רכבת ריחוף מגנטית - זה העתיד של תחבורה? כיצד הריחוף המגנטי לאמן?

במשך למעלה ממאתיים שנים חלפו מאז הרגע שבו האנושות המציאה את קטרי הקיטור הראשונים. עם זאת, עד עתה ההובלה היבשתית הרכבת להסעת נוסעים ומטענים כבדים באמצעות כוח חשמל הסולר, הוא נפוצה מאוד.

ייאמר כי כל השנים האלה, מהנדסים, הממציאים פעילים פועלים כדי לפתח דרכים חלופיות כדי לנסוע. התוצאה של עבודתם הפכה הרכבת ריחוף מגנטית.

הסיפור של

עצם הרעיון ליצור רכבת ריחוף מגנטית פותחה באופן פעיל במאה עשרים. עם זאת, כדי לממש את הפרויקט הזה בזמן מסיבה כלשהי לא הצליחה. כדי לייצר רכבת כזאת החלה רק בשנת 1969. זה היה אז בשטח של הרפובליקה הפדרלית של גרמניה החל להניח את המסלול המגנטי שעליו שזה ייקח רכב חדש, אשר כונה מאוחר יותר כמו: רכבת, מגלב. היא הושקה בשנת 1971. על פי המסלול המגנטי ארחה את רכבת המגלב הראשונה, אשר נקראה "Transrapid-02."

עובדה מעניינת היא כי המהנדסים הגרמנים יצרו מכשיר חלופי על הבסיס רשום אלו אשר עזבו המדען הרמן קמפר, ב 1934 קבל פטנט המאשר המצאת magnitoplana.

"Transrapid-02" בקושי יכול להיקרא מאוד מהר. הוא יכול לנוע במהירות מקסימלית של 90 קמ"ש. זה היה נמוך והקיבולת שלה - רק ארבעה אנשים.

בשנת 1979 יצרנו מודל מתקדם יותר של מגלב. רכבת זו, הנקראת "Transrapid-05" יכול לשאת ששים ושמונה נוסעים. הוא עבר על פני השורה, הממוקמת בעיר המבורג, שאורכה 908 מטרים. מהירות מקסימלית, שפתחה הרכבת הזו שווה שבעים וחמישה קילומטרים לשעה.

כמו כן ב 1979, עוד מגלב מודל שוחרר ביפן. היא נקראה "ML-500". רכבת יפנית ריחוף מגנטי שפותח במהירות של עד חמש מאות שִׁבעָה עָשָׂר קמ"ש.

תחרותי

מהירות שיכולה להתפתח רכבת ריחוף מגנטית, ניתן להשוות עם המהירות של המטוס. לכן, זה סוג של תחבורה יכול להיות מתחרה רציני על חברות התעופה אייר, אשר פועלים במרחק של אלפי קילומטרים. יישום אוניברסלי של המגלב הקשו על ידי העובדה כי הם אינם ניתנים להעברה על ידי מכסה מסילה קונבנציונאלי. רכבת ריחוף מגנטית צריכה בנייה מיוחדת של כבישים. זה דורש השקעות הון גדולות. כמו כן הוא האמין כי נוצר עבור מגלב השדה המגנטי עלולים להשפיע על גוף האדם, אשר לה השפעה שלילית על הבריאות של הנהג ואת תושבי האזורים שקרובים כביש.

עקרון הפעולה

רכבת ריחוף מגנטית היא סוג מיוחד של תחבורה. תוך כדי נהיגת מגלב כמו רחף מעל הפסים מבלי לגעת בו. זו מתרחשת מהסיבה כי כוח הרכב נשלט שדה מגנטי שנוצר באופן מלאכותי. במהלך תנועת מגלב אין חיכוך. שבה כוח הבלימה הוא גרר אווירודינמי.

איך זה עובד? אודות מה המאפיינים הבסיסיים הם מגנטים, כל אחד מאיתנו מודעים לקחי פיזיקת הכיתה ו. אם שני מגנטים הם הפגישו את הקוטב הצפוני, והם יהיו דחויים. זה יוצר ריחוף מגנטי שנקרא. כאשר מצרפים את הקטבים השונים של המגנטים יהיו נמשכים זה לזה. עיקרון פשוט יחסית זהו הבסיס של רכבת המגלב בהילוך מחליקה ממש באוויר במרחק קצר מן הפסים.

