Den 9. august ble de første testene av en linje med suspendert maglev som opererer på permanente magneter utført i Kina. Dette
Maglev er et tog som bruker åbevegelse av den magnetiske kraften. Systemet løfter toget med passasjerer fra overflaten, unngår friksjon, og skyver det fremover. Takket være maglev-teknologien kjører toget på skinner som kontrollerer stabiliteten og hastigheten.
Til tross for at maglev-konstruksjonsteknologier har blitt utviklet i mer enn 100 år, er det for tiden kun opprettet små kommersielle deler av slike veier i Japan, Kina og Sør-Korea.
Hva er det særegne ved den kinesiske maglev?
Som regel, når ordet "maglev" umiddelbart oppståret bilde av et tog som svever over monorailen på kort avstand. Kinesisk utvikling er en helt annen. Linjen med suspendert maglev "Rainbow" fungerer på permanente magneter, og selve komposisjonen er plassert under guiden, og ikke over den. Fordelen med et slikt system er at det ikke kreves strøm for å levitere toget. Hvis den blir stående alene, vil den være i limbo for alltid.
I motsetning til et vanlig spor på en magnetisksuspensjon, som krever elektromagneter, er Rainbow-linjen basert på legeringer av sjeldne jordmetaller. De lager magnetiske felt med en induksjon på mer enn 1,2 Tesla. For en konvensjonell jern- eller keramisk magnet, for sammenligning, varierer den fra 0,5 til 1 T.
Materialene som brukes tillinjekonstruksjon er relativt billig, mens et slikt system ikke krever energi for å opprettholde "flighten" til kjøretøyet. Teststedet er designet for mellomhastighetstog: den maksimale designhastigheten til systemet er bare 80 km/t. Dette er tilstrekkelig for transport mellom byer og forsteder i tettbefolkede områder.
Styrken på magnetene som ble brukt ilinjedesign, nok til å betjene et tog bestående av to vogner som kan romme opptil 88 personer. Kinesiske myndigheter sier at hvis det blir testet, kan systemet brukes som et ekspresstog på flyplassen, på turistruter og til og med som intern transport for små byer.
Tog på Rainbow-linjen. Foto: Xinhua Agency
Elektromagnetisk oppheng
Teknologi for å lage maglev på permanentmagneter er den tredje retningen i utviklingen av denne typen transport. De to andre systemene bruker elektriske (EML-tog) eller superledende magneter (EML-tog).
Diagram av et tog på en elektromagnetisk oppheng. Bilde: Stefan_024, Public domain, via Wikimedia Commons
I systemer med elektromagnetisk opphengstogsveve over en stålskinne ved hjelp av elektromagneter plassert i bunnen av toget. Festet til bunnen av karosseriet til slike tog er "C"-formede spaker, med toppen av spaken festet til kjøretøyet og den nederste indre kanten inneholder magneter. Skinnen går mellom den indre og ytre kanten av spaken.
Ulempen med denne teknologien i storeustabilitet. Magnetisk tiltrekning varierer omvendt med kvadratet på avstanden. Selv små endringer i avstanden mellom magnetene og skinnen påvirker i stor grad kraften til tiltrekning og frastøting. Derfor bruker et slikt system komplekse systemer for å "returnere" toget til ønsket posisjon. De overvåker og korrigerer hele tiden avstanden mellom magnetene og skinnen.
Det var med denne teknologienførste kommersielle maglev. Han tjente i 1984 i England og koblet sammen flyplassen og jernbanestasjonen i Birmingham. Dette toget akselererte til en hastighet på 42 km/t og kjørte på en monorailseksjon som bare var 600 m. Systemet varte i drøyt 10 år og ble stengt i 1995 på grunn av utdatert teknologi og pålitelighetsproblemer.
Birmingham Maglev. Foto: MaltaGC, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Magnetisk levitasjon maglev fungerer kanskje ikkebare ved lave, men også i høye hastigheter. Dette er for eksempel teknologien som brukes av Shanghai Line-tog. Systemet ble lansert i 2003, og er det eldste maglev som fortsatt er i drift og det første kommersielle høyhastighets magnetiske levitasjonstoget.
Denne ruten forbinder Shanghai flyplass med den lokalemetrolinje, og toget kan frakte 574 passasjerer. Samtidig, i full fart, tar turen 7 minutter og 20 sekunder. I løpet av denne tiden dekker toget en strekning på 30 km. Den kan nå 300 km/t på litt over 2 minutter, og når sin maksimale normale driftshastighet på 431 km/t på 4 minutter.
Til tross for noen mangler er det detmaglev togteknologi er sentral i de fleste systemene som er i drift. For eksempel opererer de på Incheon flyplass i Sør-Korea og Limo Prefecture i Japan.
Elektrodynamisk fjæring
I motsetning til elektromagnetisk fjæring, trener påelektrodynamisk fjæring bruker magneter som er installert ikke bare i toget, men også på selve skinnen. I en slik maglev henger superledende magneter bilen over en U-formet betongbane. Som vanlige magneter frastøter disse magnetene hverandre når matchende poler vender mot hverandre.
Magnetene som brukes er superledende ogdette betyr at når de avkjøles til lave temperaturer, kan de generere magnetiske felt 10 ganger sterkere enn konvensjonelle elektromagneter. Disse magnetfeltene samhandler med enkle metallløkker installert i betongveggene til maglev-skinnen. De er laget av ledende materialer som aluminium, og når togets magnetfelt passerer, genererer det en elektrisk strøm som danner et annet magnetfelt.
Diagram av et tog på en elektrodynamisk fjæring. Bilde: Cool Cat, ved det engelske Wikipedia-prosjektet, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Tre typer hengsler er installert på skinnenmed visse intervaller for å utføre tre viktige oppgaver. Først lager de et felt som får toget til å sveve noen centimeter over sporet. For det andre, hold komposisjonen i en vertikal posisjon. Og for det tredje flytter de toget fremover.
Ikke en eneste er satt i drift ennåkommersielle tog som kjører på denne teknologien. Men foreløpige tester er i gang i forskjellige land. Et slikt system er for eksempel SCMaglev, en japansk jernbanelinje som har fartsrekorden for maglev. I 2015 kunne toget til dette selskapet akselerere til 603 km/t.
Det er forventet at den kommersielle driften av slike tog vil begynne i 2027, når de vil knytte sammen Tokyo og Nagoya.
Til tross for at magnetisk levitasjon trenerhar vært under utvikling i mange tiår, men har ennå ikke blitt det dominerende transportmiddelet, bør denne teknologien ikke begraves. Slike tog har en rekke fordeler fremfor klassiske tog. De kan nå høyere hastigheter, forbruke mindre energi og påvirkes mindre av værforhold som snø eller regn.
Muligheter for å bygge egne linjermaglev anses av mange land. Og kanskje, med bruken av billig og miljøvennlig permanentmagnetteknologi, vil slike komposisjoner ikke lenger være en kuriositet.
På omslaget: L0-serien tog for SCMaglev. Bilde: Saruno Hirobano, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Les mer:
«James Webb» sendte et bilde av kollisjonen mellom to enorme galakser
«Ubrukelige» bakterier på jorden vil gi liv til kolonistene på Mars
På pyramiden i Kina fant et portrett av "kongen av forfedre". Han regjerte for over 4000 år siden