Kiinassa suoritettiin 9. elokuuta ensimmäiset testit kestomagneeteilla toimivalle ripustusmaglev-linjalle. Tämä
Maglev on juna, joka käyttäämagneettisen voiman liike. Järjestelmä nostaa junan matkustajien kanssa pinnasta kitkaa välttäen ja työntää sitä eteenpäin. Maglev-tekniikan ansiosta juna kulkee kiskoilla, jotka säätelevät sen vakautta ja nopeutta.
Huolimatta siitä, että maglev-rakennustekniikoita on kehitetty yli 100 vuoden ajan, tällä hetkellä pieniä kaupallisia osia tällaisista teistä on luotu vain Japanissa, Kiinassa ja Etelä-Koreassa.
Mikä on Kiinan maglevin erikoisuus?
Yleensä, kun sana "maglev" syntyy välittömästikuva junasta, joka leijuu monorail-radan päällä lyhyen matkan päässä. Kiinan kehitys on täysin erilaista. Ripustettu maglev "Rainbow" toimii kestomagneeteilla, ja itse koostumus sijaitsee ohjaimen alla, ei sen yläpuolella. Tällaisen järjestelmän etuna on, että junan levittäminen ei vaadi sähköä. Jos jätetään yksin, se on ikuisesti epävarmassa.
Toisin kuin perinteinen magneettiratajousitus, joka vaatii sähkömagneetteja, Rainbow-linja perustuu harvinaisten maametallien seoksiin. Ne luovat magneettikenttiä, joiden induktio on yli 1,2 Tesla. Vertailun vuoksi tavanomaisen rauta- tai keraamisen magneetin arvo vaihtelee välillä 0,5-1 T.
Käytetyt materiaalitlinjarakentaminen ovat suhteellisen halpoja, kun taas tällainen järjestelmä ei vaadi energiaa ajoneuvon "lennon" ylläpitämiseen. Testipaikka on suunniteltu keskinopeille junille: järjestelmän suurin suunnittelunopeus on vain 80 km/h. Tämä riittää kaupunki- ja esikaupunkiliikenteeseen tiheästi asutuilla alueilla.
Käytettyjen magneettien vahvuuslinjasuunnittelu, joka riittää palvelemaan kahdesta vaunusta koostuvaa junaa, johon mahtuu jopa 88 henkilöä. Kiinan viranomaiset sanovat, että jos järjestelmää testataan onnistuneesti, sitä voitaisiin käyttää lentokentän pikakuljetuksena, turistireiteillä ja jopa pienten kaupunkien sisäisenä kuljetusvälineenä.
Juna Rainbow-linjalla. Kuva: Xinhua Agency
Sähkömagneettinen jousitus
Tekniikka maglevin luomiseksi pysyvästimagneetit on kolmas suunta tämän tyyppisen liikenteen kehityksessä. Kaksi muuta järjestelmää käyttävät sähköisiä (EML-junat) tai suprajohtavia magneetteja (EML-junat).
Kaavio junasta sähkömagneettisella jousituksella. Kuva: Stefan_024, Public domain, Wikimedia Commonsin kautta
Järjestelmissä, joissa on sähkömagneettinen jousitusleijuu teräskiskon päällä käyttämällä sähkömagneetteja, jotka on sijoitettu junan pohjaan. Tällaisten junien rungon pohjaan on kiinnitetty "C"-muotoisia vipuja, joissa vivun yläosa on kiinnitetty ajoneuvoon ja alasisempi reuna sisältää magneetteja. Kisko kulkee vivun sisä- ja ulkoreunan välissä.
Tämän tekniikan haittana on suuriepävakautta. Magneettinen vetovoima vaihtelee käänteisesti etäisyyden neliön kanssa. Pienetkin muutokset magneettien ja kiskon välisessä etäisyydessä vaikuttavat suuresti veto- ja hylkimisvoimaan. Siksi tällainen järjestelmä käyttää monimutkaisia järjestelmiä "palauttaakseen" junan haluttuun asentoon. Ne tarkkailevat ja korjaavat jatkuvasti magneettien ja kiskon välistä etäisyyttä.
Se oli tällä tekniikallaensimmäinen kaupallinen maglev. Hän ansaitsi vuonna 1984 Englannissa ja yhdisti lentokentän ja rautatieaseman Birminghamissa. Tämä juna kiihtyi 42 km/h nopeuteen ja kulki vain 600 m pitkällä monorail-osuudella.Järjestelmä kesti hieman yli 10 vuotta ja suljettiin vuonna 1995 vanhentuneen tekniikan ja luotettavuusongelmien vuoksi.
