Trenurile pe perne magnetice - este transportul viitorului? Cum funcționează un tren cu pernă magnetică?
Au trecut mai mult de două sute de ani de la momentul în care omenirea a inventat primele locomotive. Cu toate acestea, până în prezent, transportul feroviar de călători care transportă pasageri și încărcături grele cu ajutorul electricității și motorinei este foarte comun.
Merită menționat faptul că toți acești ani, inginerii inventatori au lucrat activ la crearea unor metode alternative de deplasare. Rezultatul muncii lor era trenurile pe perne magnetice.
Însăși ideea de a crea un tren de levitație magnetică a fost dezvoltat în mod activ la începutul secolului XX. Cu toate acestea, pentru a pune în aplicare acest proiect la acel moment din mai multe motive și nu a reușit. Pentru a fabrica un astfel de tren a început abia în 1969. A fost apoi teritoriul Republicii Federale Germania, a început să se stabilească pista magnetică pe care ar lua un vehicul nou, care mai târziu a fost numit ca: tren, maglev. a fost lansat în 1971. În conformitate cu pista magnetica a găzduit primul tren Maglev, care a fost numit „Transrapid-02.“
Este interesant faptul că inginerii germani au produs un vehicul alternativ pe baza acelor înregistrări lăsate de omul de știință Hermann Kemper, care în 1934 a primit un brevet care a confirmat invenția magnetoplanei.
"Transrapid-02" este greu de apelat foarte repede. Putea călători cu o viteză maximă de 90 de kilometri pe oră. Nivelul scăzut a fost și capacitatea sa - doar patru persoane.
În 1979, au creat un model mai avansat al maglevului. Acest tren, numit "Transrapid-05", putea să transporte deja șaizeci și opt pasageri. A călătorit de-a lungul unei linii în orașul Hamburg, a cărui lungime era de 908 de metri. Viteza maximă dezvoltată de acest tren a fost egală cu șaptezeci și cinci de kilometri pe oră.
În același 1979, un alt model al maglevului a fost lansat în Japonia. A fost numit ML-500. Trenul japonez pe o pernă magnetică a dezvoltat o viteză de cinci sute șaptesprezece kilometri pe oră.
Viteza pe care trenurile se pot dezvolta pe perne magnetice poate fi comparată cu viteza aeronavei. În acest sens, acest tip de transport poate deveni un concurent serios pentru căile aeriene care operează la o distanță de până la mii de kilometri. Utilizarea pe scară largă a maglevilor este împiedicată de faptul că nu pot naviga pe căile ferate tradiționale. Trenurile pe perne magnetice trebuie să construiască autostrăzi speciale. Și asta necesită investiții mari de capital. Se crede, de asemenea, că câmpul magnetic creat pentru maglevuri poate afecta negativ corpul uman, ceea ce va afecta negativ starea de sănătate a șoferului și a locuitorilor regiunilor situate în apropierea unui astfel de traseu.
Trenurile pe perne magnetice sunt un tip special de transport. În timpul mișcării, maglevul se plimba deasupra căii ferate, fără să-l atingă. Acest lucru se datorează faptului că vehiculul este controlat de puterea câmpului magnetic creat artificial. În timpul mișcării maglevului nu există frecare. Forța de frânare în acest caz este tragerea aerodinamică.
Cum funcționează? Știm despre proprietățile de bază ale magneților din fiecare lecție de fizică a clasei a șasea. Dacă doi magneți sunt adusi unii pe alții de polii nordici, atunci ei vor respinge. Se creează o așa numită pernă magnetică. La conectarea poliilor diferiți, magneții vor fi atrase unul de celălalt. Acest principiu destul de simplu stă la baza mișcării trenului maglev, care în mod literal alunecă prin aer la o mică distanță de șine.
În prezent, au fost deja dezvoltate două tehnologii, prin intermediul cărora este activată o pernă magnetică sau o suspensie magnetică. Al treilea este experimental și există doar pe hârtie.
Această tehnologie se numește EMS. Se bazează pe forța câmpului electromagnetic, schimbându-se în timp. Aceasta provoacă levitarea (ridicarea în aer) a maglevului. Pentru mișcarea trenului în acest caz, este necesar să avem șine T, care sunt realizate dintr-un conductor (de obicei metalic). Această operație a sistemului este similară unei căi ferate obișnuite. Cu toate acestea, în tren, în loc de seturi de roți, sunt instalate suporturi și magneți de ghidare. Acestea sunt plasate paralel cu statorii feromagnetice situate de-a lungul marginii pânzei în formă de T.