עכשיו שתי טכנולוגיות שפותחו שבאמצעותו הוא מונע על ידי ריחוף או השעיה מגנטי. השלישי הוא ניסיוני, ומתקיים רק על נייר.

ההשעיה אלקטרומגנטית

טכנולוגיה זו נקראת EMS. היא מבוססת על כוח של השדה האלקטרומגנטי, משתנה במשך הזמן. היא גורמת ריחוף (אוויר עולה) מגלב. עבור תנועת הרכבת במקרה זה דורש מסילות בצורת T, אשר עשויים מחומר מוליך (בדרך כלל מתכת). מבצע מערכת זו דומה רכבת קונבנציונלית. עם זאת, במקום סטי גלגל הרכבת מותקן מגנטי תמיכה ומדריך. הם מסודרים במקביל הסטטור פרומגנטי ממוקם בקצה של קורים בצורת T.

החסרון העיקרי של טכנולוגית EMS הוא הצורך לשלוט על המרחק בין הסטטור לבין המגנטים. וזאת למרות העובדה שזה תלוי בגורמים רבים, כולל אלה מן האופי ההפכפך של אינטראקציה אלקטרומגנטית. על מנת להימנע עצירה פתאומית של הרכבת, סוללות מיוחדות המותקנת על זה. הם מסוגלים לטעון את הגנרטור ליניארי, מובנית מגנטי תמיכה, ובכך ארוכים מספיק כדי לתמוך בתהליך של ריחוף.

Braking זמני טכנולוגית EMS מבוסס נוצרה מבצעת אצת מנוע לינארי נמוכה סינכרוני. הוא מיוצג על ידי מגנטי הפניה, וכן את הכביש, שעליו מרחפת מגלב. תשוקות מהירות והרכב יכול להיות נשלט על ידי שינוי התדירות והעוצמה שנוצר על ידי AC. עבור להאט מספיק כדי לשנות את כיוון הגלים המגנטיים.

השעיה electrodynamic

יש טכניקה שבה תנועה מתרחשת אינטראקציה המגלב של שני שדות. אחד מהם נוצר קו האינטרנט, והשני - על הרכב הדירקטוריון. שם הטכנולוגיה EDS זה. בבסיסו בנוי רכבת ריחוף מגנטי יפנית JR-מגלב.

במערכת זו יש הבדלים מסוימים מן EMS, אשר השתמש מגנטים קונבנציונליים, אשר מסופק מסלילי זרם חשמלי רק כאשר הכח מוחל.

טכנולוגית EDS כרוכה אספקה רציפה של חשמל. זו מתרחשת גם אם אספקת החשמל כבויה. סלילי כזו מותקנת מערכת קירור קריוגני המאפשר לחסוך כמויות משמעותיות של כוח.

יתרונות וחסרונות של טכנולוגית EDS

הצד החיובי של המערכת, עובד על השעית electrodynamic הוא יציבותה. גם הפחתה או עלייה קלה המרחק בין המגנטים ואת האינטרנט נשלטת על ידי כוחות המשיכה והדחייה. זה מאפשר למערכת להיות באותו מצב. בעזרת טכנולוגיה זו, אין צורך להתקין אלקטרוניקה שלטת. אנחנו לא צריכים והתקנים להתאמת המרחק בין האינטרנט לבין המגנטים.

יש טכנולוגיה EDS כמה חסרונות. לפיכך, כוח מספיק כדי לרחף הרכב, יכול להתרחש רק במהירות גבוהה. לכן המגלב מצויד בגלגלים. הם מספקים התנועה שלהם במהירות של עד מאה קמ"ש. חיסרון נוסף של טכנולוגיה זו הוא כוח החיכוך הנובע בחלקו האחורי והן מול מגנטים בהדיפת בשווי במהירות נמוכה.

בשל השדה המגנטי החזק קטע המיועד לנוסעים חייבים להתקין הגנה מיוחדת. אחרת, אדם עם קוצב לב כדי נסיעה אסור. הגנה נדרשת נושאי נתונים מגנטיים (כרטיס אשראי HDD).

הטכנולוגיה שמפתחת

מערכת שלישית, אשר כעת קיים רק על הנייר, הוא השימוש אופציה EDS של מגנטים קבועים שאינם צריכים להפעיל את הפסקת חשמל. לאחרונה, היה נהוג לחשוב כי זה היה בלתי אפשרי. החוקרים מאמינים כי מגנטים קבועים אין כוח שיכול לגרום רכבת ריחוף. עם זאת, בעיה זו נמנעה. מגנטים להציב "מערך האלבך" להחלטתה. הסדר כזה מוביל ליצירת השדה המגנטי מעבר המערך, ומעליו. זה עוזר לשמור על מבנה הריחוף אפילו במהירות של כחמישה קילומטרים לשעה.

יישום מעשי של הפרויקט הזה טרם קיבל. זאת בשל העלות הגבוהה של מערכים עשויים מגנטים קבועים.

יתרונות של המגלב

הצד הכי אטרקטיבי של ריחוף מגנטי הרכבת היא הסיכוי להשגת מהירויות גבוהות של אשר יאפשר המגלב בעתיד להתחרות אפילו עם מטוס סילון. סוג של תחבורה זה די חסכוני ברמת החשמל הנצרכת. עלויות נמוכות ותפעולו. זה אפשרי בשל העדר החיכוך. רוחה מגלב רעש נמוך, אשר יש השפעה חיובית על הסביבה האקולוגית.

חסרונות

הצד השלילי של המגלב הוא כמות גדולה מדי נדרשה כדי ליצור אותם. עלויות גבוהות ותחזוקת מסלול. בנוסף, עבור מצב תחבורה הנחשב דורש מערכת מורכבת של נתיבים והתקני דיוק גבוהים ששולטים המרחק בין האינטרנט לבין המגנטים.

יישום הפרויקט בברלין

בעיר הבירה הגרמנית, פתיחת מערכת המגלב הסוג הראשון ב 1980 תחת השם M-Bahn. אורך האינטרנט היה 1.6 ק"מ. רכבת ריחוף מגנטי דילג בין שלוש תחנות המטרו בסופי שבוע. פגישת נוסעים היה בחינם. לאחר נפילת חומת ברלין, אוכלוסיית העיר גדלה בכמעט חצי. זה לקח יצירת רשתות תחבורה עם היכולת לספק את זרימת תנועה גבוהה. לכן ב 1991 במרקם המגנטי פורק, ואת הקמת המטרו נכתבה במקומו.

ברמינגהאם

העיר הגרמנית הזאת המגלב במהירות נמוכה להרכיב מן 1984 החל משנת 1995. נמל תעופה ותחנת רכבת. אורך השביל המגנטי היה רק 600 מ '.

הדרך עבדה במשך עשר שנים נסגר בתגובה לתלונות רבות של נוסעים על אי הנוחות הקיימים. לאחר מכן תחבורה מונוריל החליף את המגלב באתר זה.

שנחאי

הכביש המגנטי הראשון בברלין נבנה על ידי Transrapid חברה גרמנית. כישלון פרויקט לא הרתיע יזמים. הם המשיכו את לימודיהם וקיבלו צו מהממשלה הסינית, אשר החליטה לבנות את המסלול-המגלב של המדינה. שנחאי התעופה "פודונג" קישר בין מהירות גבוהה (עד 450 ק"מ / שעה) בדרך.
הכביש הוא 30 קילומטר ארוך נפתח בשנת 2002. התוכניות לעתיד - הרחבתו 175 קילומטר.

יפן

במדינה זו בשנת 2005 נערך תערוכת אקספו-2005. לפתיחתו הוכנס הניתוח אורך המסלול המגנטי של 9 ק"מ. תשע תחנות ממוקמות על הקו. מגלב משרת את השטח, אשר נמצא סמוך לאצטדיון התערוכה.

המגלב נחשב לעתיד התחבורה. כבר בשנת 2025 הוא מתוכנן לפתוח מסלול סופר-מהיר חדש במדינה כמו יפן. רכבת ריחוף מגנטית תשא נוסעת מטוקיו אחד התחומים המרכזיים של האי. המהירות שלו היא 500 ק"מ / h. עבור פרויקט תצטרך כארבעים וחמש מיליארד דולר.

רוסיה

יצירת רכבת במהירות גבוהה הוא מתכנן והרכבות. עד 2030, המגלב ברוסיה בין מוסקבה לבין ולדיווסטוק. הדרך להתגבר נוסעים 9300 ק"מ במשך 20 שעות. מהירות רכבת ריחוף מגנטי יהיה עד חמישה מאה קילומטרים לשעה.