Det mest intressanta med tåg på magnetisk upphängning

Magnetoplan eller Maglev (från engelsk magnetisk levitation) är ett tåg på en magnetisk upphängning, driven och styrd av magnetiska krafter. En sådan komposition, till skillnad från traditionella tåg, berör inte järnvägsytan under rörelse. Eftersom det finns ett gap mellan tåget och rörelsens yta, elimineras friktion, och den enda dragkraften är den aerodynamiska dragkraften.

Den hastighet som Muggle kan uppnå är jämförbar med flygplanets hastighet och gör att du kan tävla med flygtrafiken på små (för luftfarts) avstånd (upp till 1000 km). Även om idén om en sådan transport inte är ny, tillät ekonomiska och tekniska begränsningar den inte att utvecklas fullt ut: för allmänhetens användning implementerades tekniken bara några få gånger. För närvarande kan Maglev inte använda den befintliga transportinfrastrukturen, även om det finns projekt med placeringen av elementen i den magnetiska vägen mellan skenorna på en konventionell järnväg eller under spåret.

Översikt över magnetiskt upphängningståg

För närvarande finns det tre huvudtekniker för magnetisk upphängning av tåg:

1. På superledande magneter (elektrodynamisk suspension, EDS).

Superledande magnet - en magnetventil eller elektromagnet med lindning av superledande material. En lindning i ett tillstånd av supraledningsförmåga har noll ohmiskt motstånd. Om en sådan lindning är kortsluten, upprätthålls den elektriska ström som induceras i den under nästan vilken tid som helst.

Magnetfältet för den otäckta strömmen som cirkulerar genom lindningen av den superledande magneten är extremt stabil och fri från krusningar, vilket är viktigt för ett antal tillämpningar inom vetenskaplig forskning och teknik. Lindningen av en supraledande magnet förlorar sin supraledningsegenskap när temperaturen stiger över den kritiska temperaturen Tk för superledaren, när den kritiska strömmen Ik eller det kritiska magnetfältet Hk når lindningen. Med tanke på detta, för lindningar av superledande magneter. applicera material med höga värden på Tk, Ik och Nk.

2. På elektromagneter (elektromagnetisk upphängning, EMS).

3. På permanenta magneter; det är ett nytt och potentiellt det mest ekonomiska systemet.

Kompositionen leviterar på grund av avvisande av samma magnetpoler och omvänt attraktionen hos olika poler. Rörelsen utförs av en linjär motor.

Linjär motor - en elektrisk motor i vilken ett av elementen i magnetsystemet är öppet och har en expanderad lindning som skapar ett rörligt magnetfält, och det andra är gjort i form av en styrning som ger linjär rörelse av den rörliga delen av motorn.

Nuförtiden har många linjära motorprojekt utvecklats, men alla kan delas in i två kategorier - lågaccelerationsmotorer och högaccelerationsmotorer.

Motorer med låg acceleration används i kollektivtrafiken (maglev, monorail, tunnelbana). Höga accelerationsmotorer är mycket små i längd och används vanligtvis för att accelerera ett föremål till hög hastighet och sedan släppa det. De används ofta för forskning om kollisioner med hyperhastighet, som vapen eller rymdfarkoster. Linjära motorer används också i stor utsträckning i matningsdrivna maskiner för skärning av metall och inom robotik. ligger antingen på tåget, eller på vägen, eller båda där och dit. Ett allvarligt designproblem är den stora vikten av tillräckligt kraftfulla magneter, eftersom ett starkt magnetfält krävs för att upprätthålla en massiv komposition i luften.

Genom Earnshaw-teoremet (ibland skriven av Earnshaw) är statiska fält skapade av elektromagneter och permanentmagneter ensamma instabila, till skillnad från diamagnetikfält.

Diamagneter - ämnen som magnetiseras i riktning mot det yttre magnetfältet som verkar på dem. I frånvaro av ett yttre magnetfält har diamagneter inte ett magnetiskt ögonblick. och superledande magneter. Det finns stabiliseringssystem: sensorer mäter ständigt avståndet från tåget till spåret och följaktligen förändras spänningen på elektromagneterna. Den mest aktiva Muggle-utvecklingen är Tyskland och Japan.

värdighet

• Teoretiskt sett den högsta hastigheten som kan erhållas på seriell (inte sport) marktransport.

• Lågbrus.

brister

• De höga kostnaderna för att skapa och underhålla en mätare.

• Vikt på magneter, strömförbrukning.

• Det elektromagnetiska fältet som skapas av den magnetiska upphängningen kan vara skadligt för tågbesättningen och / eller omgivande invånare. Till och med dragtransformatorer som används på järnvägar som är elektrifierade med växelström är skadliga för förare, men i detta fall är fältstyrkan en storleksordning större. Det är också möjligt att mugglar inte kommer att vara tillgängliga för personer som använder pacemakare.

