Влакове на магнитни възглавници - е транспортът на бъдещето? Как действа магнитният възглавница?

Изминаха повече от двеста години от момента, в който човечеството изобрети първите локомотиви. Досега железопътният сухопътен транспорт, превозващ пътници и тежки товари с помощта на електричество и дизелово гориво, е много разпространен.

Струва си да се отбележи, че през всичките тези години инженерите-изобретатели активно работиха върху създаването на алтернативни методи за изместване. Резултатът от тяхната работа беше влакове на магнитни възглавници.

История на външния вид

Самата идея за създаване на влакове на магнитни възглавници беше активно развита в началото на ХХ век. Въпреки това, за изпълнението на този проект по това време по редица причини и не успя. Производството на такъв влак започва едва през 1969 г. Тогава на територията на Германия започва да се поставя магнитната писта, която трябваше да премине нов автомобил, който впоследствие се нарича влак-маглев. Стартирала е през 1971 г. Първият магнетичен влак, наречен "Transrapid-02", преминава през магнитната пътечка.

Интересно е, че германски инженери са произвели алтернативно превозно средство въз основа на онези записи, оставени от учения Херман Кемпър, който през 1934 г. получи патент, потвърдил изобретението на магнитопланета.

"Transrapid-02" е трудно да се обадя много бързо. Може да пътува с максимална скорост от 90 километра в час. Нисък беше и капацитетът му - само четирима души.

През 1979 г. те създадоха по-модерен модел на маглев. Този влак, наречен "Transrapid-05", вече може да превози шестдесет и осем пътници. Той пътува по линията на град Хамбург с дължина 908 метра. Максималната скорост, който е разработен от този влак, е равен на седемдесет и пет километра в час.

През 1979 г. в Япония е издаден и друг модел на магьов. Нарича се ML-500. Японският влак на магнитна възглавница развива скорост до петстотин седемнадесет километра в час.

конкурентоспособност

Скоростта, която влаковете може да развие на магнитни възглавници, може да бъде сравнена с скоростта на самолета. В този смисъл този вид транспорт може да се превърне в сериозен конкурент на онези дихателни пътища, които работят на разстояние до хиляди километри. Широко разпространеното използване на магнити се възпрепятства от факта, че те не могат да се движат по традиционните железопътни линии. Влаковете на магнитни възглавници трябва да изграждат специални магистрали. И това изисква големи капиталови инвестиции. Също така се смята, че това, което се създава за мъглите магнитно поле могат да окажат неблагоприятно въздействие върху човешкото тяло, което ще повлияе неблагоприятно на здравето на водача и жителите на региони, разположени в близост до такъв маршрут.

Принцип на действие

Влаковете на магнитни възглавници са специален вид транспорт. По време на движението магът като че се движеше над железопътната линия, без да я докосва. Това се дължи на факта, че превозното средство се контролира от силата на изкуствено създаденото магнитно поле. По време на движението на магьоса няма триене. Спирачната сила в този случай е аеродинамичното плъзгане.

Как действа? Ние знаем за основните свойства на магнитите от всеки един от уроците по физика на шести клас. Ако двама магнита са приведени един към друг от северните полюси, тогава те ще отблъснат. Изгражда се така наречената магнитна възглавница. Когато свързвате различни полюси, магнитите ще бъдат привлечени един към друг. Този доста прост принцип е в основата на движението на магнев влака, който буквално се плъзга във въздуха на малко разстояние от релсите.

В момента вече са разработени две технологии, с помощта на които се активира магнитна възглавница или окачване. Третият е експериментален и съществува само на хартия.

Електромагнитно окачване

Тази технология се нарича EMS. Тя се основава на силата на електромагнитното поле, променяйки се във времето. Това причинява левитация (повдигане във въздуха) на маглев. За движението на влака в този случай изисква Т-образни релси, които са изработени от един проводник (обикновено метал). Тази операция на системата е подобна на обикновена железопътна система. Във влака обаче, вместо комплекти колела, се монтират опорни и водещи магнити. Те са разположени успоредно на феромагнитните статори, разположени по ръба на Т-образната лента.

Основният недостатък на EMS технологията е необходимостта да се контролира разстоянието между статора и магнитите. И това въпреки факта, че зависи от много фактори, включително от нестандартната природа на електромагнитните взаимодействия. За да се избегне внезапното спиране на влака, на него се монтират специални батерии. Те са в състояние да презаредят линейните генератори, вградени в референтните магнити, и така достатъчно дълго, за да поддържат процеса на левитация.

Спирането на влакове, създадени въз основа на технологията EMS, извършва синхронно линейно моторно превозно средство с ниско ускорение. Тя е представена от носещи магнити, както и пътно платно, над което се издига маглевът. Скоростта и течението на състава могат да бъдат контролирани чрез промяна на честотата и силата на генерирания променлив ток. За да се забави курса, достатъчно е да се промени посоката на магнитните вълни.

Електродинамична суспензия

Има технология, при която движението на магъл се появява, когато взаимодействат две полета. Един от тях е създаден в линията на магистралата, а вторият - във влака. Тази технология се нарича EDS. Той е построен върху основата си японски влак върху магнитна възглавница JR-Maglev.

Тази система има някои разлики от EMS, където се използват конвенционални магнити, към които рулоните се захранват с електрически ток само при захранване.

Технологията EDS означава постоянно снабдяване с електроенергия. Това се случва, дори ако захранването е прекъснато. В намотките на такава система се инсталира криогенно охлаждане, което спестява значителни количества електроенергия.

Предимства и недостатъци на технологията EDS

Положителната страна на системата, работеща върху електродинамичното окачване, е нейната стабилност. Дори леко намаляване или увеличаване на разстоянието между магнитите и лентата се контролира от силите на отблъскване и привличане. Това позволява системата да остане в непроменено състояние. С тази технология няма нужда да се инсталира електроника за мониторинг. Не са необходими устройства за настройване на разстоянието между плата и магнитите.

Технологията EDS има някои недостатъци. Така че силата, достатъчна за левитацията на състава, може да възникне само при висока скорост. Ето защо магьосите са оборудвани с колела. Те осигуряват движението им със скорост до 100 километра в час. Друг недостатък на тази технология е силата на триене, която се получава в задната и предната част на отблъскващите магнити при ниска скорост.

Поради силното магнитно поле в участъка, предназначен за пътниците, е необходима специална защита. В противен случай е забранено пътуването на лице с електронен сърдечен стимулант. Защита също е необходима за магнитни носители (кредитни карти и HDD).

Разработена технология

Третата система, която в момента съществува само на хартия, е използването на постоянни магнити в варианта EDS, които не изискват енергия за активиране. До неотдавна се смяташе, че това е невъзможно. Изследователите смятат, че постоянните магнити нямат такава сила, която може да предизвика левитация на влак. Този проблем обаче беше избегнат. За да го разрешат, магнитите бяха поставени в "масива на Halbach". Тази подредба води до създаването на магнитно поле, не под масива, а над него. Това спомага за поддържането на левитацията на състава, дори при скорост около пет километра в час.

Проектът все още не е приложен практически. Това се дължи на високата цена на масиви от постоянни магнити.

Предимства на мъглите

Най-атрактивната страна на влаковете с магнитни стълбове е перспективата за постигане на високи скорости, което в бъдеще ще позволи на Maglev да се конкурира дори с реактивни самолети. Този вид транспорт е доста икономичен по отношение на консумираната електроенергия. Ниски разходи и неговото функциониране. Това става възможно поради липсата на триене. Приятни и ниски шумове от магнити, които ще повлияят положително на екологичната ситуация.

недостатъци

Отрицателната страна на магьосите е твърде голяма, за да се създаде. Високи разходи и поддръжка на пистата. В допълнение, за този вид транспорт се изисква сложна система от пътеки и ултра-прецизни инструменти, които контролират разстоянието между плата и магнитите.

Реализация на проекта в Берлин

В германската столица през 1980 г. се проведе откриването на първата система тип Mugle, наречена M-Bahn. Дължината на платното беше 1,6 километра. През уикендите преминаваше влак с магнитна накладка между трите станции на метрото. Пътят за пътници е безплатен. след падането на Берлинската стена населението на града почти се е удвоило. Беше необходимо да се създадат транспортни мрежи с възможност за осигуряване на висок пътнически трафик. Ето защо през 1991 г. магнитното платно се разглобява и на мястото му започва изграждането на метрото.

Бирмингам

В този германски град нискоскоростният магнев е свързан от 1984 г. до 1995 г. летище и жп гара. Дължината на магнитната пътека е само 600 м.

Пътят работи десет години и е затворен поради множество оплаквания на пътниците за съществуващи неудобства. Впоследствие монорелсовият транспорт заменя маглев на този сайт.

Шанхай

Първият магнитен път в Берлин е построен от немската компания Transrapid. Провалът на проекта не изплаши разработчиците. Те продължиха своето изследване и получиха заповед от китайското правителство, което реши да построи магнев път в страната. Шанхай и летище Пудонг свързват този високоскоростен (до 450 км / ч) начин.
Дължината на пътя от 30 км е открита през 2002 година. В плановете за бъдещето - нейното разширение до 175 км.

Япония

През 2005 г. в тази страна се проведе изложението "Експо 2005". Към откриването му е пусната магнитна верига с дължина 9 километра. Има девет станции на линията. Маглев обслужва територията, която граничи с мястото на изложението.

Мъглесите се смятат за транспорт на бъдещето. Още през 2025 г. се планира да се отвори нов супер високоскоростен маршрут в страна като Япония. Влакът с магнитни възглавници ще транспортира пътници от Токио до един от областите в централната част на острова. Скоростта му ще бъде 500 км / ч. За изпълнението на проекта ще са необходими около четиридесет и пет милиарда долара.

Руската федерация

Създава се високоскоростен влак и RZD. До 2030 г. в Магрева в Русия ще се свържат Москва и Владивосток. Пътят до 9300 км пътници ще бъде преодолян за 20 часа. Скоростта на влака на магнитната възглавница ще бъде до петстотин километра в час.