Στις 9 Αυγούστου, η Κίνα πραγματοποίησε τις πρώτες δοκιμές μιας αναρτημένης γραμμής maglev που λειτουργεί σε μόνιμους μαγνήτες. Αυτό
Το Maglev είναι ένα τρένο που συνηθίζει νακίνηση της μαγνητικής δύναμης. Το σύστημα σηκώνει το τρένο με επιβάτες από την επιφάνεια, αποφεύγοντας την τριβή και το σπρώχνει προς τα εμπρός. Χάρη στην τεχνολογία maglev, το τρένο κινείται σε ράγες που ελέγχουν τη σταθερότητα και την ταχύτητά του.
Παρά το γεγονός ότι οι τεχνολογίες κατασκευής maglev έχουν αναπτυχθεί για περισσότερα από 100 χρόνια, προς το παρόν, μικρά εμπορικά τμήματα τέτοιων δρόμων έχουν δημιουργηθεί μόνο στην Ιαπωνία, την Κίνα και τη Νότια Κορέα.
Ποια είναι η ιδιαιτερότητα του κινέζικου maglev;
Κατά κανόνα, όταν εμφανίζεται αμέσως η λέξη "maglev".μια εικόνα ενός τρένου που αιωρείται πάνω από το monorail σε μικρή απόσταση. Η κινεζική ανάπτυξη είναι εντελώς διαφορετική. Η γραμμή αιωρούμενων maglev "Rainbow" λειτουργεί σε μόνιμους μαγνήτες και η ίδια η σύνθεση βρίσκεται κάτω από τον οδηγό και όχι πάνω από αυτόν. Το πλεονέκτημα ενός τέτοιου συστήματος είναι ότι δεν απαιτείται ηλεκτρική ενέργεια για την ανύψωση του τρένου. Αν μείνει μόνο του, θα μείνει για πάντα σε κενό.
Σε αντίθεση με μια συμβατική πίστα σε μια μαγνητικήανάρτηση, η οποία απαιτεί ηλεκτρομαγνήτες, η γραμμή Rainbow βασίζεται σε κράματα μετάλλων σπάνιων γαιών. Δημιουργούν μαγνητικά πεδία με επαγωγή μεγαλύτερη από 1,2 Tesla. Για ένα συμβατικό σιδερένιο ή κεραμικό μαγνήτη, για σύγκριση, κυμαίνεται από 0,5 έως 1 T.
Τα υλικά που χρησιμοποιούνται γιαΗ κατασκευή γραμμών είναι σχετικά φθηνή, ενώ ένα τέτοιο σύστημα δεν απαιτεί ενέργεια για να διατηρήσει την «πτήση» του οχήματος. Ο χώρος δοκιμών έχει σχεδιαστεί για τρένα μεσαίας ταχύτητας: η μέγιστη σχεδιαστική ταχύτητα του συστήματος είναι μόνο 80 km/h. Αυτό επαρκεί για ενδοαστικές και προαστιακές μεταφορές σε πυκνοκατοικημένες περιοχές.
Η ισχύς των μαγνητών που χρησιμοποιήθηκαν σεσχεδιασμός γραμμής, αρκετός για να εξυπηρετήσει ένα τρένο που αποτελείται από δύο βαγόνια που μπορεί να φιλοξενήσει έως και 88 άτομα. Οι κινεζικές αρχές λένε ότι εάν δοκιμαστεί επιτυχώς, το σύστημα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως τρένο express για το αεροδρόμιο, σε τουριστικές διαδρομές, ακόμη και ως εσωτερικό μέσο μεταφοράς για μικρές πόλεις.
Τρένο στη γραμμή Rainbow. Φωτογραφία: Πρακτορείο Xinhua
Ηλεκτρομαγνητική ανάρτηση
Τεχνολογία για τη δημιουργία maglev σε μόνιμηΟι μαγνήτες είναι η τρίτη κατεύθυνση στην ανάπτυξη αυτού του τύπου μεταφοράς. Τα άλλα δύο συστήματα χρησιμοποιούν ηλεκτρικούς (τρένα EML) ή υπεραγώγιμους μαγνήτες (τρένα EML).
