Поезда на магнитной подушке – Поезда на магнитной подушке изобретение начала века

Содержание

Поезда на магнитной подушке изобретение начала века

Поезда на магнитной подушке придумал российский ученый в начале века. Мы привыкли к мысли, что необыкновенные поезда на магнитной подушке – изобретение последних десятилетий. На самом же деле идея магнитолета родилась давно, без малого сто лет назад.


 

Неожиданное изобретение

 

Профессор Вейнберг был ученым-энциклопедистом. Он закончил Петербургский университет и стал физиком. В тридцать шесть лет защитил докторскую диссертацию, уехал в Сибирь и целых пятнадцать лет (с 1909 года) руководил кафедрой физики Томского технологического института.

 

Именно в Томске Вейнберг и начал разрабатывать свой удивительный проект сверхскоростного транспорта.

Он понимал, что для достижения больших скоростей необходимо избавиться от сопротивления среды, в которой движется транспорт, и от силы трения о путь. Но как это сделать? Простейший и всем знакомый опыт с соленоидом, втягивающим железный сердечник внутрь катушки, натолкнул томского ученого на важное изобретение.

«Этот опыт, – писал Борис Петрович, – навел меня на мысль об идеальном безвоздушном электрическом пути, по своему принципу совершенно отличном от привычных способов сообщения».

В то время, в 1910 году, он еще не знал, что похожая идея пришла в голову и другому изобретателю, работавшему в США, – инженеру, французу по происхождению Эмилю Башлэ.

Лишь четыре года спустя Башлэ приехал в Лондон и продемонстрировал модель своего «летающего вагона» английским ученым, инженерам и даже членам парламента. С того времени печать всего мира заговорила о сенсационном изобретении.

 

 

Эмиль Башлэ в своем проекте приподнял бесколесный вагон над дорогой, используя явление так называемого электродинамического отталкивания. Для этого вдоль всего пути под полотном дороги предполагалось установить катушки электромагнитов переменного тока.

Тогда вагон, имеющий дно из немагнитного материала, например алюминия, воспарит на весьма незначительную высоту.

Но и ее будет вполне достаточно для избавления от контакта с дорогой.

Для поступательного движения вагона изобретатель предлагал применить тянущий пропеллер либо соленоиды в виде множества колец, смонтированных вдоль пути, в которые вагон втягивался бы подобно железному сердечнику. Башлэ рассчитывал получить таким образом скорость до 500 километров в час!

 

Идея магнитоплана постепенно превращается в реальность

 

В дороге, которую предлагал Борис Петрович Вейнберг, вагоны тоже не нуждались в рельсах. Как и в проекте Башлэ, они летели, поддерживаемые на весу магнитными силами. Более того, русский физик пошел дальше француза, решив устранить также сопротивление среды. Движение вагонов, согласно проекту, происходило в трубе, из которой специальные насосы непрерывно выкачивали воздух.

С внешней стороны трубы на определенном расстоянии друг от друга устанавливались мощные электромагниты. Их назначение – притягивать вагоны, не позволяя им падать. Как только вагон приближался к магниту, последний выключался.

Силой веса вагон начинал опускаться, однако его тут же подхватывал следующий электромагнит. В итоге вагоны двигались бы по слегка волнистой траектории, не касаясь стенок трубы.

 

Вагоны-капсулы

 

Вагоны Вейнберг задумывал одноместными в виде сигарообразных герметически закрытых капсул длиной два с половиной метра. Пассажир должен был лежать в такой капсуле на мягкой подстилке.

В вагоне предусматривались аппараты, поглощающие углекислоту, запас кислорода для дыхания и электрическое освещение.

Скорость движения намечалась колоссальная – 800, а то и 1000 километров в час!

 

Такая скорость позволила бы за 10—11 часов пересечь всю Россию, например, с запада на восток и за 45 минут доехать от Петербурга до Москвы.

Для запуска вагонов в трубу планировалось использовать соленоидные устройства, гигантские катушки длиной около трех километров (такая большая длина вызывалась необходимостью снизить перегрузку при наборе скорости). Вагоны с пассажирами накапливались в особой, плотно закрытой камере.

Затем целой обоймой они подвозились к пусковому устройству и один за другим «выстреливались» в трубу-туннель.

 

В минуту – до 12 вагонов-капсул, то есть с промежутком в пять секунд. За сутки, таким образом, могли бы отправиться в путь более 17 тысяч вагонов!

 

Завершающий участок тоже задумывался в виде длинного соленоида, однако уже не разгонного, а тормозящего.

В 1911 году в физической лаборатории Томского технологического института Вейнберг построил большую модель своего электромагнитного пути. Он представлял собой шестиметровое кольцо, собранное из отрезков медной трубы диаметром 25 сантиметров.

Модель вагона весила около 10 килограммов. «Выстреленный» в трубу при помощи пускового соленоида вагончик легко подхватывался электромагнитами и продолжал полет, не касаяь стенок кольцевого «туннеля».

 

Поезда на магнитной подушке «Нет, это не утопия»

 

Три года Борис Петрович испытывал модель своей дороги. При этом воздух из трубы не откачивался.

Во-первых, из-за недостатка средств, а во-вторых, при сравнительно небольшой скорости сопротивлением воздуха можно было пренебречь.

Разумеется, Вейнберг ясно сознавал колоссальную трудность исполнения проекта в натуральную величину. А потому им были предумотрены и упрощенные варианты дороги.

Изобретатель был готов, например, поступиться вакуумом в трубе и, следовательно, снизить скорость движения.

Готов был допустить, чтобы вагоны катились на колесах с едва заметным трением по «потолку» или по «полу» трубы.

Весной 1914 года Борис Петрович приехал в Петербург. Вскоре появилось объявление о том, что в большой аудитории Соляного Городка, на Пантелеймоновской улице, профессор Вейнберг прочтет лекцию «Движение без трения».

Сообщалось, что лекция будет сопровождаться показом опытов. Выступление томского профессора вызвало небывалый интерес петербуржцев. В зале, как говорится, негде было яблоку упасть.

«Не могу забыть того ошеломляющего впечатления, – вспоминал писатель и популяризатор науки Я. Перельман, – какое произвел на холодную петербургскую публику этот смелый и оригинальный проект.

 

Поезда, несущиеся в пустоте, без трения, как планеты в мировом эфире. Разве это не утопия? Но нет – проект реален при всей своей необычности. Он технически неуязвим».

Быстрее звука!

В разгар Первой мировой войны Борис Петрович был откомандирован в США в качестве «старшего артиллерийского приемщика». Он и здесь остался изобретателем, начав совершенствовать производство взрывателей артиллерийских снарядов.

В Россию профессор-изобретатель возвратился после Февральской революции. Как выдающегося геофизика, Вейнберга хорошо знали в научных кругах, и в 1924 году ему предложили пост директора Главной геофизической обсерватории в Ленинграде.

В год начала Великой Отечественной войны Вейнбергу исполнилось 70 лет. Уезжать из блокированного Ленинграда изобретатель отказался и продолжал работать над новыми изобретениями.

18 апреля 1942 года от крайнего истощения он умер.

Лишь много лет спустя начались опыты с поездами, в которых нашли отзвук проекты Эмиля Башлэ и Бориса Вейнберга. Поезда на магнитной подушке, пока все еще экспериментальные, создаются в Японии, Германии, США, Англии, Канаде.

Скорость их существенно ниже, чем у электромагнитного вагона Вейнберга, – до 500 километров в час. Понятно, дорога томского профессора была рассчитана на движение в вакууме.

Но и эта его идея уже подхвачена. Американский инженер Роберт Солтер разработал проект поезда с магнитным подвесом «Планетрон», который будет мчаться в безвоздушном туннеле со скоростью более девяти тысяч километров в час!

