Поезда на магнитной подушке – Шанхайский маглев — Википедия

Содержание

Шанхайский маглев — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 4 августа 2019; проверки требуют 2 правки. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 4 августа 2019; проверки требуют 2 правки.

Шанхайский маглев (кит. 上海 磁浮 示范 运营 线, Ша̀нхǎй цы́фу́ шѝфа̀нь ю̀ньи́н ся̀нь, шанхайский Transrapid) — самая быстрая коммерческая железнодорожная линия на магнитном подвесе[1]. Соединяет станцию шанхайского метро Лунъян Лу[en] с международным аэропортом Пудун и преодолевает расстояние 30 км приблизительно за 7 минут 20 секунд[2], разгоняясь до скорости 431 км/ч и удерживая её на протяжении примерно 1,5–2 мин.

В основу проекта были заложены технологии, отработанные в ходе разработки германского проекта Maglev на трассе длиной 31,5 км между Дёрпеном и Латеном.

Построен по заказу властей Шанхая немецким консорциумом Transrapid, включавшем компании Siemens (поезда Transrapid 08) и ThyssenKrupp (дорога) в 2001–2003 годах. Стоимость проекта порядка 1.3 млрд долларов США (10 млрд юаней), введена в эксплуатацию 1 января 2004 года

[3]. В 2004–2006 годы оператор линии заявил об убытках, превышающих 1 млрд юаней.[4]

Значительная часть трассы проложена по заболоченной местности. Каждая опора эстакады располагается на бетонной подушке, установленной на скальном основании. В некоторых местах толщина этой подушки достигает 85 метров.

Цена билета — 50 юаней (примерно 7,5 долларов), 40 юаней по транспортной карте Шанхайского метро. Для авиапассажиров — 40 юаней экономкласс и 80 юаней бизнес-класс.

Существующий маршрут линии шанхайского маглева.

Поначалу было объявлено о проекте продления к 2010 году линии до аэропорта Хунцяо и далее на юго-запад до Ханчжоу, столицы провинции Чжэцзян, после чего её длина должна была составить 175 км. Однако в 2008 году строительство было приостановлено и сроки передвинуты до 2014 года

[5][6]. Так как в октябре 2010 была пущена в эксплуатацию высокоскоростная железная дорога Шанхай — Ханчжоу, продление Маглева считается нереальным, хотя о прекращении строительства объявлено не было[7].

ru.wikipedia.org

Маглев — это… Что такое Маглев?

Поезд на магнитной подушке или Маглев (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 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). 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 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 и Япония.

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 самолета), вследствие чего и экологичность с точки зрения вреда природе.
  • 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 путем помещения состава в туннель с высоким вакуумом[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.[8]

Недостатки

  • Высокая стоимость создания и обслуживания колеи (стоимость постройки одного километра маглев-колеи сопоставима с проходкой километра тоннеля метро закрытым способом).
  • Создаваемое магнитной подвеской электромагнитное поле может оказаться вредным для поездных бригад и/или окрестных жителей[источник не указан 149 дней]. 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[9].
  • 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.

Реализация

Эмсланд (Германия)

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 участке дороги во время испытаний — 501 км/ч.

В настоящее время дорога используется исключительно для проведения технических испытаний и в качестве аттракциона для туристов.

M-Bahn в Берлине (Германия)

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 (Великобритания)

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.

Армянская ССР

Во времена СССР строительство первой в советском пространстве магнитной железной дороги было начато в 1987 году, 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.[10]

Шанхай (Китай)

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 176  км.

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, 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[источник не указан 1313 дней].

Южная Корея, строительство дороги в международном аэропорту Инчхон

Строящаяся дорога относится к типу городского маглева (urban (or low-and medium-speed) maglev transport). Она свяжет международный аэропорт Инчхон с базой отдыха Yongyoo-Mui. Количество станций — 6, длина — 6,1 км. Максимальная скорость движения составит 110 км/ч. Планируемое начало коммерческой эксплуатации 2013 г. Используются собственные технологии Кореи.[11]

Наиболее серьезные аварии

Было два инцидента, связанных с пожарами. Японский испытательный поезд MLU002, действовавший в Миядзаки, был полностью уничтожен в результате пожара в 1991 году. В результате этого пожара политические оппоненты объявили, что маглев — это пустая трата бюджетных денег.