Birmingham Maglev. Kuva: MaltaGC, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commonsin kautta
Magneettinen levitaatiomaglev ei ehkä toimivain pienillä mutta myös suurilla nopeuksilla. Tämä on esimerkiksi Shanghai Linen junien käyttämä tekniikka. Vuonna 2003 lanseerattu järjestelmä on vanhin edelleen käytössä oleva maglev ja ensimmäinen kaupallinen nopea magneettinen levitaatiojuna.
Tämä reitti yhdistää Shanghain lentokentän paikallisiinmetrolinja, ja junaan mahtuu 574 matkustajaa. Samaan aikaan täydellä nopeudella matka kestää 7 minuuttia ja 20 sekuntia. Tänä aikana juna kulkee 30 km:n matkan. Se saavuttaa 300 km/h nopeuden hieman yli kahdessa minuutissa ja saavuttaa normaalin suurimman käyttönopeuden 431 km/h 4 minuutissa.
Joistakin puutteista huolimatta se onmaglev-junatekniikka on keskeinen useimmissa tällä hetkellä käytössä olevissa järjestelmissä. He toimivat esimerkiksi Incheonin lentokentällä Etelä-Koreassa ja Limon prefektuurissa Japanissa.
Elektrodynaaminen jousitus
Toisin kuin sähkömagneettinen jousitus, junatelektrodynaaminen jousitus käyttää magneetteja, jotka asennetaan paitsi junaan, myös itse kiskoon. Tällaisessa maglevissa suprajohtavat magneetit ripustavat auton U-muotoisen betoniradan yläpuolelle. Kuten tavalliset magneetit, nämä magneetit hylkivät toisiaan, kun vastaavat navat ovat vastakkain.
Käytetyt magneetit ovat suprajohtavia jatämä tarkoittaa, että ne voivat jäähdytettynä alhaisiin lämpötiloihin tuottaa magneettikenttiä 10 kertaa voimakkaampia kuin perinteiset sähkömagneetit. Nämä magneettikentät ovat vuorovaikutuksessa yksinkertaisten metallisilmukoiden kanssa, jotka on asennettu maglev-kiskon betoniseiniin. Ne on valmistettu johtavista materiaaleista, kuten alumiinista, ja kun junan magneettikenttä kulkee ohi, se tuottaa sähkövirran, joka muodostaa toisen magneettikentän.
Kaavio junasta sähködynaamisella jousituksella. Kuva: Cool Cat, englanninkielisessä Wikipedia-projektissa, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commonsin kautta
Kiskoon on asennettu kolmenlaisia saranoitatietyin väliajoin suorittamaan kolme tärkeää tehtävää. Ensin he luovat kentän, joka saa junan leijumaan muutaman senttimetrin radan yläpuolella. Toiseksi, pidä koostumus pystyasennossa. Ja kolmanneksi he siirtävät junaa eteenpäin.
Ainuttakaan ei ole vielä otettu käyttöönkaupallinen juna, joka kulkee tällä tekniikalla. Mutta alustavat testit ovat käynnissä eri maissa. Tällainen järjestelmä on esimerkiksi SCMaglev, japanilainen rautatie, jolla on maglevien nopeusennätys. Vuonna 2015 tämän yrityksen juna kiihtyi 603 km/h:iin.
Tällaisten junien kaupallisen käytön odotetaan alkavan vuonna 2027, jolloin ne yhdistävät Tokion ja Nagoyan.
Huolimatta siitä, että magneettinen levitaatio junaton kehitetty vuosikymmeniä, mutta niistä ei ole vielä tullut hallitseva kuljetusväline, tätä tekniikkaa ei pidä haudata. Tällaisilla junilla on monia etuja klassisiin juneihin verrattuna. Ne voivat saavuttaa suurempia nopeuksia, kuluttaa vähemmän energiaa ja sääolosuhteet, kuten lumi tai sade, vaikuttavat niihin vähemmän.
Mahdollisuus rakentaa omia linjojamaglevia pidetään monissa maissa. Ja ehkä halvan ja ympäristöystävällisen kestomagneettitekniikan myötä tällaiset koostumukset eivät enää ole uteliaisuus.
Kannessa: L0-sarjan juna SCMagleville. Kuva: Saruno Hirobano, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commonsin kautta
Lue lisää:
"James Webb" lähetti kuvan kahden valtavan galaksin törmäyksestä
"Hyödyttömät" bakteerit maan päällä tarjoavat elämää Marsin siirtolaisille
Kiinan pyramidista löytyi muotokuva "esi-isien kuninkaasta". Hän hallitsi yli 4000 vuotta sitten