Самые интересные статьи:

Похожее

ezoterik-page.com

Поезд на магнитной подушке Википедия

Поезд на магнитной подушке, магнитопла́н или магле́в (от англ. magnetic levitation «магнитная левитация») — это поезд, удерживаемый над полотном дороги, движимый и управляемый силой электромагнитного поля. Такой состав, в отличие от традиционных поездов, в процессе движения не касается поверхности рельса. Так как между поездом и поверхностью полотна существует зазор, трение между ними исключается, и единственной тормозящей силой является аэродинамическое сопротивление. Относится к монорельсовому транспорту (хотя вместо магнитного рельса может быть устроен канал между магнитами — как на JR-Maglev).

Скорость, достигаемая поездом на магнитной подушке, сравнима со скоростью самолёта и позволяет составить конкуренцию воздушному транспорту на ближне- и среднемагистральных направлениях (до 1000 км). Сама идея такого транспорта не нова, экономические и технические ограничения не позволили ей развернуться в полной мере: для публичного использования технология воплощалась всего несколько раз. В настоящее время маглев не может использовать существующую транспортную инфраструктуру, но уже есть проекты[источник не указан 1682 дня] с расположением магнитных элементов между рельсами обычной железной дороги или под полотном автотрассы.

Технология

На данный момент существует 3 основных технологии магнитного подвеса поездов:

  1. На сверхпроводящих магнитах (электродинамическая подвеска, EDS)
  2. На электромагнитах (электромагнитная подвеска, EMS)
  3. На постоянных магнитах; это новая и потенциально самая экономичная системa.

Состав левитирует за счёт отталкивания одинаковых магнитных полюсов и, наоборот, притягивания противоположных полюсов. Движение осуществляется линейным двигателем, расположенным либо на поезде, либо на пути, либо и там, и там. Серьёзной проблемой проектирования является большой вес достаточно мощных магнитов, поскольку требуется сильное магнитное поле для поддержания в воздухе массивного состава.

Наиболее активные разработки маглева ведут Германия, Япония, Китай, и Южная Корея.

Достоинства

  • Самая высокая скорость из всех видов общественного наземного транспорта[1].
  • Достаточно низкое потребление электроэнергии (энергия у маглева расходуется в три раза эффективнее, чем у автомобиля и в пять раз — чем у самолёта).
  • Снижение эксплуатационных затрат в связи со значительным уменьшением трения деталей.
  • Огромные перспективы по достижению скоростей, многократно превышающих скорости, используемые в реактивной авиации при уменьшении аэродинамического сопротивления путём помещения состава в вакуумный тоннель.[2][3][4][5] В связи с этим прорабатываются проекты по использованию магнитных ускорителей в качестве средства вывода полезной нагрузки в космос.[6][7]
  • Низкий шум.
  • КПД данного поезда выше в сравнении с КПД современных поездов[источник не указан 1390 дней].

Недостатки

  • Высокая стоимость создания и обслуживания колеи (стоимость постройки одного километра маглев-колеи сопоставима с проходкой километра тоннеля метро закрытым способом).
  • Рельсовые пути стандартной ширины, перестроенные под скоростное движение, остаются доступными для обычных пассажирских и пригородных поездов. Путь маглева ни для чего другого не пригоден; потребуются дополнительные пути для низкоскоростного сообщения.
  • Электромагнитное загрязнение. А также не нашедший на данный момент подтверждения[8]электросмог, который гипотетически мог бы негативно воздействовать на окружающую среду и здоровье людей. Возможны помехи в работе электроприборов.

Реализация

Поезд Transrapid 08 на станции полигона Эмсланд

Германия

Эмсланд

Transrapid, немецкая компания по разработке маглева, построила в 1984 году в Эмсланде испытательный трек общей длиной 31,5 км. Дорога проложена между Дёрпеном и Латеном, имеет одну колею с оборотными петлями на каждом конце. Поезда беспилотные, весь контроль движением осуществляется из диспетчерского пункта. Максимальная скорость движения, которую удавалось развить на прямом участке дороги во время испытаний — 501 км/ч.

Лицензия на использование трассы закончилась в 2011 году, после чего трасса была закрыта. Трасса маглева должна была быть разобрана в 2012 году, но демонтаж до сих пор не начат. Поезд Трансрапид 09 находится в г. Латене в законсервированном состоянии и его последующее запланированное использование на острове Тенерифе остаётся на стадии концепции.

M-Bahn в Берлине

Первая публичная система маглев (M-Bahn) построена в Берлине в 1980-х годах.

Дорога длиной 1,6 км соединяла 3 станции метро от железнодорожного узла Gleisdreieck до выставочного комплекса на Potsdamer Straße и была открыта для движения пассажиров 28 августа 1989 года[9]. Поезда могли достигать скорости 80 км/ч и вмещали до 130 пассажиров[10]. Проезд был бесплатный, вагоны управлялись автоматически без машиниста, дорога работала только по выходным дням. В районе, куда подходила дорога, предполагалось провести массовое строительство.
Дорога была построена на эстакадном участке бывшей линии метро U2, где движение было прервано в связи с разделением Германии и разрушениями во время войны. По окончании необходимых испытаний, во время которых было пройдено более 100 тыс. км и перевезено более 1,7 млн пассажиров, 18 июля 1991 года линия перешла в промышленную эксплуатацию и включена в систему общественного транспорта Берлина[11].

После разрушения Берлинской стены население Берлина фактически удвоилось и потребовалось соединить транспортные сети Востока и Запада. Новая дорога прерывала важную линию метро, а городу требовалось обеспечить высокий пассажиропоток. Через 13 дней после ввода в промышленную эксплуатацию, 31 июля 1991 года, муниципалитет принял решение демонтировать магнитную дорогу и восстановить метро. C 17 сентября дорога была демонтирована, а позднее — восстановлено метро.

Бирмингем (Великобритания)

Нескоростной маглев-челнок ходил от Бирмингемского аэропорта к ближайшей железнодорожной станции в период с 1984 по 1995 годы. Длина трассы составляла 600 м, и зазор подвеса составлял 1,5 см. Дорога, проработав 10 лет, была закрыта из-за жалоб пассажиров на неудобства и была заменена традиционной монорельсовой дорогой.

СССР

Экспериментальный вагон «ТП-05» в Раменском

В СССР в 1979 году в городе Раменском (Московская область) был построен экспериментальный тестовый участок для ходовых испытаний вагонов на магнитном подвесе в виде эстакады длиной 600 м, впоследствии продлённый до 980 м. В период с конца 1970-х по 1980-е годы было создано пять опытных образцов вагонов, получивших обозначения серий от ТП-01 до ТП-05[12].

Строительство первой магнитной железной дороги было начато в 1987 году[13] в Армении и по плану должно было быть завершено в 1991 г. Эта дорога должна была соединить через Абовян города Ереван и Севан, однако Спитакское землетрясение 1988 года и военные события стали причиной замораживания проекта. Поезда должны были развивать скорость 250 км/ч, в итоге была построена лишь эстакада[где?][14].

  • Экспериментальный вагон «ТП-01» в Раменском

  • Экспериментальный вагон «ТП-05» в Раменском

Китай

Поезд Transrapid Шанхайского маглева

Шанхай

Высокоскоростная маглев-трасса от шанхайского аэропорта Пудун до первой станции метро Шанхая. Линия построена немецким консорциумом Transrapid, включавшим компании Siemens и ThyssenKrupp. Открыта в 2004 году. В качестве подвижного состава используются модифицированные поезда Siemens Transrapid 08. Длина трассы — 30 км; максимальная скорость поезда — 431 км/час; время в пути — 10 мин.; цена билета — 40 юаней (примерно 6 долл. США)[15].