Διάγραμμα τρένου σε ηλεκτρομαγνητική ανάρτηση. Εικόνα: Stefan_024, Δημόσιος τομέας, μέσω Wikimedia Commons
Σε συστήματα με ηλεκτρομαγνητική ανάρτησηαιωρείται πάνω από μια σιδηροτροχιά από χάλυβα χρησιμοποιώντας ηλεκτρομαγνήτες που τοποθετούνται στο κάτω μέρος του τρένου. Στο κάτω μέρος του αμαξώματος τέτοιων αμαξοστοιχιών είναι προσαρτημένοι μοχλοί σε σχήμα "C", με το πάνω μέρος του μοχλού να είναι προσαρτημένο στο όχημα και το κάτω εσωτερικό άκρο να περιέχει μαγνήτες. Η ράγα διέρχεται μεταξύ των εσωτερικών και εξωτερικών άκρων του μοχλού.
Το μειονέκτημα αυτής της τεχνολογίας σε μεγάλο βαθμόαστάθεια. Η μαγνητική έλξη ποικίλλει αντιστρόφως με το τετράγωνο της απόστασης. Ακόμη και μικρές αλλαγές στην απόσταση μεταξύ των μαγνητών και της ράγας επηρεάζουν πολύ τη δύναμη έλξης και απώθησης. Επομένως, ένα τέτοιο σύστημα χρησιμοποιεί πολύπλοκα συστήματα για να «επιστρέφει» το τρένο στην επιθυμητή θέση. Παρακολουθούν και διορθώνουν συνεχώς την απόσταση μεταξύ των μαγνητών και της ράγας.
Ήταν με αυτή την τεχνολογία πουπρώτο εμπορικό maglev. Κέρδισε το 1984 στην Αγγλία και συνέδεσε το αεροδρόμιο και τον σιδηροδρομικό σταθμό στο Μπέρμιγχαμ. Αυτό το τρένο επιτάχυνε σε ταχύτητα 42 km/h και λειτούργησε σε ένα μονοσιδηρόδρομο μήκους μόνο 600 μ. Το σύστημα διήρκεσε λίγο πάνω από 10 χρόνια και έκλεισε το 1995 λόγω ξεπερασμένης τεχνολογίας και προβλημάτων αξιοπιστίας.
Μπέρμιγχαμ Maglev. Φωτογραφία: MaltaGC, CC BY-SA 3.0, μέσω Wikimedia Commons
Το Maglev Maglev μπορεί να μην λειτουργείμόνο σε χαμηλές αλλά και σε υψηλές ταχύτητες. Για παράδειγμα, αυτή είναι η τεχνολογία που χρησιμοποιούν τα τρένα Shanghai Line. Το σύστημα ξεκίνησε το 2003 και είναι το παλαιότερο maglev που εξακολουθεί να λειτουργεί και το πρώτο εμπορικό τρένο υψηλής ταχύτητας μαγνητικής αιώρησης.
Αυτή η διαδρομή συνδέει το αεροδρόμιο της Σαγκάης με το τοπικόγραμμή του μετρό και το τρένο μπορεί να μεταφέρει 574 επιβάτες. Ταυτόχρονα, σε πλήρη ταχύτητα, το ταξίδι διαρκεί 7 λεπτά και 20 δευτερόλεπτα. Σε αυτό το διάστημα, το τρένο καλύπτει μια απόσταση 30 χιλιομέτρων. Μπορεί να φτάσει τα 300 km/h σε λίγο περισσότερο από 2 λεπτά και φτάνει τη μέγιστη κανονική ταχύτητα λειτουργίας των 431 km/h σε 4 λεπτά.
Παρά κάποιες ελλείψεις, είναιΗ τεχνολογία τρένων maglev είναι κεντρική στα περισσότερα από τα συστήματα που λειτουργούν αυτήν τη στιγμή. Για παράδειγμα, λειτουργούν στο αεροδρόμιο Incheon στη Νότια Κορέα και στο Limo Prefecture στην Ιαπωνία.
Ηλεκτροδυναμική ανάρτηση
Σε αντίθεση με την ηλεκτρομαγνητική ανάρτηση, προπονείταιΗ ηλεκτροδυναμική ανάρτηση χρησιμοποιεί μαγνήτες που είναι εγκατεστημένοι όχι μόνο στο τρένο, αλλά και στην ίδια τη ράγα. Σε ένα τέτοιο maglev, υπεραγώγιμοι μαγνήτες αναρτούν το αυτοκίνητο πάνω από μια τσιμεντένια τροχιά σχήματος U. Όπως οι κανονικοί μαγνήτες, αυτοί οι μαγνήτες απωθούνται μεταξύ τους όταν οι ταιριαστοί πόλοι βρίσκονται ο ένας απέναντι στον άλλο.
