Μαγνητική τρένο αιώρηση - αυτό είναι το μέλλον των μεταφορών; Πώς εκπαιδεύσει το μαγνητικό μετεωρισμό;

Για να περάσει πάνω από διακόσια χρόνια από τη στιγμή που η ανθρωπότητα εφηύρε το πρώτο ατμομηχανές ατμού. Ωστόσο, μέχρι τώρα η σιδηροδρομική χερσαίων μεταφορών που μεταφέρουν επιβάτες και τα βαριά φορτία χρησιμοποιώντας τη δύναμη του ηλεκτρισμού και του πετρελαίου κίνησης, είναι πολύ συχνές.

Θα πρέπει να πούμε ότι όλα αυτά τα χρόνια, οι μηχανικοί, οι εφευρέτες εργάζονται ενεργά για την ανάπτυξη εναλλακτικών τρόπων για να ταξιδέψουν. Το αποτέλεσμα της εργασίας τους γίνονται μαγνητικό τρένο αιώρηση.

Η ιστορία του

Η ίδια η ιδέα να δημιουργηθεί ένα μαγνητικό τρένο αιώρηση έχει αναπτυχθεί ενεργά στις αρχές του εικοστού αιώνα. Ωστόσο, για την υλοποίηση αυτού του έργου στο χρόνο για κάποιους λόγους δεν τα κατάφερε. Για την κατασκευή μια τέτοια τρένο ξεκίνησε μόλις το 1969. Ήταν τότε το έδαφος της Ομοσπονδιακής Δημοκρατίας της Γερμανίας άρχισε να θέτει το μαγνητικό κομμάτι στο οποίο θα λάβει ένα νέο όχημα, που αργότερα ονομάστηκε ως: τρένο, maglev. που ξεκίνησε το 1971. Σύμφωνα με την μαγνητική πίστα φιλοξένησε το πρώτο τρένο maglev, η οποία ονομαζόταν «Transrapid-02.»

Ένα ενδιαφέρον γεγονός είναι ότι οι Γερμανοί μηχανικοί έχουν δημιουργήσει ένα εναλλακτικό όχημα με βάση αυτά τα στοιχεία που άφησε ο επιστήμονας Hermann Kemper, το 1934 έλαβε ένα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας που επιβεβαιώνει magnitoplana εφεύρεση.

«Transrapid-02» δύσκολα μπορεί να ονομάζεται πολύ γρήγορα. Μπορεί να κινούνται με μέγιστη ταχύτητα 90 χιλιομέτρων την ώρα. Θα ήταν χαμηλή και της ικανότητας - μόνο τέσσερα άτομα.

Το 1979 δημιουργήσαμε ένα πιο εξελιγμένο μοντέλο της maglev. Αυτό το τρένο, που ονομάζεται «Transrapid-05» θα μπορούσε να φέρει εξήντα οκτώ επιβάτες. Κινήθηκε κάτω από τη γραμμή, που βρίσκεται στην πόλη του Αμβούργου, του οποίου το μήκος είναι 908 μέτρα. Η μέγιστη ταχύτητα, το οποίο αναπτύχθηκε αυτό το τρένο είναι ίση με το εβδομήντα πέντε χιλιόμετρα ανά ώρα.

Επίσης, το 1979 ένα άλλο μοντέλο maglev κυκλοφόρησε στην Ιαπωνία. Ονομαζόταν "ML-500". Ιαπωνικό τρένο μαγνητικής αιώρησης αναπτύξει ταχύτητα έως και πεντακόσια δεκαεπτά χιλιομέτρων ανά ώρα.

ανταγωνιστικότητα

Ταχύτητα που μπορεί να αναπτύξει ένα μαγνητικό τρένο αιώρηση, μπορεί να συγκριθεί με την ταχύτητα του αεροσκάφους. Ως εκ τούτου, αυτό το είδος της μεταφοράς μπορεί να γίνει ένα σοβαρό ανταγωνιστή των Air αεροπορικές εταιρείες, οι οποίες λειτουργούν σε απόσταση χιλιάδων χιλιομέτρων. Οικουμενική εφαρμογή της Maglev παρεμποδίζεται από το γεγονός ότι δεν μπορεί να μετακινηθεί από το συμβατικό σιδηροδρομικό καλύμματα. Μαγνητικό τρένο αιώρηση χρειάζεται μια ειδική κατασκευή των αυτοκινητοδρόμων. Αυτό απαιτεί μεγάλες επενδύσεις κεφαλαίου. Πιστεύεται επίσης ότι δημιουργήθηκε για το Maglev μαγνητικού πεδίου θα μπορούσε να επηρεάσει αρνητικά το ανθρώπινο σώμα, το οποίο έχει αρνητικές επιπτώσεις στην υγεία του οδηγού και των κατοίκων των περιοχών που βρίσκονται κοντά σε αυτοκινητόδρομο.