На начало 2017 года шанхайский маглев является единственным в мире высокоскоростным поездом на магнитной подушке, находящимся в коммерческой эксплуатации[15].

Чанша

Вторая маглев-линия в Китае была построена в городе Чанша. В отличие от Шанхайской линии, она не является высокоскоростной и построена по собственной технологии китайской разработки[16] Длина линии составляет 18,55 километров. Линия имеет три станции и соединяет международный аэропорт Чанша и высокоскоростной железнодорожный вокзал Чанша Южная с промежуточной остановкой Лангли.[17] Конструкционная скорость поездов составляет 120 км/ч, однако в настоящее время она ограничена до 100 км/ч.[18]

Строительство линии было начато в мае 2014 года, стоимость проекта составила 4,6 миллиарда юаней (749 миллионов долларов).[19]. Испытания поездов начались 26 декабря 2015 года, а с 6 мая 2016 года линия открылась для пассажиров и были начаты регулярные перевозки[20]

Пекин

Пекинский маглев

В конце 2017 года в системе пекинского метрополитена была открыта первая автоматизированная линия S1 длиной 10,2 км также невысокоскоростного маглева отечественной разработки[21].

Япония

В Японии испытывается дорога в окрестностях префектуры Яманаси по технологии JR-Maglev. Скорость, достигнутая в процессе испытаний MLX01-901 с пассажирами 2 декабря 2003, составила 581 км/ч.

Там же, в Японии, к открытию выставки Expo 2005 в марте 2005 введена в коммерческую эксплуатацию новая трасса. 9-километровая линия Линимо (Нагоя) состоит из 9 станций. Минимальный радиус — 75 м, максимальный уклон — 6 %. Линейный двигатель позволяет поезду разгоняться до 100 км/ч за считанные секунды. Линия обслуживает территорию, прилегающую к месту проведения выставки, университету префектуры Айти (префектура), а также некоторые районы Нагакутэ. Поезда изготовлены компанией Chubu HSST Development Corp[22].

В 2027 году планируется открытие регулярного движения между городами Токио и Нагоя.[23]

16 апреля 2015 года поезд на магнитной подушке японской компании Central Japan Railway установил новый рекорд скорости, разогнавшись до 590 километров в час. Состав из семи вагонов шёл на этой скорости в течение 19 секунд во время испытаний на участке железной дороги из города Уэнохара в Фуэфуки.[24]

21 апреля 2015 года в ходе испытаний на экспериментальном участке путей протяжённостью 42,8 километра в префектуре Яманаси состав с вагонами серии L0 развил скорость в 603 км/ч.[25]

Южная Корея

Дорога относится к типу городского маглева (urban (or low- and medium-speed) maglev transport). Она связывает международный аэропорт Инчхон с базой отдыха Yongyoo-Mui. Количество станций — 6, длина — 6,1 км. Максимальная скорость движения составит 110 км/ч. Начало эксплуатации — 3 февраля 2016 г. Используются собственные технологии южнокорейской компании Hyundai Rotem.[26] В дальнейшем Южная Корея намерена развивать сеть городских и междугородних скоростных линий MAGLEV. Главным поставщиком составов и оборудования также должна стать компания Hyundai Rotem (подразделение многопрофильного холдинга Hyundai).

Наиболее серьёзные аварии

  • Было два инцидента, связанных с пожарами. Японский испытательный поезд MLU002, действовавший в Миядзаки, был полностью уничтожен в результате пожара в 1991 году.
  • 11 августа 2006 года в 14:20, вскоре после отправления со станции шанхайского метро Лунъян Лу (龙阳路long yang lu), произошло возгорание батареи в шанхайском экспрессе, построенном компанией Transrapid. Была произведена эвакуация пассажиров, на место прибыли пожарные подразделения и к 15:40 пожар был ликвидирован, жертв и пострадавших нет. В результате проведённого расследования было выяснено, что причиной была неполадка в электрических системах маглева, возникшая в установленном на борту батарейном модуле.
  • 22 сентября 2006 года на испытательном полигоне компании Transrapid в Эмсланде (Германия) из-за сбоя в сигнализации произошло серьёзное крушение поездов — маглев Transrapid 08 на скорости около 170 километров в час врезался в вагон ремонтной службы, в результате инцидента 21 человек погиб и 10 были серьёзно ранены.[27] После почти годичного расследования причиной аварии была названа человеческая ошибка, вину возложили на трёх сотрудников Transrapid.

См. также

Примечания

Литература

Ссылки

wikiredia.ru

11. Производственная деятельность с использованием поезда на магнитной подушке

В
настоящее время поезд на магнитном
подвесе используется только для перевозки
пассажиров. Применение проездов как
средства доставки различных грузов в
промышленном производстве еще только
предстоит освоить. В развитых странах
это направление их использования пока
ограничено транспортировкой грузов в
научных парках и аэропортах.

12. Техническая деятельность бытовой жизни с использованием поезда на магнитной подушке

Поезда
на магнитной подушке для перевозки
пассажиров используются в Германии,
Японии, Китае, Южной Кореи, Англии.

Яманаси,
Япония.
В
настоящее время дорога используется
для перевозки пассажиров и испытательных
целей. В Японии испытывается дорога в
окрестностях префектуры Яманаси по
технологии JR-Maglev (рис. 21). Скорость,
достигнутая в процессе испытаний
MLX01-901 с пассажирами 2 декабря 2003, составила
581 км/ч. Там же, в Японии, к открытию
выставки Expo 2005 в марте 2005 введена в
коммерческую эксплуатацию новая трасса.
9-километровая линия Линимо (Нагоя)
состоит из 9 станций. Минимальный радиус
— 75 м, максимальный уклон — 6 %. Линейный
двигатель позволяет поезду разгоняться
до 100 км/ч за считанные секунды. Линия
обслуживает территорию, прилегающую к
месту проведения выставки, университету
префектуры Айти, а также некоторые
районы Нагакутэ. Поезда изготовлены
компанией Chubu HSST Development Corp. [2.3].

Рис.
21. Японский маглев «JR-Maglev-MLX01» на трассе
в Яманаси

Берлин,
Германия.
Первая
публичная система маглев (M-Bahn)
построена в Берлине в 1980-х годах (рис.
22). Дорога длиной 1,6 км соединяла 3 станции
метро от железнодорожного узла
Gleisdreieck до выставочного комплекса на
Potsdamer Strasse. После долгих испытаний дорога
была открыта для движения пассажиров
28 августа 1989 г. Проезд был бесплатный,
вагоны управлялись автоматически без
водителя, дорога работала только по
выходным дням [2.6].

Рис.
22. Первая публичная система маглев
(M-Bahn)
в Берлине

18
июля 1991 г. линия перешла в промышленную
эксплуатацию и включена в систему метро
Берлина. После разрушения Берлинской
стены население Берлина фактически
удвоилось и потребовалось соединить
транспортные сети Востока и Запада.
Новая дорога прерывала важную линию
метро, а городу требовалось обеспечить
высокий пассажиропоток. Через 13 дней
после ввода в промышленную эксплуатацию,
31 июля 1991, муниципалитет принял решение
демонтировать магнитную дорогу и
восстановить метро. C 17 сентября дорога
была демонтирована, а позднее —
восстановлено метро.

Эмсланд
(район Нижней Саксонии), Германия.

В настоящее время дорога используется
исключительно для проведения технических
испытаний и в качестве аттракциона для
туристов. Transrapid, немецкая компания по
разработке маглева, построила в 1984 году
в Эмсланде испытательный трек общей
длиной 31,5 км. Дорога проложена между
Дорпеном и Латеном, имеет одну колею с
оборотными петлями на каждом конце.
Поезда беспилотные, весь контроль
движением осуществляется из диспетчерского
пункта. Максимальная скорость движения,
которую удавалось развить на прямом
участки дороги во время испытаний –
420 км/ч.