Οι μαγνήτες που χρησιμοποιούνται είναι υπεραγώγιμοι καιΑυτό σημαίνει ότι όταν ψύχονται σε χαμηλές θερμοκρασίες, μπορούν να δημιουργήσουν μαγνητικά πεδία 10 φορές ισχυρότερα από τους συμβατικούς ηλεκτρομαγνήτες. Αυτά τα μαγνητικά πεδία αλληλεπιδρούν με απλούς μεταλλικούς βρόχους που είναι εγκατεστημένοι στα τσιμεντένια τοιχώματα της ράγας maglev. Είναι κατασκευασμένα από αγώγιμα υλικά όπως το αλουμίνιο, και όταν το μαγνητικό πεδίο του τρένου περνά από δίπλα, δημιουργεί ένα ηλεκτρικό ρεύμα που σχηματίζει ένα άλλο μαγνητικό πεδίο.
Διάγραμμα τρένου σε ηλεκτροδυναμική ανάρτηση. Εικόνα: Cool Cat, στο έργο της Αγγλικής Wikipedia, CC BY-SA 3.0, μέσω Wikimedia Commons
Τρεις τύποι μεντεσέδων είναι εγκατεστημένοι στη ράγασε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα για την εκτέλεση τριών σημαντικών εργασιών. Αρχικά, δημιουργούν ένα πεδίο που κάνει το τρένο να αιωρείται λίγα εκατοστά πάνω από την τροχιά. Δεύτερον, κρατήστε τη σύνθεση σε κάθετη θέση. Και τρίτον, μετακινούν το τρένο μπροστά.
Δεν έχει τεθεί ακόμη σε λειτουργία ούτε μίαεμπορικό τρένο που κινείται με αυτήν την τεχνολογία. Αλλά οι προκαταρκτικές δοκιμές βρίσκονται σε εξέλιξη σε διάφορες χώρες. Για παράδειγμα, ένα τέτοιο σύστημα είναι το SCMaglev, μια ιαπωνική σιδηροδρομική γραμμή που κατέχει το ρεκόρ ταχύτητας για maglev. Το 2015, το τρένο αυτής της εταιρείας μπόρεσε να επιταχύνει στα 603 km/h.
Αναμένεται ότι η εμπορική λειτουργία τέτοιων τρένων θα ξεκινήσει το 2027, όταν θα συνδέουν το Τόκιο με τη Ναγκόγια.
Παρά το γεγονός ότι η μαγνητική αιώρηση τρέναέχουν αναπτυχθεί εδώ και πολλές δεκαετίες, αλλά δεν έχουν γίνει ακόμη το κυρίαρχο μέσο μεταφοράς, αυτή η τεχνολογία δεν πρέπει να θαφτεί. Τέτοια τρένα έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα κλασικά τρένα. Μπορούν να φτάσουν σε υψηλότερες ταχύτητες, να καταναλώνουν λιγότερη ενέργεια και να επηρεάζονται λιγότερο από καιρικές συνθήκες όπως το χιόνι ή η βροχή.
Δυνατότητες κατασκευής ιδίων γραμμώνΤο maglev θεωρείται από πολλές χώρες. Και, ίσως, με την έλευση της φθηνής και φιλικής προς το περιβάλλον τεχνολογίας μόνιμου μαγνήτη, τέτοιες συνθέσεις δεν θα είναι πλέον περιέργεια.
Στο εξώφυλλο: L0 series train for SCMaglev. Εικόνα: Saruno Hirobano, CC BY-SA 3.0, μέσω Wikimedia Commons
Διαβάστε περισσότερα:
Ο «Τζέιμς Γουέμπ» έστειλε μια φωτογραφία από τη σύγκρουση δύο τεράστιων γαλαξιών
Τα «άχρηστα» βακτήρια στη Γη θα προσφέρουν ζωή στους αποίκους του Άρη
Στην πυραμίδα στην Κίνα βρέθηκε ένα πορτρέτο του «βασιλιά των προγόνων». Κυβέρνησε πάνω από 4.000 χρόνια πριν