11 августа 2006 в 14:20, вскоре после отправления со станции «Лун-ян лу»(龙阳路long yang lu), Шанхай, произошло возгорание батареи в шанхайском экспрессе 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 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 ещё десять получили ранения.

[12] После почти годичного расследования причиной аварии была названа человеческая ошибка, вину возложили на трёх сотрудников Transrapid.

См. также

Примечания

Ссылки

dic.academic.ru

Поезд на магнитной подушке побил рекорд 12-летней давности и развил скорость в 590 км/ч

Японская железнодорожная компания JR Tokai сообщила об очередном успешном испытании маглева — поезда на магнитной подушке: состав из семи вагонов проехал 19 секунд на скорости 590 километров в час, побив предыдущий рекорд — на том же тестовом участке трассы в 2003 году скорость маглева составила 581 км/ч.



Поезд на магнитной подушке удерживается над полотном дороги с помощью магнитного поля, не касаясь рельса. Это позволяет исключить трение между поездом и полотном. Среди достоинств этого вида транспорта — самая высокая скорость, низкое потребление электроэнергии и невысокий уровень шума. Проблемы — отсутствие инфраструктуры и высокая стоимость создания колеи. Работу над поездами на магнитных подушках начали в 1970-х годы.

В Японии испытания проводились на тестовой трассе в префектуре Яманаси. Длина пути — 18 километров, за это время поезд серии L0 («L-zero») сумел разогнаться до 590 километров в час и проехать так 19 секунд, сообщает The Wall Street Journal. Разработчики уверяют, что в ближайшее время разгонят состав до 600 км/ч.

Сейчас между городами Токио и Нагоя идет строительство коммерческой линии поездов на магнитной подушке, её завершение запланировано на 2027 год — длина дороги составит 286 километров, которые маглев проедет за 40 минут. Сейчас поезда «Синкансэн» преодолевают этот путь за 78 минут. Автомобиль проезжает от одного города до другого за 3 часа 49 минут.

Японцы чаще всего пользуются железными дорогами в расчете на человека. В стране действуют пять железнодорожных компаний, общая продолжительность дорог — 27 182 километра. Самые быстрые поезда на данный момент — «Синкансэн», они развивают скорость до 300 километров в час.

Испытания L0 в 2014 году.

Фото внутри поезда, 2014 год.

habr.com

Поезд на магнитной подушке

Zoom-презентация: http://zoom.pspu.ru/presentations/145

1. Назначение

Поезд на магнитной подушке или маглев (от англ. magnetic levitation, т.е. «maglev» — магнитоплан) – это поезд на магнитном подвесе, движимый и управляемый магнитными силами, предназначенный для перевозки людей (рис. 1). Относиться к технике пассажирского транспорта. В отличие от традиционных поездов, в процессе движения он не касается поверхности рельса [2.1].

Рис. 1. Шанхайский поезд на магнитной подушке «Трансрапид» (технология EMS) [2.1]

2. Основные части (устройство) и их назначение

Существуют разные технологические решения в разработке данной конструкции (см. п.6). Рассмотрим принцип действия магнитной подушки поезда «Трансрапид» на электромагнитах (электромагнитная подвеска, EMS) (рис. 2).

Электронно-управляемые электромагниты (1) прикреплены к металлической «юбке» каждого вагона. Они взаимодействуют с магнитами на нижней стороне специального рельса (2), в результате чего поезд зависает над рельсом. Другие магниты обеспечивают боковое выравнивание. Вдоль пути уложена обмотка (3), которая создает магнитное поле, приводящее поезд в движение (линейный двигатель).