Шанхай,
Китай.
В
настоящее время дорога используется
для перевозки пассажиров (рис. 23). Неудача
с первой маглев-дорогой в Берлине не
отпугнула немецкую компанию Transrapid —
дочернее предприятие Siemens AG и ThyssenKrupp —
от продолжения исследований, и позже
компания получила заказ от китайского
правительства на строительство
высокоскоростной (450 км/ч) маглев-трассы
от шанхайского аэропорта Пудун до
Шанхая. Дорога открыта в 2002 году, её
длина составляет 30 км. В будущем её
планируется продлить на другой конец
города до старого аэропорта Хунцяо и
далее на юго-запад до города Ханчжоу,
после чего её общая длина должна составить
175 км.

Рис.
23. Шанхайский «Трансрапид» (технология
EMS)

Тэчжон,
Южная Корея.
Республика
Корея разработала свой собственный
поезд на магнитной подвеске. 21 апреля
2008 г. в Государственном центральном
научном музее в г. Тэчжоне состоялась
официальная церемония пуска в эксплуатацию
поезда на магнитной подвеске. Состав
будет курсировать на участке длиной 1
км между Центральным научным музеем и
Научным ЭКСПО-парком.

Рис.
24. Корейский Маглев (технология EMS)

Научно-исследовательские
и опытно-конструкторские работы в этом
направлении начались в 1989 году. В 1993
году опытный образец первого корейского
маглева был представлен на Всемирной
универсальной выставки ЭКСПО в г.
Тэчжоне. Поезд был построен компанией
Hyundai Rotem на базе технологий, разработанных
Корейским институтом машиностроения
при содействии немецких специалистов.
После проведения испытательных пробегов
и испытаний на безопасность в 2005 году
началась пробная эксплуатация первого
южнокорейского магнитоплана на
электромагнитной подвеске. Состав мог
развивать скорость до 110 км/ч. Недавний
пуск в эксплуатацию корейского маглева
на километровом участке между Центральным
научным музеем и Научным ЭКСПО-парком
в г. Тэчжоне ознаменовал начало
промышленного внедрения в Корее поездов
на магнитной подвеске. Поскольку затраты
на строительство таких поездов ниже,
чем на строительство обычных
высокоскоростных поездов, местные
администрации проявляют большой интерес
к внедрению у себя этого нового средства
передвижения. Второй магнитный рельсовый
путь протяженностью 4,5 км должен быть
построен между пассажирским и грузовым
терминалами международного аэропорта
«Инчхон». Успешное внедрение в промышленную
эксплуатацию в Корее поездов на магнитной
подвеске откроет путь для их экспорта.

Бирмингем.
Не
скоростной маглев-челнок (рис. 25) ходил
от Бирмингемского аэропорта к ближайшей
железнодорожной станции в период с 1984
по 1995 гг. Длина трассы составляла 600 м,
и зазор подвеса составлял 1,5 см. Дорога,
проработав 10 лет, была закрыта из-за
жалоб пассажиров на неудобства и была
заменена традиционной монорельсовой
дорогой (привод — электродвигатель)
[2.6].

Рис.
25. Бирмингемский маглев

Просмотр
видеофрагмента «Путешествие
на Маглеве
»
(рис. 26) позволит Вам получить представление
о данном виде транспорта.

Рис.
26 Кадр их видеофрагмента «Путешествие
на Маглеве»

studfiles.net

13. Влияние поезда на магнитной подушке на систему взаимодействий между обществом, техникой и природой

«Техника
– природа
»
(взаимодействие с природной средой)

Магнитоплан
относиться к экологически чистым видам
транспорта. За счет использования
линейного двигателя нет вредных выбросов
отработанного топлива в атмосферу.

В
настоящее время отсутствуют технологии,
снижающие магнитные загрязнения
природной среды и отрицательного
воздействия сильных магнитных полей
на человека.

Развитие
природосберегающих технологий
производства, использования и утилизации
ТО всегда является важным направлением
влияния общества на технику.

В
отношении поезда на магнитной подушке
ведутся исследования по влиянию
электромагнитного излучения на природу,
включая человека как ее часть. Является
актуальным задача нахождения
соответствующих технических решения.

Рано
или поздно возникнет проблема утилизации
созданной техники. В качестве недолжного
отношения общества к технике приведем
пример опытного образца реактивного
поезда, который был брошен на задворках
Калининского вагоностроительного
завода у ст. Дорошиха. Там он и находится
по сей день (рис. 27).

Рис.
27. Состояние вагона в 1985 г. [1.2].

С
развитием промышленности и современного
скоростного транспорта появилась новая
проблема – борьба с шумом. Возникло
даже новое понятие – «шумовое загрязнение»
среды обитания. Шумы свыше 100 дБ могут
быть невыносимы для уха человека. Шумы
порядка 140 дБ (например, звук взлетающего
реактивного самолета) могут оказаться
болезненными для уха.

«Техника
– человек
»
(влияние техники на человека)

Кроме
высокой скорости передвижения,
обеспечивающий экономию времени и сил
человека, поездка становиться более
комфортной Деловая же поездка, как
считают врачи, не долж­на доиться
более 2 ч, в противном слу­чае
работоспособность человека рез­ко
снижается. Более того, за счет левитации
обеспечивается низкий уровень шума при
движении, что также снижает утомляемость
пассажира во время поездки.

В
то же время имеют место и недостатки в
использовании поезда на магнитной
подушке. Мощные электромагниты, которые
применяются для подвешивания и движения
вагонов, создают излучение, уровень
которого многократно превышает таковой
у линий электропередач. А поскольку
электромагниты находятся непосредственно
под полом вагона или же на пути, то
поездные бригады и пассажиры, а также
окрестные жители подвергнутся риску
получения онкологических и ряда иных
заболеваний. Этот факт подтверждается
статистикой заболеваний помощников и
машинистов электровозов переменного
тока, так как они работают, подвергаясь
воздействию излучения трансформаторов
локомотива.

Насколько
же велико электромагнитное излучение
от магнитоплана, могут подтвердить все
присутствовавшие на испытаниях опытного
участка такой дороги на полигоне в
подмосковном Раменском: во время ряда
опытных поездок из строя выходили не
только калькуляторы и электронные часы,
что обычно и в кабине электровоза
переменного тока, но даже и контрольное
экспериментальное оборудование. В
Японии многие пожилые граждане пользуются
кардиостимуляторами, которые, как
известно, тоже выходят из строя от
сильного электромагнитного изучения,
поэтому японцы очень осторожно относятся
к внедрению магнитных монорельсовых
дорог [2.3].

Население
г. Шанхая выступило с массовыми протестами
против дороги на магнитной подушке. За
пуск первого маршрута — из аэропорта до
городских окраин – было заплачено 1,4
миллиарда долларов, и теперь в Шанхае
решили продлить эту дорогу еще на 30
километров дальше, через город. Жители
окраин Шанхая: “Спасите детей,
сопротивляйтесь радиации!”, “Мы
чувствуем себя так, словно живем в
микроволновой печке, наши дома
обесценились, риелторы отказываются
иметь с нами дело, когда узнают, что наши
дома находятся рядом с трассой поезда”,
— жалуются китайцы, чьи жилища оказались
в непосредственной близости от “дороги
будущего”. По их словам, магистраль
идет сильное электромагнитное излучение.
Это крупнейшие народные выступления в
Шанхае. Многотысячные толпы демонстрантов
заставили правительство отложить
строительство [2.3].

