veldig fort. Han kunne reise med en maksimal hastighet på 90 kilometer i timen. Lav var og dens kapasitet - bare fire personer.

I 1979 opprettet en mer avansert modell av maglev. Dette toget, kalt "Transrapid-05", kunne allerede ha åtte og åtte passasjerer. Han reiste langs en linje i Hamburg, hvor lengden var 908 meter. Den maksimale hastigheten som dette toget utviklet var lik fem og syv fem kilometer i timen.

I samme 1979 ble en annen modell av maglev utgitt i Japan. Det ble kalt ML-500. Det japanske toget på en magnetisk pute utviklet hastighet til fem hundre sytten kilometer i timen.

konkurranseevne

Hastigheten som togene kan utvikle seg påmagnetiske puter, kan sammenlignes med flyets hastighet. I denne forbindelse kan denne typen transport bli en seriøs konkurrent til de luftveiene som opererer i en avstand på opp til tusenvis av kilometer. Den utbredte bruken av maglevs hindres av at de ikke kan navigere i tradisjonelle jernbaner. Tog på magnetiske puter må bygge spesielle motorveier. Og dette krever store investeringer i kapital. Det antas også at magnetfeltet opprettet for maglevs kan påvirke menneskekroppen negativt, noe som vil påvirke helsen til sjåføren og beboerne i regioner som ligger nær en slik rute, negativt.

Operasjonsprinsipp

Tog på magnetiske puter eren spesiell form for transport. Under bevegelsen, maglev som om svinger over jernbanen uten å berøre den. Dette skjer på grunn av at kjøretøyets strøm styres kunstig generert magnetfelt. Under bevegelsen av magleven er det ingen friksjon. Bremsekraften i dette tilfellet er den aerodynamiske tråden.

Japansk magnetisk pute tog

Hvordan virker det? Vi vet om de grunnleggende egenskapene til magneter fra hver av leksjonene i fysikk i sjette klasse. Hvis to magneter blir brakt til hverandre av nordpolen, da vil de avstøte. En såkalt magnetisk pute er opprettet. Ved tilkobling av forskjellige poler blir magnene tiltrukket av hverandre. Dette ganske enkle prinsippet ligger under bevegelsen av maglev-toget, som bokstavelig talt glir gjennom luften i en liten avstand fra skinnene.

For tiden er to teknologier allerede utviklet, med hjelp av hvilken en magnetisk pute eller suspensjon er aktivert. Den tredje er eksperimentell og eksisterer bare på papir.

Elektromagnetisk suspensjon

Denne teknologien kalles EMS. Det er basert på styrken av det elektromagnetiske feltet, endring i tid. Det fører til levitasjon (løfting i luften) av magleven. For bevegelsen av toget i dette tilfellet er det nødvendig å ha T-skinner, som er laget av en leder (vanligvis metall). Denne operasjonen av systemet ligner en vanlig jernbane. Imidlertid, i toget, i stedet for hjul sett, er støtte og guide magneter installert. De er plassert parallelt med de ferromagnetiske stasjonene som ligger langs kanten av den T-formede banen.

magnetisk pute

Den største ulempen med EMS-teknologien erBehovet for å kontrollere avstanden mellom statoren og magneter. Og dette til tross for at det avhenger av mange faktorer, inkludert den ikke-konstante naturen av elektromagnetisk interaksjon. For å unngå plutselig stopp av toget, er det installert spesialbatterier på den. De er i stand til å lade opp de lineære generatorene som er bygget inn i referansemagnetene, og dermed lenge nok til å støtte levitasjonsprosessen.

Bremsing av tog opprettet på grunnlag av teknologiEMS, gir synkron lineær motor med lav akselerasjon. Den er representert av støttemagneter, samt en veiseng over hvilken magleven stiger. Hastigheten og utkastet til sammensetningen kan styres ved å endre frekvensen og styrken til den genererte vekselstrømmen. For å bremse kurset, er det nok å endre retningen av magnetbølgene.

Elektrodynamisk suspensjon

Det er en teknologi i hvilken bevegelseMagleven oppstår når to felt interagerer. En av dem er opprettet i liner på motorveien, og den andre - om bord på toget. Denne teknologien kalles EDS. Den er basert på det japanske toget på en magnetisk pute JR-Maglev.

maglev tog

Dette systemet har noen forskjeller fra EMS, hvor konvensjonelle magneter brukes, hvor spolene bare leveres med elektrisk strøm når strømmen påføres.

EDS-teknologi innebærer en permanentstrømforsyning. Dette skjer selv om strømforsyningen er koblet fra. I spolene i et slikt system er kryogenkjøling installert, noe som sparer betydelige mengder elektrisitet.

Fordeler og ulemper ved EDS-teknologien

Den positive siden av systemet jobber påelektrodynamisk suspensjon, er dens stabilitet. Selv en liten reduksjon eller økning i avstanden mellom magneter og nettet er styrt av repulsjon og tiltrengningskrefter. Dette gjør at systemet kan forbli i uendret tilstand. Med denne teknologien er det ikke nødvendig å installere elektronikk for overvåking. Ingen enheter er nødvendig for å justere avstanden mellom klut og magneter.

