Kereta api pengangkatan magnet - ini adalah masa depan pengangkutan? Bagaimanakah pengangkatan magnet kereta api?

Selama lebih dua ratus tahun telah berlalu sejak masa ini apabila manusia mencipta lokomotif wap pertama. Bagaimanapun, sehingga kini pengangkutan tanah kereta api yang membawa penumpang dan muatan berat menggunakan kuasa elektrik dan bahan api diesel, adalah perkara biasa.

Ia harus berkata bahawa semua ini tahun, jurutera, pencipta secara aktif berusaha untuk membangunkan cara-cara alternatif untuk perjalanan. Hasil kerja mereka menjadi kereta api pengangkatan magnet.

Kisah

Yang idea untuk mewujudkan kereta api pengangkatan magnet telah dibangunkan secara aktif dalam awal abad kedua puluh. Walau bagaimanapun, untuk merealisasikan projek ini dalam masa untuk beberapa sebab-sebab yang tidak berjaya. Untuk mengeluarkan kereta api itu bermula hanya pada tahun 1969. Ia kemudiannya wilayah Republik Persekutuan Jerman mula meletakkan trek magnet di mana ia akan mengambil kenderaan baru, yang kemudiannya dinamakan sebagai: kereta api, maglev. ia dilancarkan pada 1971. Menurut trek magnet dihoskan kereta api maglev yang pertama, yang dipanggil "Transrapid-02."

Satu fakta menarik ialah bahawa jurutera Jerman telah menghasilkan kenderaan alternatif berdasarkan rekod yang menyebabkan saintis Hermann Kemper itu, pada tahun 1934 menerima paten mengesahkan magnitoplana ciptaan.

"Transrapid-02" tidak boleh dipanggil sangat cepat. Dia boleh bergerak pada kelajuan maksimum 90 kilometer sejam. Ia adalah rendah dan kapasitinya - hanya empat orang.

Pada tahun 1979 kami mencipta model yang lebih maju daripada maglev. kereta api ini, yang dipanggil "Transrapid-05" boleh membawa enam puluh lapan penumpang. Beliau berpindah ke depan, yang terletak di bandar Hamburg, yang panjangnya 908 meter. kelajuan maksimum, yang membangunkan kereta api ini adalah sama dengan tujuh puluh lima kilometer sejam.

Juga pada tahun 1979 lagi maglev model telah dikeluarkan di Jepun. Ia dipanggil "ML-500". kereta api Jepun pengangkatan magnet membangunkan kelajuan sehingga 517 kilometer sejam.

daya saing

Kelajuan yang boleh membangunkan kereta api pengangkatan magnet, boleh dibandingkan dengan kelajuan pesawat. Oleh itu, jenis pengangkutan boleh menjadi pesaing serius kepada Air syarikat penerbangan, yang beroperasi pada jarak beribu-ribu kilometer. permohonan sejagat Maglev yang dihalang oleh fakta bahawa mereka tidak boleh digerakkan oleh penutup kereta api konvensional. kereta api pengangkatan magnet memerlukan pembinaan khas lebuh raya. Ini memerlukan pelaburan modal yang besar. Ia juga dipercayai yang telah dicipta untuk Maglev medan magnet boleh memberi kesan negatif dalam tubuh manusia, yang mempunyai kesan negatif ke atas kesihatan pemandu dan penduduk di kawasan-kawasan yang berhampiran dengan lebuh raya.

prinsip operasi

kereta api pengangkatan magnet adalah sejenis khas pengangkutan. Semasa memandu maglev seolah-olah berlegar di atas trek tanpa menyentuhnya. Ini berlaku atas sebab bahawa kuasa kenderaan dikawal medan magnet buatan dihasilkan. Semasa trafik maglev tidak ada geseran. Mana daya brek adalah seretan aerodinamik.