Роль
скоростного транспорта в жизни человека
трудно переоценить. Сокращение времени
на дорогу и комфортность движения
позволяет человеку иначе планировать
свою деятельность в течение дня (недели),
ставить и решать за более короткое
время большее число задач. Это впоследствии
не может не отразится на образе жизни,
расширении сферы интересов и потребностей
человека.

«Человек
– техника
»
(взаимодействие человека с техникой)

Поезд
на магнитной подушке, как уже отмечалось,
является сложной технической системой
с высоким уровнем автоматизации и
средств защиты. В частности, нельзя
случайно попасть на монорельс, поскольку
он находиться на высоте 5-7м над землей.
Это можно сделать только со специальной
огороженной эстакады.

Управление
поездом осуществляется автоматически
с помощью компьютера и диспетчера.

Возможность
оказать негативное воздействие на
работу системы сведена к минимуму, но
не исключена (ошибки в работе диспетчера
– человеческий фактор, сбои в работе
управляющей системы – техногенный
фактор). Эти особенности должны учитывать
обслуживающий персонал и пассажиры.

При
высоком уровне автоматизации и защиты
работы магнитоплана остается риски
техногенных катастроф.

Так,
например, утром 22 сентября 2006 г. на
экспериментальной трассе магнитной
железной дороги в Эмсланде, Нижней
Саксонии (Германия) сверхскоростной
пассажирский поезд столкнулся с
автодрезиной. В катастрофе погибли 25
человека и еще 10 ранены (рис. 28) [2.7].

Рис.
28. Авария поезда на магнитной подушке
в Германии 2006 г.

Состав
отошел от платформы отправления не
более чем на километр. В первом вагоне
находился 31 человек – сотрудники
предприятий, связанных с программой
«Трансрапид», а также приглашенные ими
гости.

За
22 года эксплуатации трассы сверхскоростной
поезд перевез около полумиллиона
пассажиров. Рейсы были не только
испытательного характера, как в частности
этот. Уже многие годы «Трансрапид»
совершал и прогулочные поездки — билет
на такую экскурсию стоил 18 евро. Недешево,
но в мире, кроме Эмсланда, только в Шанхае
можно со скоростью гоночного автомобиля
промчаться на поезде, управляемом не
машинистом в кабине, а компьютером из
центрального командного пункта.

Диспетчеры
командного пункта дали старт программе
движения состава, когда в километре от
платформы его отправления на монорельсе
находилась колесная дрезина с двумя
рабочими, занимавшимися его ежедневной
очисткой. Нельзя случайно заехать на
монорельс – он поднят на высоту 5-7 м над
землей и попасть на его поверхность
можно только со специальной огороженной
эстакады. И очистка его осуществлялась
не по усмотрению рабочих, а строго по
графику.

Рис.
29. Авария поезда на магнитной подушке
в Германии 2006 г.

Но
картина происшедшего уже достаточно
точно восстановлена экспертами. На
скорости от 170 до 200 км/час «Трансрапид»
врезался в дрезину, при этом двое рабочих,
очищавших монорельс, погибли мгновенно.
Удар был настолько силен, что обломки
передней части вагона и частично дрезины
разлетелись в радиусе нескольких сотен
метров. Из-за конструктивной особенности
носовой части состава (она под острым
углом скошена сверху вниз) первый вагон
поддел дрезину и поволок ее на себе,
расплющивая свой корпус и сминая крышу.
Потерявший управление состав двигался
так еще более 300 м.

«Техника
– общество
»
(действие техники на основные сферы
жизни общества)

Экономическая
сфера

Магнитоплан
способен развивать скорость свыше 500
км/ч, что делает его идеальным средством
междугороднего сообщения средней
дальности. Теоретически это самая
высокая скорость из тех, которые можно
получить на серийном (не спортивном)
наземном транспорте. Отметим, что средняя
скорость на железных доро­гах не
превышает 150 км/ч. Деловая же поездка,
как считают врачи, не долж­на доиться
более 2 ч, в противном слу­чае
работоспособность человека рез­ко
снижается. Добраться от одного крупного
города до другого за это вре­мя можно
только самолетом. Если удастся повысить
скорость поез­дов в 3-4 раза, от Москвы
до Петер­бурга, например, можно будет
доехать всего за 1,5 ч. Растет профессиональная
мобильность больших групп людей, что
имеет своим следствием положительный
экономический эффект.

Скоростные
характеристики делает его востребованным
и перспективным с точки зрения массового
распространения.

Сегодня
нет технических проблем, мешающих начать
массовое строи­тельство магистралей
для поездов на магнитной подвеске, но
этому препят­ствуют экономические
проблемы [1.1].

Рассмотрим
экономические показатели использования
магнитного подвеса:

Во-первых,
магнитная подушка имеют смысл только
при высокоскоростном движении, но это
возможно лишь при больших расстояниях
между станциями, иначе поезду не
разогнаться.

Во-вторых,
у магнитной дороги удельный энергорасход
на 20% больше, чем у аналогичной рельсовой.

В-третьих,
высокая стоимость создания и обслуживания
колеи (стоимость постройки одного
километра маглев-колеи сопоставима с
проходкой километра тоннеля метро
закрытым способом). Контроль зазора
между дорогой и поездом требует наличия
сверхбыстродействующих систем управления.

В-четвертых,
требуется сложная путевая инфраструктура.
Например, «стрелка» для магнитоплана
представляет собой два участка дороги,
которые сменяют друг друга в зависимости
от направления поворота [2.3].

Тем
не менее, многие страны вкладывают
немалые средства в долгосрочные
исследования и опытно-конструкторские
работы по созданию магнитопланов. Это
может принести большую экономическую
прибыль за счет спроса на высокоскоростной
вид транспорта.

Духовная

Для
создания поезда на магнитной подвеске
требуются различные новейшие технологии,
такие как технология левитации,
предназначенная для подъема состава в
воздух, линейные двигатели, обеспечивающие
движение состава вперед, новые технологии
строительства, производства материалов
с новыми свойствами и т.д. Разработка и
внедрение этих технологий не только
окажет существенное влияние на
соответствующие отрасли промышленности,
но и одновременно будет способствовать
созданию новых композиционных материалов
и дальнейшему продвижению вперед
фундаментальных исследований. Что в
свою очередь двигает науку вперед.

Потребуется
также изучение воздействия электромагнитного
поля на организм человека. Требуется
широкий круг технологий, которые
впоследствии могут стать новыми
источниками роста экономики. Именно по
этой причине многие страны предпринимают
активные усилия в этом направлении.

Социальная
сфера

Как
уже отмечалось, производством поездов
на магнитной подушке занимаются несколько
крупных корпораций: Chubu
HSST
Development
Corp.
(Япония), Siemens
AG
и ThyssenKrupp
(Китай), Transrapid
(Германия) – дочерняя компания от Siemens
AG
и ThyssenKrupp.
Любое крупное производство (его
возникновение и развитие) обеспечивает
появление новых рабочих мест и новых
профессий. Пока это характерно
преимущественно только для стран
производителей.

Распространение
высокоскоростного транспорта влечет
за собой рост мобильности населения,
расширение сферы социальной коммуникации.

«Общество
– техника
»
(влияние общества на технику)

Технологический
аспект

Потребность
общества в разработке видов транспорта,
обеспечивающих высокоскоростное
передвижение существовало на всех
этапах исторического развития. Попытки
повысить скорость традиционного ж/д
транспорта не принесло успех, т.к. уже
при 300 км/ч колёса те­ряют сцепление
с рельсами и стук колёс становится
запредельным [1.1].
Решение проблемы найдено в форме создания
левитирующих поездов при сохранении
рельсовой конструкции дорожного полотна.

Для
создания поезда на магнитной подвеске
требуются различные новейшие технологии,
такие как технология левитации,
предназначенная для подъема состава в
воздух, линейные двигатели, обеспечивающие
движение состава вперед, новые технологии
строительства, производства материалов
с новыми свойствами и т.д. Требуется
широкий круг технологий, которые
впоследствии могут стать новыми
источниками для разработки более
совершенных конструкций магнитопланов.
Именно по этой причине ученые и специалисты
разного профиля многих стран предпринимают
активные усилия в этом направлении.

Если
бы не было данного технического объекта
(если бы не происходило совершенствование
техники), то невозможно было бы осуществлять
высокоскоростное и комфортное передвижение
человечества.

Эргономический
аспект

При
создании магнитопланов учитывая высокие
скорости движения создаются все условия
для комфорта движения (удобные сидения,
плавный набор хода).

studfiles.net

Поезд маглев – удобное, современное средство передвижения

Больше 200 лет минуло с той поры, когда были изобретены паровозы. С тех пор железнодорожный транспорт стал самым востребованным для перевозки пассажиров и грузов. Однако ученые активно трудились над усовершенствованием данного способа перемещения. В результате был создан маглев или поезд на магнитных подушках.

Идея появилась в начале двадцатого века. Но реализовать ее в то время и в тех условиях не удалось. И лишь в конце 60-х – начале 70-х годов в ФРГ собрали магнитную трассу, где и запустили транспортное средство нового поколения. Тогда он двигался со скоростью максимум 90 км/ч и мог вместить только 4 пассажира. В 1979 году поезд на магнитных подушках модернизировали, и он смог перевезти 68 пассажиров, проезжая 75 километров в час. А в то же время в Японии сконструировали иную вариацию маглева. Он разгонялся до 517 км/ч.

Сегодня стремительность поездов на магнитных подушках может составить реальную конкуренцию самолетам. Магнитоплан мог бы серьезно соперничать с воздушными авиаперевозчиками. Единственное препятствие в том, что скользить по обычным железнодорожным путям маглевы не способны. Они требуют особых магистралей. Кроме того, считается, что необходимое поездам на воздушной подушке магнитное поле может оказать неблагоприятное воздействие на здоровее человека.

Магнитоплан не движется по рельсам, он летит в прямом смысле этого слова. На небольшой высоте (15 см) от поверхности магнитной трассы. Поднимается он над треком за счет действия электромагнитов. Это объясняет и невероятную скорость.

Полотно для маглева выглядит как череда бетонных плит. Магниты расположены под этой поверхностью. Они искусственно создают магнитное поле, по которому «едет» поезд. Во время движения нет трения, поэтому для торможения используется аэродинамическое сопротивление.

Если на простом языке объяснять принцип действия, то получится так. Когда пару магнитов приближают друг к другу одинаковыми полюсами, они как бы отталкиваются один от другого. Получается магнитная подушка. А при приближении противоположных полюсов магниты притягиваются, и поезд останавливается. Такой элементарный принцип и положен в основу работы магнитоплана, который движется по воздуху на небольшой высоте.

Сегодня применяются 3 технологии подвеса маглевов.

1. Электродинамическая подвеска, EDS.

Иначе это называется на сверхпроводящих магнитах, то есть на вариациях с обмоткой из сверхпроводящего материала. Такая обмотка обладает нулевым омическим сопротивлением. И если она замкнута накоротко, то электрический ток в ней сохраняется бесконечно долго.

2. Электромагнитная подвеска, EMS (или на электромагнитах).

3. На постоянных магнитах. Сегодня это наименее затратная технология. Процесс передвижения обеспечивается линейным двигателем, то есть электродвигателем, где один элемент магнитной системы разомкнут и имеет развёрнутую обмотку, создающую бегущее магнитное поле, а второй сделан в виде направляющей, отвечающей за линейное перемещение подвижной части двигателя.

Многие задумываются: безопасный ли это поезд, он не упадет? Разумеется, не упадет. Нельзя сказать, что маглев на дороге ничего не удерживает. Он опирается на трек посредством особенных “клешней”, расположенных снизу поезда, в которых и поставлены электромагниты, поднимающие поезд в воздух. Там же расположены и те магниты, которые удерживают магнитоплан на треке.

Те, кто прокатился на маглеве, утверждают, что ничего вдохновляющего не ощутили. Поезд идет настолько тихо, что умопомрачительная скорость не чувствуется. Объекты за окном пролетают быстро, но расположены очень далеко от трека. Разгоняется магнитоплан плавно, так что перегрузок тоже не ощущается. Интересен и необычен только момент, когда поезд поднимается.

Итак, основные преимущества маглева:

  • максимально возможная скорость движения, которая достигается на наземном (неспортивном) транспорте,
  • требуется небольшое количество электроэнергии,
  • из-за отсутствия трения малозатратны в обслуживании,
  • тихое передвижение.

Недостатки:

  • необходимость больших финансовых затрат при строительстве и обслуживании трека,
  • электромагнитное поле способно нанести вред здоровью тем, кто работает на этих линиях и живет в окрестных районах,
  • для постоянного контроля расстояния между поездом и треком необходимы быстродействующие системы управления и сверхпрочные приборы,
  • требуются сложная схема путей и дорожная инфраструктура.

‘;
blockSettingArray[0][«setting_type»] = 6;
blockSettingArray[0][«elementPlace»] = 2;
blockSettingArray[1] = [];
blockSettingArray[1][«minSymbols»] = 0;
blockSettingArray[1][«minHeaders»] = 0;
blockSettingArray[1][«text»] = ‘

‘;
blockSettingArray[1][«setting_type»] = 6;
blockSettingArray[1][«elementPlace»] = 0;
blockSettingArray[3] = [];
blockSettingArray[3][«minSymbols»] = 1000;
blockSettingArray[3][«minHeaders»] = 0;
blockSettingArray[3][«text»] = ‘

ekoenergia.ru

Поезда на магнитных подушках Маглев



Поезда на магнитных подушках — это транспорт будущего? Как работает поезд на магнитной подушке?

Уже более двухсот лет прошло с того момента, когда человечество изобрело первые паровозы. Однако до сих пор железнодорожный наземный транспорт, перевозящий пассажиров и тяжеловесные грузы при помощи силы электричества и дизельного топлива, весьма распространен.

Стоит сказать о том, что все эти годы инженеры-изобретатели активно работали над созданием альтернативных способов перемещения. Результатом их труда стали поезда на магнитных подушках.


История появления

Сама идея создать поезда на магнитных подушках активно разрабатывалась еще в начале двадцатого века. Однако воплотить данный проект в то время по ряду причин так и не удалось. К изготовлению подобного поезда приступили лишь в 1969 г. Именно тогда на территории ФРГ начали укладывать магнитную трассу, по которой должно было пройти новое транспортное средство, которое впоследствии назвали так: поезд-маглев. Запущено оно было в 1971 году. По магнитной трассе прошел первый поезд-маглев, который назывался «Трансрапид-02».


Интересен тот факт, что немецкие инженеры изготавливали альтернативное транспортное средство на основании тех записей, которые оставил ученый Герман Кемпер, еще в 1934 г. получивший патент, подтверждавший изобретение магнитоплана.

«Трансрапид-02» сложно назвать очень быстрым. Он мог перемещаться с максимальной скоростью в 90 километров в час. Низкой была и его вместимость – всего четыре человека.


В 1979 году создали более усовершенствованную модель маглева. Этот поезд, носящий название «Трансрапид-05», мог перевозить уже шестьдесят восемь пассажиров. Перемещался он по линии, расположенной в городе Гамбурге, протяженность которой составляла 908 метров. Максимальная скорость, которую развивал этот поезд, была равна семидесяти пяти километрам в час.



В том же 1979 г. в Японии была выпущена другая модель маглева. Ее назвали «МЛ-500». Японский поезд на магнитной подушке развивал скорость до пятисот семнадцати километров в час.

Конкурентоспособность

Скорость, которую могут развить поезда на магнитных подушках, можно сравнить со скоростью самолетов. В связи с этим данный вид транспорта может стать серьезным конкурентом тем воздушным авиалиниям, которые работают на расстоянии до тысячи километров. Повсеместному применению маглевов препятствует тот факт, что перемещаться по традиционным железнодорожным покрытиям они не могут. Поезда на магнитных подушках нуждаются в построении специальных магистралей. А это требует крупных вложений капитала. Считается также, что создаваемое для маглевов магнитное поле способно негативно влиять на организм человека, что отрицательно скажется на здоровье машиниста и жителей регионов, находящихся неподалеку от такой трассы.

Принцип работы

Поезда на магнитных подушках представляют собой особую разновидность транспорта. Во время движения маглев словно парит над железнодорожным полотном, не касаясь его. Это происходит по той причине, что транспортное средство управляется силой искусственно созданного магнитного поля. Во время движения маглева отсутствует трение. Тормозящей силой при этом является аэродинамическое сопротивление.

Как же это работает? О том, какими базовыми свойствами обладают магниты, каждому из нас известно из уроков физики шестого класса. Если два магнита поднести друг к другу северными полюсами, то они будут отталкиваться. Создается так называемая магнитная подушка. При соединении различных полюсов магниты притянутся друг к другу. Этот довольно простой принцип и лежит в основе движения поезда-маглева, который буквально скользит по воздуху на незначительном расстоянии от рельсов.

В настоящее время уже разработано две технологии, при помощи которых приводится в действие магнитная подушка или подвес. Третья является экспериментальной и существует только на бумаге.

Электромагнитный подвес

Эта технология носит название EMS. В ее основе лежит сила электромагнитного поля, изменяющаяся во времени. Она и вызывает левитацию (подъем в воздухе) маглева. Для движения поезда в данном случае необходимы Т-образные рельсы, которые выполняются из проводника (как правило, из металла). Этим работа системы похожа на обычную железную дорогу. Однако в поезде вместо колесных пар установлены опорные и направляющие магниты. Их располагают параллельно ферромагнитным статорам, находящимся по краю Т-образного полотна.



Основным недостатком технологии EMS является необходимость контроля над расстоянием между статором и магнитами. И это при том, что оно зависит от множества факторов, в том числе и от непостоянной природы электромагнитного взаимодействия. Для того чтобы избежать внезапной остановки поезда, на нем устанавливаются специальные батареи. Они способны подзаряжать линейные генераторы, встроенные в опорные магниты, и тем самым достаточно долго поддерживать процесс левитации.

Торможение поездов, созданных на базе технологии EMS, осуществляет синхронный линейный двигатель низкого ускорения. Он представлен опорными магнитами, а также дорожным полотном, над которым парит маглев. Скорость и тягу состава можно регулировать изменением частоты и силы создаваемого переменного тока. Для замедления хода достаточно изменить направление магнитных волн.

Электродинамический подвес

Существует технология, при которой движение маглева происходит при взаимодействии двух полей. Одно из них создается в полотне магистрали, а второе – на борту состава. Эта технология получила название EDS. На ее базе построен японский поезд на магнитной подушке JR–Maglev.

Такая система имеет некоторые отличия от EMS, где применяются обычные магниты, к которым от катушек подводится электрический ток только при подаче питания.

Технология EDS подразумевает постоянное поступление электричества. Это происходит даже в том случае, если источник питания отключен. В катушках такой системы установлено криогенное охлаждение, позволяющее экономить значительные объемы электроэнергии.

Преимущества и недостатки технологии EDS

Положительной стороной системы, работающей на электродинамическом подвесе, является ее стабильность. Даже незначительное сокращение или увеличение расстояния между магнитами и полотном регулируется силами отталкивания и притяжения. Это позволяет системе находиться в неизменном состоянии. При данной технологии отсутствует необходимость в установке электроники для контроля. Не нужны и приборы для регулировки расстояния между полотном и магнитами.

Технология EDS имеет некоторые недостатки. Так, сила, достаточная для левитации состава, может возникнуть только на большой скорости. Именно поэтому маглевы оснащают колесами. Они обеспечивают их движение при скорости до ста километров в час. Еще одним недостатком данной технологии является сила трения, возникающая в задней и передней части отталкивающих магнитов при низком значении скорости.

Из-за сильного магнитного поля в секции, предназначенной для пассажиров, необходима установка специальной защиты. В противном случае человеку с электронным стимулятором сердца путешествовать запрещено. Защита нужна и для магнитных носителей информации (кредитных карточек и HDD).

Разрабатываемая технология

Третьей системой, которая в настоящее время существует лишь на бумаге, является использование в варианте EDS постоянных магнитов, которые для активации не нуждаются в подаче энергии. Еще совсем недавно считалось, что это невозможно. Исследователи полагали, что у постоянных магнитов нет такой силы, которая способна вызвать левитацию поезда. Однако этой проблемы удалось избежать. Для ее решения магниты поместили в «массив Хальбаха». Подобное расположение приводит к созданию магнитного поля не под массивом, а над ним. Это способствует поддержанию левитации состава даже на скорости около пяти километров в час.

Практической реализации данный проект пока не получил. Это объясняется высокой стоимостью массивов, выполненных из постоянных магнитов.

Достоинства маглевов


Наиболее привлекательной стороной поездов на магнитной подушке является перспектива достижения ими высоких скоростей, которые позволят маглевам в будущем конкурировать даже с реактивными самолетами. Данный вид транспорта довольно экономичен по уровню потребляемой электроэнергии. Невелики расходы и на его эксплуатацию. Это становится возможным в связи с отсутствием трения. Радует и низкий шум маглевов, что положительно скажется на экологической обстановке.

Недостатки

Отрицательной стороной маглевов является слишком большая сумма, необходимая для их создания. Высоки расходы и на обслуживание колеи. Кроме того, для рассмотренного вида транспорта требуется сложная система путей и сверхточные приборы, контролирующие расстояние между полотном и магнитами.

Реализация проекта в Берлине

В столице Германии в 1980 годах состоялось открытие первой системы типа маглев под названием M-Bahn. Длина полотна составляла 1,6 км. Поезд на магнитной подушке курсировал между тремя станциями метро по выходным дням. Проезд для пассажиров был бесплатным. После падения Берлинской стены население города увеличилось практически вдвое. Потребовалось создание транспортных сетей, обладающих возможностью обеспечения высокого пассажиропотока. Именно поэтому в 1991 г. магнитное полотно было демонтировано, а на его месте началось строительство метро.

Бирмингем

В этом германском городе низкоскоростной маглев соединял с 1984 по 1995 гг. аэропорт и железнодорожную станцию. Длина магнитного пути составляла всего 600 м.

Дорога проработала десять лет и была закрыта в связи с многочисленными жалобами пассажиров на существующие неудобства. Впоследствии монорельсовый транспорт заменил маглев на этом участке.

Шанхай

Первая магнитная дорога в Берлине была построена немецкой компанией Transrapid. Неудача проекта не отпугнула разработчиков. Они продолжили свои исследования и получили заказ от китайского правительства, которое решило возвести в стране трассу-маглев. Шанхай и аэропорт «Пудун» связал этот высокоскоростной (до 450 км/ч) путь.

Дорогу длиной в 30 км открыли в 2002 г. В планах на будущее – ее продление до 175 км.

Япония

В этой стране в 2005 году прошла выставка Expo-2005. К ее открытию была введена в эксплуатацию магнитная трасса длиной 9 км. На линии располагается девять станций. Маглев обслуживает территорию, которая прилегает к месту проведения выставки.



Маглевы считаются транспортом будущего. Уже в 2025 году планируется открыть новую сверхскоростную трассу в такой стране, как Япония. Поезд на магнитной подушке будет перевозить пассажиров из Токио в один из районов центральной части острова. Его скорость составит 500 км/ч. Для реализации проекта понадобится около сорока пяти миллиардов долларов.

Россия

Создание высокоскоростного поезда планируется и РЖД. К 2030 году маглев в России соединит Москву и Владивосток. Путь в 9300 км пассажиры преодолеют за 20 часов. Скорость поезда на магнитной подушке будет доходить до пятисот километров в час.

saroavto2.blogspot.com

📌 Поезд на магнитной подушке

Магнитоплан или Маглев (от англ. magnetic levitation) — это поезд на магнитном подвесе, движимый и управляемый магнитными силами. Такой состав, в отличие от традиционных поездов, в процессе движения не касается поверхности рельса. Так как между поездом и поверхностью движения существует зазор, трение исключается, и единственной тормозящей силой является сила аэродинамического сопротивления. Относится к монорельсовому транспорту.

Скорость, достижимая маглева, сравнима со скоростью самолёта и позволяет составить конкуренцию воздушным сообщениям на малых (для авиации) расстояниях (до 1000 км). Хотя сама идея такого транспорта не нова, экономические и технические ограничения не позволили ей развернуться в полной мере: для публичного использования технология воплощалась всего несколько раз. В настоящее время, маглев не может использовать существующую транспортную инфраструктуру, хотя есть проекты с расположением элементов магнитной дороги между рельсов обычной железной дороги или под полотном автотрассы.

Технология

На данный момент существует 3 основных технологии магнитного подвеса поездов:

  1. На сверхпроводящих магнитах (электродинамическая подвеска, EDS)
  2. На электромагнитах (электромагнитная подвеска, EMS)
  3. На постоянных магнитах; это новая и потенциально самая экономичная система.

Состав левитирует за счёт отталкивания одинаковых полюсов магнитов и, наоборот, притягивания разных полюсов. Движение осуществляется линейным двигателем, расположенным либо на поезде, либо на пути, либо и там, и там. Серьёзной проблемой проектирования является большой вес достаточно мощных магнитов, поскольку требуется сильное магнитное поле для поддержания в воздухе массивного состава.

Наиболее активные разработки маглев ведут Германия и Япония.

Достоинства

  • Теоретически самая высокая скорость из тех, которые можно получить на общедоступном (не спортивном) наземном транспорте.
  • Низкий шум.

Недостатки

  • Высокая стоимость создания и обслуживания колеи.
  • Вес магнитов, потребление электроэнергии.
  • Создаваемое магнитной подвеской электромагнитное поле может оказаться вредным для поездных бригад и/или окрестных жителей. Даже тяговые трансформаторы, применяемые на электрифицированных переменным током железных дорогах, вредны для машинистов, но в данном случае напряжённость поля получается на порядок больше. Также, возможно, линии маглева будут недоступны для людей, использующих кардиостимуляторы[1].
  • Потребуется на высокой скорости (сотни км/ч) контролировать зазор между дорогой и поездом (несколько сантиметров). Для этого нужны сверхбыстродействующие системы управления.
  • Требуется сложная путевая инфраструктура. Например, стрелка для маглева представляет собой два участка дороги, которые сменяют друг друга в зависимости от направления поворота. Поэтому маловероятно, что линии маглева будут образовывать мало-мальски разветвлённые сети с развилками и пересечениями.
  • Рельсовые пути стандартной ширины, перестроенные под скоростное движение, остаются доступными для обычных пассажирских и пригородных поездов. Путь маглева ни для чего другого не пригоден; потребуются дополнительные пути для низкоскоростного сообщения.

Варианты

Существуют проекты магнитных дорог с различными видами магнитного подвеса, например, Tubular Rail предлагает отказаться от рельса как такового, и использовать лишь периодически расставленные кольцевые опоры.

Реализация

M-Bahn в Берлине

Первая публичная система маглев (M-Bahn) построена в Берлине в 1980-х годах.

Дорога длиной 1,6 км соединяла 3 станции метро от железнодорожного узла Gleisdreieck до выставочного комплекса на Potsdamer Strasse. После долгих испытаний дорога была открыта для движения пассажиров 28 августа 1989 г. Проезд был бесплатный, вагоны управлялись автоматически без водителя, дорога работала только по выходным дням. В районе, куда подходила дорога, предполагалось провести массовое строительство. Дорога была построена на эстакадном участке бывшей линии метро U2, где движение было прервано в связи с разделением Германии и разрушениями во время войны. 18 июля 1991 линия перешла в промышленную эксплуатацию и включена в систему метро Берлина.

После разрушения Берлинской стены население Берлина фактически удвоилось и потребовалось соединить транспортные сети Востока и Запада. Новая дорога прерывала важную линию метро, а городу требовалось обеспечить высокий пассажиропоток. Через 13 дней после ввода в промышленную эксплуатацию, 31 июля 1991, муниципалитет принял решение демонтировать магнитную дорогу и восстановить метро. C 17 сентября дорога была демонтирована, а позднее — восстановлено метро.

Бирмингем

Нескоростной маглев-челнок ходил от Бирмингемского аэропорта к ближайшей железнодорожной станции в период с 1984 по 1995 гг. Длина трассы составляла 600 м, и зазор подвеса составлял 1,5 см. Дорога, проработав 10 лет, была закрыта из-за жалоб пассажиров на неудобства и была заменена традиционной монорельсовой дорогой.

Шанхай

Неудача с первой маглев-дорогой в Берлине не отпугнула немецкую компанию Transrapid — дочернее предприятие Siemens AG и маглев-трассы от шанхайского аэропорта Пудун до Шанхая. Дорога открыта в 2002 году, её длина составляет 30 км. В будущем её планируется продлить на другой конец города до старого аэропорта Хунцяо и далее на юго-запад до города Ханчжоу, после чего её общая длина должна составить 175 км.

Япония

В Японии испытывается дорога в окрестностях префектуры Яманаси по технологии MLX01-901 с пассажирами 2 декабря 2003, составила 581 км/ч.

Там же, в Японии, к открытию выставки Expo 2005 в марте 2005 введена в коммерческую эксплуатацию новая трасса. 9-километровая линия Линимо (Нагоя) состоит из 9 станций. Минимальный радиус — 75 м, максимальный уклон — 6 %. Линейный двигатель позволяет поезду разгоняться до 100 км/ч за считанные секунды. Линия обслуживает территорию, прилегающую к месту проведения выставки, университету префектуры Айти, а также некоторые районы Нагакутэ. Поезда изготовлены компанией Chubu HSST Development Corp.

Имеются сведения, что вышеназванные японские компании ведут строительство подобной линии в Южной Корее.

Происшествия

11 августа 2006 в 14:20 при подъезде к конечной станции «Лунъян лу» в одном из вагонов шанхайского маглева возник пожар. Была произведена эвакуация пассажиров, на место прибыли пожарные подразделения и к 15:40 пожар был ликвидирован, жертв и пострадавших нет. Как сообщается, пожар был вызван «человеческим фактором».[1]

22 сентября 2006 около 10 часов по местному времени на испытательном полигоне компании Transrapid в Эмсланде (Германия) произошла авария. Во время испытаний состав на скорости около 200 километров в час врезался в оказавшийся на пути технический поезд. В результате аварии погибли 23 человека и еще десять получили ранения.[2]

Примечания

Ссылки

Wikimedia Foundation.
2010.

dic.academic.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о