• Det kommer att krävas med hög hastighet (hundratals km / h) för att kontrollera gapet mellan vägen och tåget (flera centimeter). Detta kräver ultra-snabba styrsystem.

• Komplex reseinfrastruktur krävs.

Till exempel är pilen för Muggle två delar av vägen som ersätter varandra beroende på rotationsriktningen. Därför är det osannolikt att Muggle-linjer kommer att bilda mer eller mindre grenade nätverk med gafflar och korsningar.

alternativ

Det finns projekt av magnetiska vägar med olika typer av magnetisk upphängning, till exempel erbjuder Tubular Rail att överge skenan som sådan och använda endast periodiskt åtskilda ringformiga stöd.

genomförandet

M-Bahn i Berlin

Det första offentliga Mugglesystemet (M-Bahn) byggdes i Berlin på 1980-talet.

En 1,6 km lång väg anslöt 3 tunnelbanestationer från järnvägskorsningen Gleisdreieck till utställningsområdet Potsdamer Strasse. Efter långa försök var vägen öppen för passagerartrafik den 28 augusti 1989. Resan var gratis, bilarna kontrollerades automatiskt utan förare, vägen fungerade endast på helger. I det område där vägen närmade sig skulle den genomföra masskonstruktion. Vägen byggdes i bocken av den tidigare U2-metrolinjen, där trafiken avbröts på grund av uppdelningen av Tyskland och förstörelsen under kriget. 18 juli 1991 gick linjen i kommersiell drift och ingår i Berlins tunnelbanesystem.

Efter förstörelsen av Berlinmuren fördubblades Berlins befolkning faktiskt och det var nödvändigt att ansluta transportnätet i öst och väst. Den nya vägen avbröt en viktig tunnelbanelinje, och staden behövde säkerställa hög passagerartrafik. 13 dagar efter att ha satt i drift, den 31 juli 1991, beslutade kommunen att demontera magnetvägen och återställa tunnelbanan. Den 17 september demonterades vägen och senare återställdes tunnelbanan.

Birmingham

En snabb mugglebuss körde från Birminghams flygplats till närmaste tågstation mellan 1984 och 1995. Spårlängden var 600 m och upphängningsgapet 1,5 cm. Efter att ha arbetat i tio år stängdes vägen på grund av passagerares klagomål om besvär och ersattes av en traditionell monorail.

Shanghai

Misslyckandet med den första Muggle-vägen i Berlin avskräckte inte det tyska företaget Transrapid, ett dotterbolag till Siemens AG och ThyssenKrupp, från att fortsätta undersöka, och senare fick företaget en order från den kinesiska regeringen att bygga en höghastighets (450 km / h) Muggle-linje från Shanghai Pudong flygplats till Shanghai. Vägen öppnades 2002, dess längd är 30 km. I framtiden planeras det att utvidga den till den andra änden av staden till den gamla Hongqiao-flygplatsen och längre sydväst till Hangzhou, varefter dess totala längd ska vara 175 km.

Japan

I Japan testas en väg i närheten av Yamanashi Prefecture med JR-Maglev-teknik. Den hastighet som uppnåddes under test med MLX01-901 med passagerare den 2 december 2003 var 581 km / h.

Där i Japan sattes ett nytt spår i kommersiell drift vid öppningen av Expo 2005 i mars 2005. Linjen (Nagoya) på 9 km består av 9 stationer. Minsta radie är 75 m, den maximala lutningen är 6%. Den linjära motorn låter tåget accelerera till 100 km / h på några sekunder. Linjen betjänar området intill arenan, Aichi University och vissa delar av Nagakute. Tåg tillverkade av Chubu HSST Development Corp.

Det finns bevis för att de japanska företagen ovan bygger en liknande linje i Sydkorea.

Japan kommer att lansera ett magnetiskt kuddtåg

Japan planerar att lansera ett ultrasnabbt magnetiskt kuddtåg under räkenskapsåret 2025. Byggandet av linjen och tågen kommer att kosta cirka 45 miljarder dollar, rapporterar AFP.

Tåget kommer att använda magnetisk levitationsteknik (ibland kallad muggle). Ett magnetfält låter kompositionen, trots jordens tyngdkraft, sväva över linjen och på grund av denna rörelse mycket snabbare än ett vanligt tåg.

Världens enda järnvägslinje för magnetisk levitation för passagerare ligger i Shanghai och har en längd på 30,5 kilometer. Tåget rör sig längs det med en hastighet av 430 kilometer i timmen.

En 290 kilometer lång japansk linje kommer att förbinda Tokyo och det ännu ej definierade området i centrala Japan. Det förväntas att tåg med en linjär elmotor når hastigheter på cirka 500 kilometer i timmen.