Bagaimana ia berfungsi? Mengenai apa sifat-sifat asas adalah magnet, setiap daripada kita sedar pelajaran fizik gred keenam. Jika dua magnet dibawa bersama-sama Kutub Utara, mereka akan ditolak. Ia mewujudkan pengangkatan dipanggil magnet. Apabila menyertai kutub berbeza magnet yang akan tertarik antara satu sama lain. Ini prinsip yang agak mudah adalah asas kepada kereta api gerakan-maglev yang benar-benar meluncur melalui udara pada jarak yang singkat dari landasan.

kini ia adalah dua teknologi yang dibangunkan dengan cara yang didorong oleh pengangkatan magnet atau penggantungan. ketiga adalah eksperimen, dan hanya wujud di atas kertas.

penggantungan elektromagnet

Teknologi ini dipanggil EMS. Ia adalah berdasarkan kepada kekuatan medan elektromagnet, yang berubah-ubah dalam masa. Dia dan sebab-sebab pengangkatan (naik udara) maglev. Untuk pergerakan kereta api dalam kes ini memerlukan landasan berbentuk T, yang diperbuat daripada konduktor (biasanya logam). Ini Operasi sistem adalah sama dengan kereta api konvensional. Walau bagaimanapun, bukan set roda kereta api dipasang sokongan dan panduan magnet. Mereka disusun selari dengan pemegun feromagnet terletak di pinggir webs berbentuk T.

Kelemahan utama teknologi EMS adalah keperluan untuk mengawal jarak antara pemegun dan magnet tersebut. Dan ini walaupun pada hakikatnya ia bergantung kepada banyak faktor, termasuk dari sifat yang tidak menentu interaksi elektromagnet. Untuk mengelakkan berhenti secara tiba-tiba kereta api, bateri khas yang dipasang di atasnya. Mereka mampu untuk berehat dan penjana linear, terbina dalam magnet sokongan, dan dengan itu cukup lama untuk menyokong proses pengangkatan.

jadual brek mencipta teknologi EMS berdasarkan melakukan pecutan motor linear rendah segerak. Beliau diwakili oleh magnet rujukan, serta jalan tersebut, di mana berlegar maglev. Kelajuan dan komposisi nafsu boleh dikawal dengan mengubah frekuensi dan intensiti dihasilkan oleh AC. Untuk melambatkan cukup untuk mengubah arah gelombang magnetik.

penggantungan elektrodinamik

Terdapat satu teknik di mana gerakan berlaku pada interaksi maglev dua bidang. Salah seorang daripada mereka dicipta selaras web, dan kedua - kepada komposisi lembaga. Teknologi ini nama EDS. Pada dasarnya dibina kereta api pengangkatan magnet Jepun JR-Maglev.

Sistem ini mempunyai beberapa perbezaan dari EMS, yang menggunakan magnet konvensional, yang dibekalkan dari gegelung arus elektrik hanya apabila kuasa digunakan.

teknologi EDS melibatkan bekalan elektrik yang berterusan. Ini berlaku walaupun bekalan kuasa dimatikan. Dalam gulungan itu dipasang sistem penyejukan kriogenik yang membolehkan untuk menyelamatkan sejumlah besar kuasa.

Kebaikan dan keburukan teknologi EDS

Sisi positif sistem, bekerja pada penggantungan elektrodinamik adalah kestabilannya. Walaupun sedikit penurunan atau peningkatan dalam jarak antara magnet dan web ditadbir oleh kuasa-kuasa tarikan dan tolakan. Ini membolehkan sistem berada dalam keadaan yang sama. Dengan teknologi ini tidak ada keperluan untuk memasang elektronik untuk kawalan. Kita tidak perlu dan peranti untuk menyesuaikan jarak antara web dan magnet.

teknologi EDS mempunyai beberapa kelemahan. Oleh itu, kekuatan yang cukup untuk mengapungkan komposisi, hanya boleh berlaku pada kelajuan tinggi. Itulah sebabnya maglev yang dilengkapi dengan roda. Mereka menyediakan pergerakan mereka pada kelajuan sehingga satu ratus kilometer sejam. Satu lagi kelemahan teknologi ini adalah daya geseran yang timbul di bahagian belakang dan depan magnet menangkis pada nilai kelajuan yang rendah.

Disebabkan oleh medan magnet yang kuat di bahagian yang dimaksudkan untuk penumpang mesti memasang perlindungan khas. Jika tidak, seseorang yang mempunyai perentak jantung bagi perjalanan adalah dilarang. Perlindungan diperlukan untuk pembawa data magnet (kad kredit dan HDD).

teknologi yang dibangunkan

sistem ketiga, yang kini hanya wujud di atas kertas, ialah penggunaan pilihan EDS magnet kekal yang tidak perlu untuk mengaktifkan kegagalan kuasa. Baru-baru ini, ia telah menganggap bahawa ini adalah mustahil. Penyelidik percaya bahawa magnet kekal tidak ada kuasa yang boleh menyebabkan kereta api pengangkatan. Walau bagaimanapun, masalah ini telah dielakkan. Magnet diletakkan di dalam "Halbach array" untuk keputusannya. Perjanjian tersebut membawa kepada penciptaan medan magnet luar array, dan di atasnya. Ini membantu untuk mengekalkan struktur pengangkatan walaupun pada kelajuan kira-kira lima kilometer sejam.

praktikal pelaksanaan projek ini masih belum diterima. Ini adalah disebabkan oleh kos yang tinggi untuk tatasusunan diperbuat daripada magnet kekal.

Kelebihan Maglev

Sisi paling menarik pengangkatan kereta api magnet adalah prospek untuk mencapai kelajuan yang tinggi yang akan membolehkan Maglev pada masa akan datang untuk bersaing walaupun dengan pesawat jet. jenis pengangkutan adalah agak menjimatkan dalam tahap tenaga elektrik yang digunakan. kos rendah dan operasinya. Ini tidak mustahil kerana ketiadaan geseran. DikehendakiNya dan maglev bunyi yang rendah, yang mempunyai kesan positif kepada alam sekitar ekologi.

kelemahan

Sisi negatif Maglev adalah jumlah terlalu besar diperlukan untuk membuat mereka. kos yang tinggi dan penyelenggaraan landasan yang betul. Di samping itu, untuk mod dianggap pengangkutan memerlukan sistem yang kompleks laluan dan peranti ketepatan tinggi yang mengawal jarak antara web dan magnet.

Pelaksanaan projek di Berlin

Di ibu negara Jerman, pembukaan sistem maglev jenis pertama pada tahun 1980 di bawah nama M-Bahn. panjang web adalah 1.6 km. kereta api pengangkatan magnet shuttled antara tiga stesen metro pada hujung minggu. Mesyuarat penumpang adalah percuma. Selepas kejatuhan Tembok Berlin, penduduk di bandar ini telah meningkat sebanyak hampir separuh. Ia mengambil masa penciptaan rangkaian pengangkutan dengan keupayaan untuk menyediakan aliran trafik yang tinggi. Itulah sebabnya pada tahun 1991 kain magnet telah dibongkar, dan pembinaan metro bermula pada tempatnya.

Birmingham

Ini bandar Jerman maglev berkelajuan rendah meletakkan bersama-sama 1984-1995. lapangan terbang dan stesen kereta api. magnet panjang jalan hanya 600 m.

Cara bekerja selama sepuluh tahun dan telah ditutup sebagai tindak balas kepada banyak aduan penumpang kesulitan yang sedia ada. Selepas itu pengangkutan monorel digantikan Maglev di laman web ini.

Shanghai

Jalan magnetik pertama di Berlin dibina oleh syarikat Jerman Transrapid. kegagalan projek tidak menghalang pemaju. Mereka meneruskan pengajian mereka dan menerima perintah daripada kerajaan China, yang telah memutuskan untuk membina trek-Maglev negara. Shanghai dan lapangan terbang "Pudong" dikaitkan kelajuan tinggi (sehingga 450 km / h) cara.
Jalan-jalan yang 30 km panjang telah dibuka pada tahun 2002. Rancangan untuk masa depan - lanjutan kepada 175 km.

Jepun

Di negara ini pada tahun 2005 terdapat pameran Expo-2005. Untuk pembukaannya telah dimasukkan ke dalam operasi panjang trek magnet 9 km. sembilan stesen di garis. Maglev menyajikan wilayah, yang bersebelahan dengan tempat pameran.

Maglev dianggap masa depan pengangkutan. Sudah pada tahun 2025 ia merancang untuk membuka trek baru super cepat di negara seperti Jepun. kereta api pengangkatan magnet akan membawa penumpang dari Tokyo ke salah satu kawasan tengah pulau. kelajuannya ialah 500 km / h. Untuk projek perlu sekitar empat puluh lima bilion dolar.

Rusia

Mewujudkan kereta api kelajuan tinggi dirancang dan Keretapi. Pada tahun 2030, maglev di Rusia antara Moscow dan Vladivostok. Cara untuk mengatasi 9300 km penumpang selama 20 jam. Kereta api kelajuan magnet pengangkatan akan sehingga lima ratus kilometer sejam.