Principalul dezavantaj al tehnologiei EMS este necesitatea de a controla distanța dintre stator și magneți. Și acest lucru, în ciuda faptului că depinde de mulți factori, inclusiv natura neconstantă a interacțiunii electromagnetice. Pentru a evita stoparea bruscă a trenului, sunt instalate baterii speciale. Ei sunt capabili să reîncarce generatoarele liniare încorporate în magneții de referință și astfel suficient de lungi pentru a susține procesul de levitație.
Frânarea trenurilor create pe baza tehnologiei EMS realizează un motor liniar sincron cu accelerație redusă. Este reprezentat de magneți de susținere, precum și de o pardoseală deasupra căreia maglev se ridică. Viteza și curgerea compoziției pot fi controlate prin schimbarea frecvenței și a puterii curentului alternativ generat. Pentru a încetini cursul, este suficient să schimbați direcția undelor magnetice.
Există o tehnologie în care mișcarea unui maglev apare atunci când două câmpuri interacționează. Una dintre ele este creată în căptușeala autostrăzii, iar a doua - la bordul trenului. Această tehnologie este numită EDS. Se bazează pe trenul japonez pe o pernă magnetică JR-Maglev.
Acest sistem are unele diferențe față de EMS, unde se utilizează magneți convenționali, la care bobinele sunt alimentate cu curent electric numai atunci când se aplică energie.
Tehnologia EDS înseamnă o furnizare constantă de energie electrică. Aceasta se întâmplă chiar dacă sursa de alimentare este deconectată. În bobinele unui astfel de sistem, este instalată o răcire criogenică, care economisește cantități considerabile de energie electrică.
Avantajele și dezavantajele tehnologiei EDS
Partea pozitivă a sistemului care lucrează la o suspensie electrodynamică este stabilitatea sa. Chiar și o ușoară reducere sau creștere a distanței dintre magneți și țesătură este controlată de forțele de repulsie și de atracție. Acest lucru permite sistemului să rămână într-o stare neschimbată. Cu această tehnologie nu este nevoie să instalați electronice pentru monitorizare. Nu sunt necesare dispozitive pentru reglarea distanței dintre cârpă și magneți.
Tehnologia EDS are unele dezavantaje. Deci, forța, suficientă pentru levitația compoziției, poate apărea numai la viteză mare. De aceea maglevii sunt echipați cu roți. Ele asigură mișcarea lor cu o viteză de până la 100 de kilometri pe oră. Un alt dezavantaj al acestei tehnologii este forța de frecare care are loc în partea din spate și din față a magneților respingători la o viteză redusă.
Datorită câmpului magnetic puternic din secțiunea destinată pasagerilor, este necesară o protecție specială. În caz contrar, este interzisă călătoria unei persoane care are un stimulator electronic al inimii. Protecția este, de asemenea, necesară pentru mediile magnetice (cărți de credit și HDD).
Al treilea sistem, care există în prezent doar pe hârtie, este utilizarea de magneți permanenți în varianta EDS, care nu necesită energie pentru activare. Până de curând sa crezut că era imposibil. Cercetătorii au crezut că magneții permanenți nu au acea putere care poate provoca levitația unui tren. Cu toate acestea, această problemă a fost evitată. Pentru ao rezolva, magneții au fost plasați în "matricea Halbach". Acest aranjament conduce la crearea unui câmp magnetic, nu sub masiv, ci deasupra acestuia. Acest lucru ajută la menținerea levitației compoziției, chiar și la o viteză de aproximativ cinci kilometri pe oră.
Proiectul nu a primit încă nicio implementare practică. Acest lucru se datorează costului ridicat al rețelelor realizate din magneți permanenți.
Partea cea mai atractivă a trenurilor cu pilon magnetic este perspectiva de a atinge viteze mari, ceea ce va permite Maglevului să concureze în viitor chiar și cu avioane cu reacție. Acest tip de transport este destul de economic din punct de vedere al consumului de energie electrică. Costuri reduse și funcționarea acestora. Acest lucru devine posibil din cauza lipsei de frecare. Plăcerea și zgomotul mic al maglevilor, care vor afecta pozitiv situația ecologică.
Partea negativă a Maglevilor este prea mult pentru a crea. Costuri ridicate și întreținerea liniei. În plus, pentru acest tip de transport necesită un sistem complex de căi și instrumente ultra-precise care să controleze distanța dintre cârpă și magneți.
