Потяги на магнітних подушках - це транспорт майбутнього? Як працює поїзд на магнітній подушці?
Вже більше двохсот років пройшло з того моменту, коли людство винайшло перші паровози. Однак до сих пір залізничний наземний транспорт, що перевозить пасажирів і великовагові вантажі за допомогою сили електрики і дизельного палива, вельми поширений.
Варто сказати про те, що всі ці роки інженери-винахідники активно працювали над створенням альтернативних способів переміщення. Результатом їх праці стали поїзда на магнітних подушках.
Сама ідея створити поїзда на магнітних подушках активно розроблялася ще в початку двадцятого століття. Однак втілити даний проект в той час по ряду причин так і не вдалося. До виготовлення подібного поїзда приступили лише в 1969 р Саме тоді на території ФРН почали укладати магнітну трасу, по якій повинно було пройти новий транспортний засіб, який згодом назвали так: поїзд-маглев. Запущено воно було в 1971 р За магнітної трасі пройшов перший поїзд-маглев, який називався «Трансрапід-02».
Цікавим є той факт, що німецькі інженери виготовляли альтернативне транспортний засіб на підставі тих записів, які залишив вчений Герман Кемпер, ще в 1934 р отримав патент, що підтверджує винахід магнітоплан.
«Трансрапід-02» складно назвати дуже швидким. Він міг переміщатися з максимальною швидкістю в 90 кілометрів на годину. Низькою була і його місткість - всього чотири людини.
У 1979 р створили більш вдосконалену модель маглева. Цей поїзд, що носить назву «Трансрапід-05», міг перевозити вже шістдесят вісім пасажирів. Переміщався він по лінії, розташованої у місті Гамбурзі, протяжність якої становила 908 метрів. Максимальна швидкість, яку розвивав цей поїзд, дорівнювала сімдесяти п'яти кілометрів на годину.
У тому ж 1979 р Японії була випущена інша модель маглева. Її назвали «МЛ-500». Японський поїзд на магнітній подушці розвивав швидкість до п'ятисот сімнадцяти кілометрів на годину.
Швидкість, яку можуть розвинути поїзда на магнітних подушках, можна порівняти зі швидкістю літаків. У зв'язку з цим даний вид транспорту може стати серйозним конкурентом тим повітряним авіалініям, які працюють на відстані до тисячі кілометрів. Повсюдного застосування маглева перешкоджає той факт, що переміщатися по традиційним залізничним покриттям вони не можуть. Потяги на магнітних подушках потребують побудові спеціальних магістралей. А це вимагає великих вкладень капіталу. Вважається також, що створюване для маглева магнітне поле здатне негативно впливати на організм людини, що негативно позначиться на здоров'ї машиніста і жителів регіонів, що знаходяться неподалік від такої траси.
Потяги на магнітних подушках представляють собою особливий різновид транспорту. Під час руху маглев немов ширяє над залізничним полотном, не торкаючись його. Це відбувається з тієї причини, що транспортний засіб управляється силою штучно створеного магнітного поля. Під час руху маглева відсутнє тертя. Гальмує силою при цьому є аеродинамічний опір.
Як же це працює? Про те, якими базовими властивостями володіють магніти, кожному з нас відомо з уроків фізики шостого класу. Якщо два магніти піднести один до одного північними полюсами, то вони будуть відштовхуватися. Створюється так звана магнітна подушка. При з'єднанні різних полюсів магніти притягнуться один до одного. Цей досить простий принцип і лежить в основі руху поїзда-маглева, який буквально ковзає по повітрю на незначній відстані від рейок.
В даний час вже розроблено дві технології, за допомогою яких приводиться в дію магнітна подушка або підвіс. Третя є експериментальною і існує тільки на папері.
Ця технологія називається EMS. В її основі лежить сила електромагнітного поля, що змінюється в часі. Вона і викликає левітації (підйом в повітрі) маглева. Для руху поїзда в даному випадку необхідні Т-образні рейки, які виконуються з провідника (як правило, з металу). Цим робота системи схожа на звичайну залізницю. Однак в поїзді замість колісних пар встановлені опорні і напрямні магніти. Їх розташовують паралельно феромагнітним статора, що знаходяться по краю Т-образного полотна.