Konstruktionen av linjen kommer att genomföras av Central Japan Railway Co. (JR Central), som redan 2003 testade magnetisk levitationsteknik. Det erfarna teamet satte sedan ett världshastighetsrekord för tåget: 581 kilometer i timmen. Kom ihåg att hastighetsrekordet för ett konventionellt tågtåg tillhör Frankrike - 574,8 kilometer per timme.

Företaget kommer att spendera cirka 45 miljarder dollar på projektet. Ursprungligen förväntades det att regeringen delvis subventionerade byggandet av linjen, men dessa förhoppningar realiserades inte. Som ett resultat kommer företaget att hitta medel genom att öka sin långsiktiga skuld. JR-Maglev

JR-Maglev använder elektrodynamisk upphängning med superledande magneter (EDS), installerade både på tåget och på banan. Till skillnad från det tyska Transrapid-systemet (driftlinje från Shanghai till Shanghai flygplats i Kina) använder JR-Maglev inte ett monorail-schema: tåg rör sig i kanalen mellan magneterna. Ett sådant system låter dig utveckla högre hastigheter, ger ökad passagersäkerhet vid evakuering och enkel drift.

Maglevs rörelse beror på den linjära motorn.

Till skillnad från elektromagnetisk fjädring (EMS) kräver tåg skapade med EDS-teknik ytterligare hjul när du kör i låga hastigheter (upp till 150 km / h). När en viss hastighet uppnås separeras hjulen från marken och tåget "flyger" på ett avstånd av flera centimeter från ytan. Vid en olycka tillåter hjulen också ett mjukare stopp av tåget. Men till bekostnad av att bygga och driva EDS-systemet som implementerats av JR-Maglev är dyrare än EMS Transrapid-system.

För bromsning i normalt läge används elektrodynamiska bromsar. I nödsituationer är tåget utrustat med utdragbara aerodynamiska och skivbromsar på vagnar.

På linjen i Yamanashi testas flera tåg med olika former av näsfästen: från den vanliga spetsiga, till nästan platt, 14 meter lång, utformad för att bli av med den höga bomullen som följer med tåget som går in i tunneln med hög hastighet. Ett Muggeltåg kan vara datorstyrt.Föraren övervakar datorns drift och får en bild av sökvägen genom videokameran (förarhytten har inte framifrån fönster).

Kineserna mot "framtidens väg"

Befolkningen i Shanghai har kommit ut med massprotest mot lokal stolthet - en unik magnetisk kuddejärnväg, vars tåg verkar flyga genom luften.

Dessutom var det inte halvsultade arbetare som gick på gatorna, utan snarare välmående medelklassrepresentanter. De bröt mot landets förbud mot demonstrationer och ropade: "Rädda barnen, motstå strålning!"

Kraftfulla magneter hänger som sagt tåget över plattformen och skjuter framåt med en hastighet på upp till 430 kilometer i timmen. För lanseringen av den första rutten - från flygplatsen till stadens utkanter - betalades 1,4 miljarder dollar, och nu i Shanghai beslutade de att utöka denna väg ytterligare 30 kilometer längre genom staden.

"Vi känner för att bo i en mikrovågsugn, våra hem har försvagats, fastighetsmäklare vägrar att ta itu med oss ​​när de upptäcker att våra hem är nära tågrutten," klagar kineserna, vars hem låg i närheten av "framtidens väg" ". Enligt dem avger motorvägen en stark elektromagnetisk strålning.

”Framtidens järnväg” skapades i Tyskland och orsakade tidigare protester från folket i Shanghai. Men den här gången lovade myndigheterna, rädda för demonstrationer som hotade att spillas ut i stora oroligheter, att hantera tåg. För att stoppa demonstrationerna i tid hängde tjänstemän till och med upp videokameror på de platser där massprotest oftast ägde rum. Den kinesiska publiken är väldigt organiserad och mobil, den kan samlas på några sekunder och förvandlas till en demonstration med paroler.

Dessa är de största folkföreställningarna i Shanghai sedan de anti-japanska marscherna 2005. Detta är inte den första protesten som orsakats av den kinesiska oro över den försämrade miljön. Förra sommaren tvingade tusentals demonstranter regeringen att skjuta upp byggandet av ett kemiskt komplex.

kommentar

Enligt WWF-ekologer är den största faran från magnetiska kuddtåg den så kallade bullerföroreningen. Bruset från dessa tåg är mycket mer obehagligt och irriterande än för konventionella tåg eller tåg. Konstant vistelse i området med detta buller orsakar en känsla av ångest, osäkerhet, irritation. Några ljud på ett eller annat sätt handlar irriterande på människor, och särskilt dessa understryker experter. Problem med strålning, magnetisk eller termisk, observeras vanligtvis inte, eftersom sådana tåg kör på korta avstånd och med stora tidsintervall.

Se även: Minato magnetmotor