Рис. 2. Устройство магнитной подушки поезда «Трансрапид» (технология EMS) [1.1]

3. Принцип действия

В основе принципа действия поезда на магнитном подвесе лежат следующие физические явления и законы:

  • явление и закон электромагнитной индукции М. Фарадея

  • правило Ленца

  • закон Био-Савара-Лапласа

В 1831 году английский физик Майкл Фарадей открыл закон электромагнитной индукции, согласно которому изменение магнитного потока внутри проводящего контура возбуждает в этом контуре электрический ток даже при отсутствии в контуре источника питания. Оставленный Фарадеем открытым вопрос о направлении индукционного тока вскоре решил российский физик Эмилий Христианович Ленц.

Рассмотрим замкнутый круговой токопроводящий контур без подключенной батареи или иного источника питания, в который северным полюсом начинают вводить магнит. Это приведет к увеличению магнитного потока, проходящего через контур, и, согласно закону Фарадея, в контуре возникнет индуцированный ток. Этот ток, в свою очередь, согласно закону Био-Савара будет генерировать магнитное поле, свойства которого ничем не отличаются от свойств поля обычного магнита с северным и южным полюсами. Ленцу как раз и удалось выяснить, что индуцированный ток будет направлен таким образом, что северный полюс генерируемого током магнитного поля будет ориентирован в сторону северного полюса вдвигаемого магнита. Поскольку между двумя северными полюсами магнитов действуют силы взаимного отталкивания, наведенный в контуре индукционный ток потечет именно в таком направлении, что будет противодействовать введению магнита в контур. И это лишь частный случай, а в обобщенной формулировке правило Ленца гласит, что индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать вызвавшей его первопричине.

Правило Ленца сегодня как раз и используется в поезде на магнитной подушке. Под днищем вагона такого поезда смонтированы мощные магниты, расположенные в считанных сантиметрах от стального полотна (рис. 3). При движении поезда магнитный поток, проходящий через контур полотна, постоянно меняется, и в нем возникают сильные индукционные токи, создающие мощное магнитное поле, отталкивающее магнитную подвеску поезда (аналогично тому, как возникают силы отталкивания между контуром и магнитом в вышеописанном опыте). Сила эта настолько велика, что, набрав некоторую скорость, поезд буквально отрывается от полотна на несколько сантиметров и, фактически, летит по воздуху [2.4].

Состав левитирует за счёт отталкивания одинаковых полюсов магнитов и, наоборот, притягивания разных полюсов. Создатели поезда «Трансрапид» (рис.1) приме­нили неожиданную схему магнитной подвески. Они использовали не от­талкивание одноимённых полюсов, а притягивание разноимённых. Подвесить груз над магнитом несложно (эта система устойчива), а под магни­том — практически невозможно. Но если взять управляемый электромаг­нит, ситуация меняется. Система кон­троля сохраняет величину зазора между магнитами постоянной в несколько миллиметров (рис. 3). При увели­чении зазора система повышает си­лу тока в несущих магнитах и таким образом «подтягивает» вагон; при уменьшении — понижает силу тока, и зазор увеличивается. Схема облада­ет двумя серьёзными преимущества­ми. Путевые магнитные элементы защищены от погодных воздейст­вий, а их поле существенно слабее за счёт малого зазора между путём и составом; оно требу­ет токов гораздо меньшей силы. Сле­довательно, поезд такой конструкции оказывается гораздо более эконо­мичным [1.1].

Рис. 3. Принцип левитации поезда на магнитном подвесе (технологияEMS)

Движение поезда вперед осуществляется линейным двигателем. Такой двигатель имеет ротор и статор, растянутые в полосы (в обычном электромоторе они свёр­нуты в кольца). Обмотки статора включаются поочерёдно, создавая бе­гущее магнитное поле. Статор, укреп­лённый на локомотиве, втягивается в это поле и движет весь состав (рис. 4, 5). [1.1, 1.3]. Ключевым элементом технологии является смена полюсов на электромагнитах путем попеременной подачи и снятия тока с частотой 4000 раз в секунду. Зазор между статором и ротором для получения надежной работы не должен превышать пяти миллиметров. Это труднодостижимо из-за свойственной всем типам монорельсовых дорог, кроме дорог с боковой подвеской, раскачки вагонов во время движения, особенно при прохождении поворотов. Поэтому необходима идеальная путевая инфраструктура.