EDS teknologi har noen ulemper. Så, kraften som er tilstrekkelig for levitasjon av sammensetningen, kan oppstå bare ved høy hastighet. Derfor er maglevene utstyrt med hjul. De sikrer bevegelsen med en hastighet på opptil 100 kilometer i timen. En annen ulempe ved denne teknologien er friksjonskraften som oppstår i baksiden og forsiden av de repellerende magneter med lav hastighet.

På grunn av det sterke magnetfeltet i seksjonen,beregnet for passasjerer, er det nødvendig å installere spesiell beskyttelse. Ellers er en person med elektronisk hjertestimulerende middel forbudt å reise. Beskyttelse er også nødvendig for magnetiske medier (kredittkort og harddisk).

Utviklet teknologi

Det tredje systemet, som for øyeblikket erfinnes bare på papir, er bruk i EDS-versjonen av permanente magneter, som for aktivering ikke trenger strøm. Inntil nylig ble det antatt at dette var umulig. Forskere trodde at permanente magneter ikke har den slags kraft som kan forårsake levitasjon av et tog. Dette problemet ble imidlertid unngått. For å løse det ble magneter plassert i "gruppen av Halbach". Dette arrangementet fører til dannelsen av et magnetfelt, ikke under massivet, men over det. Dette bidrar til å opprettholde levitasjonen av sammensetningen, selv med en hastighet på omtrent fem kilometer i timen.

Japan toget på en magnetisk pute
Prosjektet har ennå ikke fått noen praktisk gjennomføring. Dette skyldes den høye prisen på arrays laget av permanente magneter.

Fordeler av Muggles

Den mest attraktive siden av tog tilmagnetisk pute er muligheten til å oppnå høye hastigheter, noe som gjør at maglev i fremtiden kan konkurrere med jetfly. Denne typen transport er ganske økonomisk når det gjelder forbruket elektrisitet. Lav kostnad og drift. Dette blir mulig på grunn av mangel på friksjon. Fornøyelser og lav støy av maglevs, noe som vil påvirke den økologiske situasjonen positivt.

mangler

Den negative siden av maglevs er ogsåden store summen som er nødvendig for deres opprettelse. Høye kostnader og vedlikehold av sporet. I tillegg krever denne typen transport et komplekst system av stier og ultralyd instrumenter som styrer avstanden mellom klut og magneter.

Gjennomføring av prosjektet i Berlin

I den tyske hovedstaden på 1980-tallet,Åpningen av det første Muggle-typen som heter M-Bahn. Lengden på lerretet var 1,6 km. Et magnetisk polstrede tog skiftet mellom de tre t-banestasjonene i helgene. Passasjer for passasjerer var gratis. Etter Berlinmurens fall doblet byens befolkning nesten. Det var nødvendig å skape transportnett med muligheten til å gi høy personbefordring. Det er derfor i 1991 demontert magnetisk lerret, og på sin plass begynte bygging av t-banen.

Birmingham

I denne tyske byen ble lavhastighets maglev koblet fra 1984 til 1995. flyplass og jernbanestasjon. Lengden på den magnetiske banen var bare 600 m.

maglev shanghai

Veien jobbet i ti år og ble stengt på grunn av mange klager over passasjerer for eksisterende ulemper. Deretter erstattet monorail transporten maglev på dette nettstedet.

Shanghai

Den første magnetveien i Berlin ble byggetdet tyske selskapet Transrapid. Feil i prosjektet skremte ikke utviklerne. De fortsatte sin forskning og mottok en ordre fra den kinesiske regjeringen, som bestemte seg for å bygge en maglev-rute i landet. Shanghai og Pudong flyplass knyttet denne høyhastighetsbanen (opptil 450 km / t).
En 30 km lang vei ble åpnet i 2002. Fremtidige planer inkluderer å utvide den til 175 km.

Japan

I dette landet i 2005 ble utstillingen Expo-2005 avholdt. Ved åpningen ble en 9 km lang magnetisk spor bestilt. Det er ni stasjoner på linjen. Maglev serverer det territoriet som ligger ved siden av utstillingsstedet.

Maglev i Russland

Maglevs betraktes som fremtidens transport. Allerede i 2025 er det planlagt å åpne en ny motorvei i et land som Japan. Den magnetiske pute tog vil bære passasjerer fra Tokyo til en av de sentrale områdene på øya. Dens hastighet vil være 500 km / t. For å gjennomføre prosjektet vil trenge om førti fem milliarder dollar.

Russland

Opprett et høyhastighets tog er planlagt ogRZD. I 2030 vil Maglev i Russland koble Moskva og Vladivostok. Veien til 9300 km passasjerer vil overvinne om 20 timer. Hastigheten til et magnetisk pute tog vil nå fem hundre kilometer i timen.

  • evaluering: