Den 9. august blev de første test af en linje af ophængt maglev, der opererede på permanente magneter, udført i Kina. Denne
Maglev er et tog der bruger tilbevægelse af den magnetiske kraft. Systemet løfter toget med passagerer fra overfladen, undgår friktion, og skubber det fremad. Takket være maglev-teknologien kører toget på skinner, der styrer dets stabilitet og hastighed.
På trods af det faktum, at maglev-konstruktionsteknologier er blevet udviklet i mere end 100 år, er der i øjeblikket kun skabt små kommercielle sektioner af sådanne veje i Japan, Kina og Sydkorea.
Hvad er det særlige ved den kinesiske maglev?
Som regel, når ordet "maglev" straks opståret billede af et tog, der svæver over monorailen på kort afstand. Den kinesiske udvikling er helt anderledes. Linjen af suspenderet maglev "Rainbow" fungerer på permanente magneter, og selve sammensætningen er placeret under guiden og ikke over den. Fordelen ved et sådant system er, at der ikke kræves strøm for at svæve toget. Hvis den efterlades alene, vil den være i limbo for evigt.
I modsætning til en konventionel bane på en magnetisksuspension, som kræver elektromagneter, er Rainbow-linjen baseret på legeringer af sjældne jordarters metaller. De skaber magnetiske felter med en induktion på mere end 1,2 Tesla. For en konventionel jern- eller keramisk magnet varierer den til sammenligning fra 0,5 til 1 T.
De materialer, der bruges tillinjekonstruktion er relativt billige, mens et sådant system ikke kræver energi for at opretholde køretøjets "flyvning". Teststedet er designet til mellemhastighedstog: den maksimale designhastighed for systemet er kun 80 km/t. Dette er tilstrækkeligt til transport inden for byer og forstæder i tætbefolkede områder.
Styrken af de magneter, der blev brugt ilinjedesign, nok til at betjene et tog bestående af to vogne, der kan rumme op til 88 personer. Kinesiske myndigheder siger, at hvis det bliver testet med succes, kan systemet bruges som et lufthavnsekspresstog, på turistruter og endda som intern transport til små byer.
Tog på Rainbow-linjen. Foto: Xinhua Agency
Elektromagnetisk ophæng
Teknologi til at skabe maglev på permanentmagneter er den tredje retning i udviklingen af denne type transport. De to andre systemer bruger elektriske (EML-tog) eller superledende magneter (EML-tog).
Diagram af et tog på en elektromagnetisk suspension. Billede: Stefan_024, Public domain, via Wikimedia Commons
I systemer med elektromagnetisk ophængsvævende over en stålskinne ved hjælp af elektromagneter placeret i bunden af toget. Fastgjort til bunden af karosseriet af sådanne tog er "C"-formede håndtag, med toppen af håndtaget fastgjort til køretøjet og den nederste indre kant indeholder magneter. Skinnen løber mellem armens inder- og yderkant.
Ulempen ved denne teknologi i stortustabilitet. Magnetisk tiltrækning varierer omvendt med kvadratet på afstanden. Selv små ændringer i afstanden mellem magneterne og skinnen påvirker i høj grad kraften af tiltrækning og frastødning. Derfor bruger et sådant system komplekse systemer til at "returnere" toget til den ønskede position. De overvåger og korrigerer konstant afstanden mellem magneterne og skinnen.
Det var med denne teknologiførste kommercielle maglev. Han tjente i 1984 i England og forbundet lufthavnen og banegården i Birmingham. Dette tog accelererede til en hastighed på 42 km/t og kørte på en kun 600 m lang monorail-strækning. Systemet holdt lidt over 10 år og blev lukket i 1995 på grund af forældet teknologi og pålidelighedsproblemer.
Birmingham Maglev. Foto: MaltaGC, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Magnetisk levitation maglev virker muligvis ikkekun ved lave, men også ved høje hastigheder. For eksempel er dette den teknologi, der bruges af Shanghai Line-tog. Systemet blev lanceret i 2003 og er det ældste maglev, der stadig er i drift, og det første kommercielle højhastigheds magnetiske levitationstog.
Denne rute forbinder Shanghai Lufthavn med den lokalemetrolinje, og toget kan transportere 574 passagerer. Samtidig tager turen ved fuld fart 7 minutter og 20 sekunder. I denne tid tilbagelægger toget en strækning på 30 km. Den kan nå 300 km/t på godt 2 minutter, og når sin maksimale normale driftshastighed på 431 km/t på 4 minutter.
På trods af nogle mangler er det detMaglev-togteknologien er central for de fleste af de systemer, der i øjeblikket er i drift. For eksempel opererer de i Incheon Lufthavn i Sydkorea og Limo Prefecture i Japan.
Elektrodynamisk affjedring
I modsætning til elektromagnetisk affjedring, træner påelektrodynamisk affjedring bruger magneter, der er installeret ikke kun i toget, men også på selve skinnen. I sådan en maglev hænger superledende magneter bilen over en U-formet betonbane. Ligesom almindelige magneter frastøder disse magneter hinanden, når matchende poler vender mod hinanden.
De anvendte magneter er superledende ogdet betyder, at når de afkøles til lave temperaturer, kan de generere magnetiske felter 10 gange stærkere end konventionelle elektromagneter. Disse magnetiske felter interagerer med simple metalløkker installeret i betonvæggene på maglev-skinnen. De er lavet af ledende materialer som aluminium, og når togets magnetfelt passerer, genererer det en elektrisk strøm, der danner et andet magnetfelt.
Diagram af et tog på en elektrodynamisk affjedring. Billede: Cool Cat, på det engelske Wikipedia-projekt, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Tre typer hængsler er installeret på skinnenmed bestemte intervaller for at udføre tre vigtige opgaver. Først skaber de et felt, der får toget til at svæve et par centimeter over sporet. For det andet skal du holde sammensætningen i en lodret position. Og for det tredje flytter de toget frem.
Ikke en eneste er sat i drift endnukommercielle tog, der kører på denne teknologi. Men foreløbige test er i gang i forskellige lande. Et sådant system er for eksempel SCMaglev, en japansk jernbanelinje, der har hastighedsrekorden for maglev. I 2015 kunne dette firmas tog accelerere til 603 km/t.
Det forventes, at den kommercielle drift af sådanne tog vil begynde i 2027, hvor de vil forbinde Tokyo og Nagoya.
På trods af at magnetisk levitation trænerhar været under udvikling i mange årtier, men er endnu ikke blevet det dominerende transportmiddel, bør denne teknologi ikke begraves. Sådanne tog har en række fordele i forhold til klassiske tog. De kan nå højere hastigheder, forbruger mindre energi og er mindre påvirket af vejrforhold som sne eller regn.
Muligheder for at bygge egne linjermaglev betragtes af mange lande. Og måske, med fremkomsten af billig og miljøvenlig permanent magnetteknologi, vil sådanne sammensætninger ikke længere være en kuriosum.
På forsiden: L0-serietog til SCMaglev. Billede: Saruno Hirobano, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Læs mere:
"James Webb" sendte et foto af sammenstødet mellem to enorme galakser
"Unyttige" bakterier på Jorden vil give liv til kolonisterne på Mars
På pyramiden i Kina fandt et portræt af "forfædrenes konge". Han regerede for over 4.000 år siden