Устойчивость системы обеспечивается автоматическим регулированием тока в обмотках намагничивания: датчики постоянно замеряют расстояние от поезда до пути и соответственно ему меняется напряжение на электромагнитах (рис. 3) [2.6]. Сверхбыстродействующие системы управления контролировать зазор между дорогой и поездом.

а

б

в

Рис. 4. Принцип движения поезда на магнитном подвесе (технология EMS)

Единственной тормозящей силой является сила аэродинамического сопротивления.

Рис. 5. Схема движения поезда на магнитной подвеске (технология EMS) [1.1]

Итак, схема движения поезда на магнитной подвеске: под вагоном установлены несущие электромагниты, а на рельсе — катушки линейного электродвигателя. При их взаимодействии возникает сила, которая приподнимает вагон над дорогой и тянет его вперёд. Направление тока в обмотках непрерывно меняется, переключая магнитные поля по мере движения поезда [1.1].

Несущие магниты питаются от бортовых аккумуляторов (рис.4), которые подзаряжаются на каждой станции. Ток на линейный электродвигатель, разгоняющий поезд до самолётных скоростей, подаётся только на том участке, по которому идёт поезд (рис. 6 а). Достаточно сильное магнитное поле состава будет наводить ток в путевых обмотках, а те, в свою очередь, — создавать магнит­ное поле.

Рис. 6. а Принцип движения поезда на магнитной подушке

Туда, где поезд увеличивает скорость или идет в гору, энергия подается с большей мощностью. Если нужно затормозить или ехать в обратном направлении, магнитное поле меняет вектор [2.2].

Ознакомьтесь с видеофрагментами «Закон электромагнитной индукции», «Электромагнитная индукция» «Опыты Фарадея».

Рис. 6. б Кадры из видеофрагментов «Закон электромагнитной индукции», «Электромагнитная индукция» «Опыты Фарадея».

studfiles.net

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 1796 дней] 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[источник не указан 92 дня].
  • КПД данного поезда выше в сравнении с КПД современных поездов[источник не указан 1504 дня].

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

Осенью 1977 года в Белорусском институте инженеров железнодорожного транспорта в Гомеле прошли опыты по созданию системы бесколесного наземного транспорта на магнитной подвеске. Исследования возглавлял доцент кафедры физики, кандидат технических наук Е.Фришман. Была сконструирована 100-килограммовая тележка. На высоте 15 миллиметров от стенда ее удерживали магниты[12].

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[13].

Строительство первой магнитной железной дороги было начато в 1987 году[14] 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?][15].

  • 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)[16].

На начало 2017 года шанхайский маглев является единственным в мире высокоскоростным поездом на магнитной подушке, находящимся в коммерческой эксплуатации[16].

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[17] 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.[18] Конструкционная скорость поездов составляет 120 км/ч, однако в настоящее время она ограничена до 100 км/ч.[19]

Строительство линии было начато в мае 2014 года, стоимость проекта составила 4,6 миллиарда юаней (749 миллионов долларов).[20]. Испытания поездов начались 26 декабря 2015 года, а с 6 мая 2016 года линия открылась для пассажиров и были начаты регулярные перевозки[21]

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[22].

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[23].

В 2027 году планируется открытие регулярного движения между городами Токио и Нагоя.[24]

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.[25]

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.[26]

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.[27] 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.[28] После почти годичного расследования причиной аварии была названа человеческая ошибка, вину возложили на трёх сотрудников Transrapid.

См. также

Примечания

Литература

Ссылки

wikiredia.ru

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 — это… Что такое 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