Implementarea proiectului în Berlin
Drumul a funcționat timp de zece ani și a fost închis din cauza numeroaselor plângeri ale pasagerilor pentru inconvenientele existente. Ulterior, transportul monorailului a înlocuit maglevul de pe acest site.
Primul drum magnetic din Berlin a fost construit de compania germană Transrapid. Eșecul proiectului nu a speriat dezvoltatorii. Ei și-au continuat cercetarea și au primit un ordin din partea guvernului chinez, care a decis să construiască un traseu de maglev în țară. Aeroportul Shanghai și Pudong au legat această mare viteză (până la 450 km / h).
Maglevurile sunt considerate transportul viitorului. Deja în 2025, se planifică deschiderea unui nou traseu de mare viteză într-o țară precum Japonia. Trenul cu pernă magnetică va transporta călătorii de la Tokyo într-unul din districtele din partea centrală a insulei. Viteza sa va fi de 500 km / h. Pentru a implementa proiectul vor fi necesare aproximativ patruzeci și cinci de miliarde de dolari.
Tramvaiul japonez-magnetoplane a rupt din nou viteza record
Distanța de 280 km de tren va depăși doar 40 de minute
Un tren de perne magnetice japoneze, sau un maglev, și-a rupt propriul record de viteză, accelerând până la 603 km / h în timpul testelor de lângă Fujiyama.
Recordul anterior - 590 km / h - a fost livrat săptămâna trecută.
Compania JR Central, care deține aceste compuși, intenționează să le elibereze pe ruta Tokyo-Nagoya până în 2027.
Distanța de tren de 280 km va fi depășită în numai 40 de minute.
În același timp, potrivit conducerii companiei, pasagerii nu vor putea să transporte pasageri la viteză maximă: vor accelera doar la 505 km / h. Dar chiar și acest lucru este cu mult mai mare decât viteza celui mai rapid tren japonez "Shinkansen", care acoperă o distanță de o oră de 320 km.
Pasagerii nu vor putea să-și demonstreze viteza, însă vor ajunge la 500 km / h
Costul construirii unei autostrăzi către Nagoya va fi de aproape 100 de miliarde de dolari, deoarece peste 80% din drum va trece prin tuneluri.
Se așteaptă ca până în 2045 trenurile maglev să acopere distanța de la Tokyo până la Osaka în doar o oră, reducând la jumătate timpul de călătorie.
Aproximativ 200 de entuziaști s-au adunat pentru a observa testele trenului de mare viteză.
„Am pielea de găină la fel de mult, așa că vreau să merg mai repede pentru o plimbare pe acest tren - radiodifuzor NHK a spus unul dintre spectatori. - Pentru mine, ca o nouă pagină a istoriei.“
"Cu cât trenul se mișcă mai repede, cu atât mai mult este stabil, astfel încât calitatea călătoriei sa îmbunătățit după părerea mea", explică șeful departamentului JR Central de cercetare Yasukazu Endo.
Trenurile noi vor merge pe ruta Tokyo-Nagoya până în 2027
În Japonia, a existat mult timp o rețea de drumuri de mare viteză pe șinele de oțel Shinkansen. Cu toate acestea, prin investirea în noua tehnologie a trenurilor cu pernă magnetică, japonezii speră că vor putea să-l exporte în străinătate.
Este de așteptat ca în timpul vizitei în SUA, prim-ministrul japonez Shinzo Abe să ofere asistență în construirea unei autostrăzi de mare viteză între New York și Washington.
Alte posturi din seria "Perspective high speed transport" și "Perspective transport local":
În orașul Rzeszow din sudul Poloniei necunoscut pictat consulatul onorific al Ucrainei, lăsând imaginea svasticii și inscripția de pe interzise în Rusia UPA, rapoarte ediția locală a clădirii consulatului Rzeszow-news.Na a fost lăsat o inscripție în limba poloneză: „Ucraina - UPA“, " Waffen SS Galitzien „Ucraina are stema pictat spânzurătoare și inscripția Raus (“ iesi ".
De la colegul Yablokov :)) Ucraina se transformă cu încredere într-o superputere regională lider înarmată cu tehnologii avansate. Îți mai amintești de Kalinovka? În cazul în care cu grijă și monitor a crescut în aer aproximativ patruzeci de mii de tone de muniție absolut inutile? Mijloace de explorare a spațiului, în funcție de șef de stat major Viktor Viktor Muzhenko, înregistrat exact.
Trimiteți-le prietenilor: