Den 9 augusti utfördes de första testerna av en linje av upphängd maglev som arbetar på permanentmagneter i Kina. Detta
Maglev är ett tåg som brukarrörelse av den magnetiska kraften. Systemet lyfter tåget med passagerare från ytan, undviker friktion, och skjuter det framåt. Tack vare maglev-tekniken går tåget på räls som styr dess stabilitet och hastighet.
Trots det faktum att maglev-konstruktionsteknik har utvecklats i mer än 100 år, har för närvarande små kommersiella delar av sådana vägar skapats endast i Japan, Kina och Sydkorea.
Vad är det speciella med den kinesiska maglev?
Som regel när ordet "maglev" omedelbart uppståren bild på ett tåg som svävar över monorailen på kort avstånd. Den kinesiska utvecklingen är helt annorlunda. Linjen av suspenderad maglev "Rainbow" fungerar på permanentmagneter, och själva kompositionen ligger under guiden och inte ovanför den. Fördelen med ett sådant system är att det inte krävs någon el för att sväva tåget. Om den lämnas ensam kommer den att vara i limbo för alltid.
Till skillnad från en konventionell bana på en magnetisksuspension, som kräver elektromagneter, är Rainbow-linjen baserad på legeringar av sällsynta jordartsmetaller. De skapar magnetfält med en induktion på mer än 1,2 Tesla. För en konventionell järn- eller keramisk magnet, för jämförelse, varierar den från 0,5 till 1 T.
Materialen som används förlinjekonstruktion är relativt billiga, medan ett sådant system inte kräver energi för att upprätthålla fordonets "flygning". Testplatsen är utformad för medelhastighetståg: den maximala designhastigheten för systemet är endast 80 km/h. Detta är tillräckligt för transporter inom städer och förorter i tätbefolkade områden.
Styrkan på magneterna som användes ilinjedesign, tillräckligt för att trafikera ett tåg som består av två vagnar som kan ta upp till 88 personer. Kinesiska myndigheter säger att om det testas framgångsrikt kan systemet användas som en flygplatsexpress, på turistvägar och till och med som en intern transport för små städer.
Tåg på Rainbow line. Foto: Xinhua Agency
Elektromagnetisk upphängning
Teknik för att skapa maglev på permanentmagneter är den tredje riktningen i utvecklingen av denna typ av transport. De andra två systemen använder elektriska (EML-tåg) eller supraledande magneter (EML-tåg).
Diagram av ett tåg på en elektromagnetisk upphängning. Bild: Stefan_024, Public domain, via Wikimedia Commons
I system med elektromagnetiskt upphängningstågsvävar över en stålskena med hjälp av elektromagneter placerade längst ner på tåget. Fästa på botten av karossen av sådana tåg är "C"-formade spakar, med toppen av spaken fäst vid fordonet och den nedre innerkanten innehåller magneter. Skenan löper mellan spakens inner- och ytterkant.
Nackdelen med denna teknik i stortinstabilitet. Magnetisk attraktion varierar omvänt med kvadraten på avståndet. Även små förändringar i avståndet mellan magneterna och skenan påverkar i hög grad attraktions- och repulsionskraften. Därför använder ett sådant system komplexa system för att "återföra" tåget till önskad position. De övervakar och korrigerar hela tiden avståndet mellan magneterna och skenan.
Det var med denna teknik somförsta kommersiella maglev. Han tjänade 1984 i England och kopplade ihop flygplatsen och järnvägsstationen i Birmingham. Detta tåg accelererade till en hastighet av 42 km/h och körde på en monorailsträcka endast 600 m. Systemet höll i drygt 10 år och stängdes 1995 på grund av föråldrad teknik och tillförlitlighetsproblem.
Birmingham Maglev. Foto: MaltaGC, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Magnetisk levitation maglev kanske inte fungerarendast vid låga men även vid höga hastigheter. Detta är till exempel den teknik som används av Shanghai Line-tåg. Systemet lanserades 2003 och är det äldsta maglev som fortfarande är i drift och det första kommersiella höghastighetståget för magnetisk levitation.
Denna rutt förbinder Shanghais flygplats med den lokalatunnelbanelinje, och tåget kan ta 574 passagerare. Samtidigt, i full fart, tar resan 7 minuter och 20 sekunder. Under denna tid kör tåget en sträcka på 30 km. Den når 300 km/h på drygt 2 minuter och når sin maximala normala körhastighet på 431 km/h på 4 minuter.
Trots vissa brister är det såmaglev tågteknik är central för de flesta av de system som för närvarande är i drift. De verkar till exempel på Incheon Airport i Sydkorea och Limo Prefecture i Japan.
Elektrodynamisk fjädring
Till skillnad från elektromagnetisk fjädring, tränar påelektrodynamisk upphängning använder magneter som är installerade inte bara i tåget utan också på själva skenan. I en sådan maglev hänger supraledande magneter upp bilen ovanför en U-formad betongbana. Precis som vanliga magneter stöter dessa magneter bort varandra när matchande poler är vända mot varandra.
Magneterna som används är supraledande ochdetta betyder att när de kyls till låga temperaturer kan de generera magnetfält som är 10 gånger starkare än konventionella elektromagneter. Dessa magnetfält samverkar med enkla metallöglor installerade i betongväggarna på maglevskenan. De är gjorda av ledande material som aluminium och när tågets magnetfält passerar genererar det en elektrisk ström som bildar ytterligare ett magnetfält.
Diagram av ett tåg på en elektrodynamisk upphängning. Bild: Cool Cat, på engelska Wikipedia-projektet, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Tre typer av gångjärn är installerade på skenanmed vissa intervaller för att utföra tre viktiga uppgifter. Först skapar de ett fält som får tåget att sväva några centimeter ovanför spåret. För det andra, håll kompositionen i vertikalt läge. Och för det tredje flyttar de tåget framåt.
Inte en enda har tagits i drift ännukommersiella tåg som går på denna teknik. Men preliminära tester pågår i olika länder. Ett sådant system är till exempel SCMaglev, en japansk järnvägslinje som håller hastighetsrekordet för maglev. 2015 kunde det här företagets tåg accelerera till 603 km/h.
Det förväntas att den kommersiella driften av sådana tåg kommer att påbörjas 2027, då de kommer att länka samman Tokyo och Nagoya.
Trots att magnetisk levitation tåghar varit under utveckling i många decennier, men har ännu inte blivit det dominerande transportmedlet, denna teknik bör inte begravas. Sådana tåg har ett antal fördelar jämfört med klassiska tåg. De kan nå högre hastigheter, förbrukar mindre energi och påverkas mindre av väderförhållanden som snö eller regn.
Möjlighet att bygga egna linjermaglev anses av många länder. Och kanske, med tillkomsten av billig och miljövänlig permanentmagnetteknologi, kommer sådana kompositioner inte längre att vara en kuriosa.
På omslaget: tåg i L0-serien för SCMaglev. Bild: Saruno Hirobano, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Läs mer:
"James Webb" skickade ett foto av kollisionen mellan två enorma galaxer
"Obrukbara" bakterier på jorden kommer att ge liv till kolonisterna på Mars
På pyramiden i Kina hittade ett porträtt av "förfädernas kung". Han regerade för över 4 000 år sedan