αρχή της λειτουργίας

Μαγνητική τρένο αιώρηση είναι ένα ιδιαίτερο είδος των μεταφορών. Κατά την οδήγηση maglev φαίνεται να αιωρείται πάνω από τα κομμάτια χωρίς να το αγγίξει. Αυτό συμβαίνει για τον λόγο ότι το όχημα ελέγχεται από τη δύναμη του τεχνητά δημιουργούνται μαγνητικού πεδίου. Κατά τη διάρκεια της κυκλοφορίας maglev, δεν υπάρχει τριβή. Όπου η δύναμη πέδησης είναι η αεροδυναμική αντίσταση.

Πώς λειτουργεί; Σχετικά με το τι οι βασικές ιδιότητες είναι μαγνήτες, καθένας από εμάς γνωρίζουν τα διδάγματα από την έκτη τάξη φυσικής. Αν οι δύο μαγνήτες έφερε σε επαφή το Βόρειο Πόλο, που θα απωθήσει. Δημιουργεί μια λεγόμενη μαγνητική αιώρηση. Κατά τη σύνδεση των διαφόρων πόλων των μαγνητών θα πρέπει να προσελκύονται ο ένας στον άλλο. Αυτή η σχετικά απλή αρχή είναι η βάση του τρένου κίνησης-maglev που γλιστράει κυριολεκτικά στον αέρα, σε μικρή απόσταση από τις ράγες.

Είναι τώρα δύο τεχνολογίες που έχουν αναπτυχθεί μέσω των οποίων οδηγείται από έναν μαγνητικό αιώρηση ή εναιώρημα. Το τρίτο είναι πειραματική, και υπάρχει μόνο στα χαρτιά.

ηλεκτρομαγνητική ανάρτηση

Η τεχνολογία αυτή ονομάζεται EMS. Βασίζεται στη δύναμη του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, η αλλαγή στο χρόνο. Αυτή και προκαλεί αιώρηση (αυξάνεται αέρα) maglev. Για την κίνηση της αμαξοστοιχίας σε αυτή την περίπτωση απαιτεί σχήματος Τ σιδηροτροχιών, τα οποία είναι κατασκευασμένα από ένα αγωγό (τυπικά μέταλλο). Αυτή η λειτουργία του συστήματος είναι παρόμοια με τους συμβατικούς σιδηροδρόμους. Ωστόσο, αντί για τις δέσμες των τροχών του τρένου εγκατασταθεί υποστήριξη και οδηγό μαγνήτες. Αυτά είναι διατεταγμένα παράλληλα προς το σιδηρομαγνητικό στάτορα που βρίσκεται στην άκρη των Τ-σχήματος ιστούς.

Το κύριο μειονέκτημα της τεχνολογίας EMS είναι η ανάγκη να ελέγχει την απόσταση μεταξύ του στάτορα και μαγνητών. Και αυτό παρά το γεγονός ότι αυτό εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένων και εκείνων που προέρχονται από την πτητική φύση της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης. Προκειμένου να αποφευχθεί μια ξαφνική στάση του τρένου, ειδικές μπαταρίες έχουν τοποθετηθεί σε αυτό. Είναι σε θέση να επαναφορτίσετε τη γραμμική γεννήτρια, ενσωματωμένη μαγνήτες υποστήριξη, και, συνεπώς, αρκετό καιρό για να υποστηρίξει τη διαδικασία της ανύψωσης.

Πέδησης αμαξοστοιχιών, χτισμένο με βάση την τεχνολογία EMS, υλοποιεί σύγχρονο γραμμικό μοτέρ χαμηλής επιτάχυνσης. Είναι εκπροσωπείται από μαγνήτες αναφοράς, καθώς και στο δρόμο, πάνω από το οποίο αιωρείται maglev. Η ταχύτητα και η σύνθεση πόθους μπορεί να ελεγχθεί μεταβάλλοντας τη συχνότητα και την ένταση που δημιουργείται από ένα AC. Για την επιβράδυνση αρκετό για να αλλάξει την κατεύθυνση των μαγνητικών κυμάτων.

ηλεκτροδυναμική ανάρτησης

Υπάρχει μια τεχνική στην οποία κίνηση λαμβάνει χώρα σε μια αλληλεπίδραση maglev των δύο πεδίων. Ένας από αυτούς έχει δημιουργηθεί στη γραμμή διαδίκτυο, και η δεύτερη - για τη σύνθεση του πλοίου. Αυτή η τεχνολογία όνομα EDS. Στη βάση της είναι χτισμένο ένα ιαπωνικό τρένο μαγνητικής αιώρησης JR-Maglev.

Αυτό το σύστημα έχει ορισμένες διαφορές από το EMS, το οποίο χρησιμοποιείται συμβατικά μαγνήτες, το οποίο παρέχεται από τα πηνία ένα ηλεκτρικό ρεύμα μόνο όταν εφαρμόζεται δύναμη.

τεχνολογία EDS περιλαμβάνει μια συνεχή προμήθεια ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό συμβαίνει ακόμη και αν η παροχή ρεύματος είναι απενεργοποιημένη. Σε τέτοιες σπείρες εγκατεστημένο κρυογονικό σύστημα ψύξης που επιτρέπει την εξοικονόμηση σημαντικών ποσοτήτων ενέργειας.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της τεχνολογίας EDS

Η θετική πλευρά του συστήματος, που εργάζονται σε ένα ηλεκτροδυναμικό αναστολή είναι η σταθερότητά του. Ακόμη και μια μικρή μείωση ή αύξηση της απόστασης μεταξύ των μαγνητών και το διαδίκτυο διέπεται από τις δυνάμεις έλξης και απώθησης. Αυτό επιτρέπει στο σύστημα να είναι στην ίδια κατάσταση. Με αυτή την τεχνολογία, δεν υπάρχει ανάγκη για την εγκατάσταση ηλεκτρονικών για τον έλεγχο. Δεν χρειαζόμαστε και συσκευές για τη ρύθμιση της απόστασης μεταξύ του διαδικτύου και των μαγνητών.

τεχνολογία EDS έχει κάποια μειονεκτήματα. Έτσι, αρκετή δύναμη για να αιωρούνται τη σύνθεση, μπορεί να συμβεί μόνο σε υψηλή ταχύτητα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το maglev εξοπλισμένα με τροχούς. Παρέχουν τη μετακίνησή τους με ταχύτητα μέχρι εκατό χιλιόμετρα την ώρα. Ένα άλλο μειονέκτημα αυτής της τεχνολογίας είναι η δύναμη της τριβής που εμφανίζεται στην εμπρός και πίσω των μαγνητών απώθησης σε χαμηλή ταχύτητα.

Λόγω του ισχυρού μαγνητικού πεδίου σε ένα τμήμα που προορίζεται για τους επιβάτες πρέπει να εγκαταστήσετε ειδική προστασία. Σε αντίθετη περίπτωση, απαγορεύεται ένα πρόσωπο με ένα βηματοδότη σε ταξίδια. Η προστασία είναι απαραίτητη για μαγνητικά μέσα (πιστωτική κάρτα και σκληρό δίσκο).

Η τεχνολογία που αναπτύσσεται

Τρίτον σύστημα, το οποίο τώρα υπάρχει μόνο στα χαρτιά, είναι η χρήση της EDS επιλογή των μόνιμων μαγνητών που δεν χρειάζεται να ενεργοποιήσετε την διακοπή ρεύματος. Πιο πρόσφατα, θεωρήθηκε ότι αυτό ήταν αδύνατο. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι οι μόνιμοι μαγνήτες δεν υπάρχει καμία δύναμη που μπορεί να προκαλέσει το τρένο αιώρηση. Ωστόσο, το πρόβλημα αυτό αποφεύχθηκε. Οι μαγνήτες τοποθετούνται σε μια «σειρά Halbach» για την απόφασή του. Μια τέτοια διάταξη οδηγεί στην δημιουργία του μαγνητικού πεδίου πέραν της συστοιχίας, και πάνω από αυτό. Αυτό βοηθά στη διατήρηση της δομής αιώρηση ακόμα και με ταχύτητα περίπου πέντε χιλιόμετρα ανά ώρα.

Πρακτική εφαρμογή αυτού του σχεδίου δεν έχει ακόμη ληφθεί. Αυτό οφείλεται στο υψηλό κόστος των συστοιχιών από μόνιμους μαγνήτες.

Πλεονεκτήματα της maglev

Η πιο ελκυστική πτυχή της μαγνητικής αιώρησης του τρένου είναι η προοπτική της επίτευξης υψηλών ταχυτήτων που θα επιτρέψει την Maglev στο μέλλον να ανταγωνιστεί ακόμη και με αεριωθούμενα αεροσκάφη. Αυτό το είδος της μεταφοράς είναι αρκετά οικονομικά στο επίπεδο της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται. Χαμηλό κόστος και τη λειτουργία της. Αυτό είναι εφικτό λόγω της απουσίας τριβής. Ευχαριστεί και χαμηλή maglev θόρυβο, η οποία έχει θετικό αντίκτυπο στο οικολογικό περιβάλλον.

ελλείψεις

Η αρνητική πλευρά του Maglev είναι πολύ μεγάλο ποσό που απαιτείται για τη δημιουργία τους. Το υψηλό κόστος και η συντήρηση της γραμμής. Επιπλέον, για την υπό εξέταση τρόπο μεταφοράς απαιτεί ένα πολύπλοκο σύστημα των μονοπατιών και συσκευές υψηλής ακριβείας που ελέγχει την απόσταση μεταξύ του διαδικτύου και των μαγνητών.

Η υλοποίηση του έργου στο Βερολίνο

Στη γερμανική πρωτεύουσα, το άνοιγμα του πρώτου συστήματος maglev τύπου το 1980 με την ονομασία M-Bahn. μήκος ιστού ήταν 1,6 km. Μαγνητικό τρένο αιώρηση μπαλάκι ανάμεσα σε τρεις σταθμούς του μετρό και τα Σαββατοκύριακα. Συνάντηση των επιβατών ήταν δωρεάν. Μετά την πτώση του Τείχους του Βερολίνου, η πόλη του πληθυσμού έχει αυξηθεί σχεδόν κατά το ήμισυ. Πήρε τη δημιουργία των δικτύων μεταφορών με τη δυνατότητα να παρέχει υψηλής ροής της κυκλοφορίας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το 1991 είχε διαλυθεί το μαγνητικό ύφασμα, και η κατασκευή του μετρό ξεκίνησε στη θέση του.

Μπέρμιγχαμ

Αυτή η γερμανική πόλη του maglev χαμηλής ταχύτητας εντάχθηκε 1984-1995. το αεροδρόμιο και το σιδηροδρομικό σταθμό. μαγνητική μήκος διαδρομής ήταν μόνο 600 μ.

Way εργάστηκε για δέκα χρόνια και έκλεισε σε απάντηση πολυάριθμες καταγγελίες των επιβατών στις υφιστάμενες ταλαιπωρία. Στη συνέχεια monorail μεταφοράς αντικατέστησε το maglev σε αυτό το site.

Σαγκάη

Το πρώτο μαγνητικό δρόμο στο Βερολίνο χτίστηκε από γερμανική εταιρεία Transrapid. αποτυχία του έργου δεν απέτρεψε την ανάπτυξη. Συνέχισαν τις σπουδές τους και να λάβει μια παραγγελία από την κινεζική κυβέρνηση, η οποία έχει αποφασίσει να χτίσει κομμάτι-maglev της χώρας. Σαγκάη και το αεροδρόμιο «Pudong» συνέδεσε την υψηλή ταχύτητα (έως 450 km / h) τρόπο.
Ο δρόμος απέχει 30χλμ άνοιξε καιρό το 2002. Τα σχέδια για το μέλλον - επέκταση της στα 175 χιλιόμετρα.

Ιαπωνία

Σε αυτή τη χώρα το 2005, υπήρξε μια έκθεση Expo-2005. Για το άνοιγμα της τέθηκε σε λειτουργία το μαγνητικό μήκος τροχιάς 9 χλμ. εννέα σταθμών που βρίσκονται στη γραμμή. Maglev εξυπηρετεί την περιοχή, η οποία βρίσκεται δίπλα στο εκθεσιακό χώρο.

Maglev θεωρείται το μέλλον των μεταφορών. Ήδη από το 2025 έχει προγραμματιστεί να ανοίξει ένα νέο υπερ-γρήγορη διαδρομή σε μια χώρα όπως η Ιαπωνία. Μαγνητικό τρένο αιώρηση θα μεταφέρουν επιβάτες από το Τόκιο σε μια από τις κεντρικές περιοχές του νησιού. Η ταχύτητά του είναι 500 km / h. Για έργο θα χρειαστεί περίπου σαράντα πέντε δισεκατομμύρια δολάρια.

Ρωσία

Δημιουργώντας ένα τρένο υψηλής ταχύτητας είναι προγραμματισμένη και σιδηροδρόμων. Μέχρι το 2030, το maglev στη Ρωσία ανάμεσα στη Μόσχα και το Βλαδιβοστόκ. Τρόπος για να ξεπεράσει 9.300 χιλιόμετρα επιβάτες για 20 ώρες. Ταχύτητα αμαξοστοιχίας μαγνητικής αιώρησης θα είναι μέχρι και πεντακόσια χιλιόμετρα ανά ώρα.