Основним недоліком технології EMS є необхідність контролю над відстанню між статором і магнітами. І це при тому, що воно залежить від безлічі факторів, у тому числі і від мінливої природи електромагнітної взаємодії. Для того щоб уникнути раптової зупинки поїзда, на ньому встановлюються спеціальні батареї. Вони здатні заряджати лінійні генератори, вбудовані в опорні магніти, і тим самим досить довго підтримувати процес левітації.
Гальмування поїздів, створених на базі технології EMS, здійснює синхронний лінійний двигун низького прискорення. Він представлений опорними магнітами, а також дорожнім полотном, над яким летить маглев. Швидкість і тягу складу можна регулювати зміною частоти і сили створюваного змінного струму. Для уповільнення ходу досить змінити напрямок магнітних хвиль.
Існує технологія, при якій рух маглева відбувається при взаємодії двох полів. Одне з них створюється в полотні магістралі, а друге - на борту складу. Ця технологія отримала назву EDS. На її базі побудований японський потяг на магнітній подушці JR-Maglev.
Така система має деякі відмінності від EMS, де застосовуються звичайні магніти, до яких від котушок підводиться електричний струм тільки при подачі живлення.
Технологія EDS має на увазі постійне надходження електрики. Це відбувається навіть у тому випадку, якщо джерело живлення відключений. У котушках такої системи встановлено кріогенне охолодження, що дозволяє економити значні обсяги електроенергії.
Переваги та недоліки технології EDS
Позитивною стороною системи, що працює на електродинамічному підвісі, є її стабільність. Навіть незначне скорочення або збільшення відстані між магнітами і полотном регулюється силами відштовхування і тяжіння. Це дозволяє системі перебувати в незмінному стані. При даній технології відсутня необхідність в установці електроніки для контролю. Не треба й прилади для регулювання відстані між полотном і магнітами.
Технологія EDS має деякі недоліки. Так, сила, достатня для левітації складу, може виникнути тільки на великій швидкості. Саме тому маглева оснащують колесами. Вони забезпечують їх рух при швидкості до ста кілометрів на годину. Ще одним недоліком даної технології є сила тертя, що виникає в задній і передній частині відразливих магнітів при низькому значенні швидкості.
Через сильного магнітного поля в секції, призначеної для пасажирів, необхідна установка спеціального захисту. В іншому випадку людині з електронним стимулятором серця подорожувати заборонено. Захист потрібна і для магнітних носіїв інформації (кредитних карток і HDD).
Третьою системою, яка в даний час існує лише на папері, є використання в варіанті EDS постійних магнітів, які для активації не потребують подачі енергії. Ще зовсім недавно вважалося, що це неможливо. Дослідники вважали, що у постійних магнітів немає такої сили, яка здатна викликати левітації поїзда. Однак цієї проблеми вдалося уникнути. Для її вирішення магніти помістили в «масив Хальбаха». Подібне розташування призводить до створення магнітного поля не під масивом, а над ним. Це сприяє підтримці левітації складу навіть на швидкості близько п'яти кілометрів на годину.
Практичної реалізації даний проект поки не отримав. Це пояснюється високою вартістю масивів, виконаних з постійних магнітів.
Найбільш привабливою стороною поїздів на магнітній подушці є перспектива досягнення ними високих швидкостей, які дозволять маглева в майбутньому конкурувати навіть з реактивними літаками. Даний вид транспорту досить економічний по рівню споживаної електроенергії. Невеликі витрати і на його експлуатацію. Це стає можливим в зв'язку з відсутністю тертя. Радує і низький шум маглева, що позитивно позначиться на екологічній обстановці.
Негативною стороною маглева є занадто велика сума, необхідна для їх створення. Високі витрати і на обслуговування колії. Крім того, для розглянутого виду транспорту потрібна складна система шляхів і надточні прилади, що контролюють відстань між полотном і магнітами.
Реалізація проекту в Берліні
Дорога пропрацювала десять років і була закрита в зв'язку з численними скаргами пасажирів на існуючі незручності. Згодом монорельсовий транспорт замінив маглев на цій ділянці.
Перша магнітна дорога в Берліні була побудована німецькою компанією Transrapid. Невдача проекту не відлякала розробників. Вони продовжили свої дослідження і отримали замовлення від китайського уряду, який вирішив звести в країні трасу-маглев. Шанхай і аеропорт «Пудун» пов'язав цей високошвидкісний (до 450 км / ч) шлях.
Маглева вважаються транспортом майбутнього. Вже в 2025 році планується відкрити нову надшвидкісну трасу в такій країні, як Японія. Поїзд на магнітній подушці буде перевозити пасажирів з Токіо в один з районів центральної частини острова. Його швидкість складе 500 км / ч. Для реалізації проекту знадобиться близько сорока п'яти мільярдів доларів.
Японський поїзд-магнітоплан знову побив рекорд швидкості
Відстань в 280 кілометрів потяг долатиме за все 40 хвилин
Японський поїзд на магнітній подушці, або маглев, побив власний рекорд швидкості, розігнавшись до 603 км / ч в ході випробувань поблизу Фудзіями.
Попередній рекорд - 590км / год - був поставлений ним минулого тижня.
Компанія JR Central, якій належать ці склади, має намір випустити їх на маршрут Токіо-Нагоя до 2027 року.
Відстань в 280 кілометрів потяг долатиме за все за 40 хвилин.
При цьому, за словами керівництва компанії, возити пасажирів на максимальній швидкості не будуть: він буде розганятися "лише" до 505 км / ч. Але і це помітно вище, ніж швидкість найшвидшого на сьогоднішній день японського поїзда "Сінкансен", що покриває за годину відстань в 320 км.
Пасажирам рекорди швидкості демонструвати не будуть, але 500 з гаком км / год їм вистачить позаочі
Вартість будівництва швидкісної магістралі до Нагої складе майже 100 млрд доларів, це пояснюється тим, що більше 80% шляху пролягатиме по тунелях.
Очікується, що до 2045 року поїзда маглев долатимуть відстань від Токіо до Осаки всього за годину, скоротивши час у дорозі вдвічі.
Поспостерігати за випробуваннями надшвидкісного потягу зібралося близько 200 ентузіастів.
"У мене аж мурашки по шкірі, так хочеться скоріше покататися на цьому поїзді, - заявила телекомпанії NHK одна з глядачок. - Для мене як ніби відкрилася нова сторінка історії".
"Чим швидше рухається поїзд, тим більше він стійкий, так що якість поїздки на мій погляд покращився", - пояснює глава дослідницького відділу компанії JR Central Ясукадзу Ендо.
Нові поїзди вийдуть на маршрут Токіо-Нагоя до 2027 року
В Японії вже давно існує мережа високошвидкісних доріг на сталевих рейках "Сінкансен". Однак інвестуючи в нову технологію поїздів на магнітній подушці, японці сподіваються, що зможуть експортувати її за кордон.
Очікується, що в ході візиту в США прем'єр-міністр Японії Сіндзо Абе виступить з пропозицією допомоги в будівництві високошвидкісної магістралі між Нью-Йорком і Вашингтоном.
Інші пости в рамках серії "Перспективний високоростной транспорт" і "Перспективний місцевий транспорт" см:
У місті Жешув на півдні Польщі невідомий розмалював почесне консульство України, залишивши зображення свастики і написи про заборонених в Україні ОУН-УПА, передає місцеве видання Rzeszow-news.На будівлі консульства залишився напис польською мовою: "Україна - ОУН-УПА", " Waffen SS Galitzien ", у герба України намалювали шибеницю і напис Raus (" забирайтеся ".
Від колеги Яблокова :)) Україна впевнено перетворюється на провідну регіональну наддержаву, озброєну передовими технологіями. Пам'ятайте Калинівку? Де акуратно і контрольовано злетіли в повітря приблизно сорок тисяч тонн абсолютно нікому не потрібних боєприпасів? Засоби космічної розвідки, за словами начальника Генерального штабу Віктора Муженко, зафіксували акурат.
