吊り下げられた列車、電子磁石、超電導磁石: リニアモーターカーの開発方法

8月9日、中国で永久磁石で動作する吊り下げリニアモーターカーの最初の試験が実施された。これ

このような列車の開発の第 3 の方向における最初の大規模プロトタイプ。中国南部の江西省贛州市に、全長わずか800メートルの紅鉄路が建設された。

リニアモーターカーは、磁力の動き。このシステムは、乗客を乗せた列車を表面から持ち上げ、摩擦を避けて前進させます。リニアモーターカー技術のおかげで、列車は安定性と速度を制御するレール上を走行します。

リニアモーターカーの建設技術は 100 年以上にわたって開発されてきたにもかかわらず、現時点では、このような道路の小規模な商用区間が作成されているのは日本、中国、韓国だけです。

中国のリニアモーターカーの特徴は何ですか?

原則として、「マグレブ」という言葉がすぐに現れるとモノレールのすぐ上を走る列車の写真。中国の発展は全く異なります。吊り下げられたマグレブ「レインボー」のラインは永久磁石で機能し、構成自体はガイドの上ではなくガイドの下にあります。このようなシステムの利点は、列車を浮上させるのに電気が必要ないことです。放っておけば、永遠に迷子になってしまいます。

従来の磁気トラックとは異なり、サスペンションには電磁石が必要ですが、レインボーラインは希土類金属の合金をベースにしています。 1.2 テスラを超える誘導で磁場を生成します。比較のために、従来の鉄またはセラミックの磁石の場合、その範囲は 0.5 ~ 1 T です。 

に使用される材料ラインの建設は比較的安価ですが、そのようなシステムは車両の「飛行」を維持するためにエネルギーを必要としません。テスト サイトは中速列車用に設計されています。システムの最大設計速度はわずか 80 km/h です。これは、人口密集地域での都市内および郊外の輸送には十分です。

使用した磁石の強さ88人まで収容可能な2両編成の列車を運行するのに十分なライン設計。中国当局は、テストに成功すれば、このシステムは空港急行列車や観光ルート、さらには小さな町の内部輸送手段としても使用できると述べています。


レインボーラインの電車。写真:新華社通信

電磁サスペンション

リニアモーターカーを常設する技術磁石は、このタイプのトランスポートの開発における 3 番目の方向です。他の 2 つのシステムは、電気 (EML トレイン) または超伝導マグネット (EML トレイン) を使用します。

電磁サスペンション上の列車の図。画像: Stefan_024、パブリック ドメイン、ウィキメディア コモンズ経由

電磁サスペンショントレインを備えたシステムでは列車の下部に配置された電磁石を使用して、鉄製のレールの上をホバリングします。このような列車の車体の下部には「C」字型のレバーが取り付けられており、レバーの上部は車両に取り付けられており、下部の内側の端には磁石が含まれています。レールは、レバーの内縁と外縁の間を通ります。

この技術の大きな欠点は不安定。磁気引力は、距離の 2 乗に反比例します。磁石とレールの距離がわずかに変化するだけでも、吸引力と反発力に大きな影響を与えます。したがって、このようなシステムでは、複雑なシステムを使用して列車を目的の位置に「戻す」必要があります。磁石とレールの間の距離を常に監視し、修正します。

この技術で実現したのは初の商用リニアモーターカー。彼は 1984 年にイギリスで稼ぎ、バーミンガムの空港と鉄道駅を結びました。この列車は 42 km/h の速度に加速し、わずか 600 m の長さのモノレール区間で運行されました. このシステムは 10 年余り続き、時代遅れの技術と信頼性の問題により 1995 年に閉鎖されました.

バーミンガムリニアモーターカー。写真:MaltaGC、CC BY-SA 3.0、ウィキメディア コモンズ経由

磁気浮上リニアモーターカーは動作しない可能性があります低速だけでなく高速でも。例えば、これは上海線の電車で使われている技術です。 2003 年に打ち上げられたこのシステムは、現在も稼働しているリニアモーターカーとしては最古のものであり、商用化された初の高速磁気浮上列車です。

上海空港と現地を結ぶ路線メトロライン、および列車は574人の乗客を運ぶことができます.同時に、全速力での移動には 7 分 20 秒かかります。この間、列車は 30 km の距離をカバーします。わずか 2 分強で 300 km/h に達し、通常の最高速度である 431 km/h に 4 分で到達します。

いくつかの欠点にもかかわらず、それはリニアモーターカーの技術は、現在稼働中のほとんどのシステムの中心となっています。たとえば、韓国の仁川空港や日本のリムジン県で運行されています。

動電サスペンション

電磁サスペンションとは異なり、列車は電動サスペンションは、電車だけでなくレール自体にも取り付けられた磁石を使用しています。このようなリニアモーターカーでは、超電導磁石が U 字型のコンクリート軌道の上に車両を吊り下げます。通常の磁石と同様に、これらの磁石は、一致する極が互いに向き合うと互いに反発します。

使用されている磁石は超伝導で、これは、低温に冷却すると、従来の電磁石の 10 倍の磁場を生成できることを意味します。これらの磁場は、リニアモーターカーのレールのコンクリート壁に取り付けられた単純な金属ループと相互作用します。それらはアルミニウムなどの導電性材料でできており、列車の磁場が通過すると、別の磁場を形成する電流が発生します。

電気力学的サスペンションを備えた列車の図。画像: Cool Cat、英語版 Wikipedia プロジェクト、CC BY-SA 3.0、ウィキメディア コモンズ経由

レールには3種類のヒンジを搭載一定の間隔で 3 つの重要なタスクを実行します。まず、列車が軌道から数センチ上空でホバリングするフィールドを作成します。第二に、コンポジションを垂直位置に保ちます。そして第三に、彼らは列車を前進させます。

まだ一台も稼働していないこの技術を利用して走る営業列車。しかし、さまざまな国で予備試験が進行中です。たとえば、そのようなシステムは、リニアモーターカーの速度記録を保持している日本の鉄道路線である SCMaglev です。 2015 年、この会社の列車は時速 603 km まで加速することができました。

2027年には東京と名古屋を結ぶ列車として営業運転を開始する予定です。

磁気浮上列車であるにもかかわらず、何十年も開発されてきましたが、まだ主要な交通手段になっていないため、この技術を埋もれさせるべきではありません。このような列車には、従来の列車に比べて多くの利点があります。より高速に到達でき、エネルギー消費が少なく、雪や雨などの気象条件の影響も受けにくくなります。

自社ライン構築の可能性リニアモーターカーは多くの国で検討されています。そして、おそらく、安価で環境に優しい永久磁石技術の出現により、そのような組成物はもはや好奇心ではなくなるでしょう.

表紙:リニアモーターカーL0系電車。画像: 猿野広場、 CC BY-SA 3.0、ウィキメディア コモンズ経由

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