חפש

רכבות על כריות מגנטיות - היא התחבורה של העתיד? כיצד פועלת רכבת כרית מגנטית?

יותר ממאתיים שנה חלפו מאז אותו רגע,כאשר האנושות המציאה את הקטרים ​​הראשונים. עם זאת, עד כה, תחבורה קרקעית ברכבת נושאת נוסעים ועומסים כבדים בעזרת חשמל וסולר היא נפוצה מאוד.

ראוי להזכיר כי כל השנים האלה, מהנדסים, ממציאים פעלו באופן פעיל על יצירת שיטות חלופיות של עקירה. כתוצאה מעבודתם היו רכבות על כריות מגנטיות.

היסטוריה של הופעה

עצם הרעיון של יצירת רכבות על כריות מגנטיותשפותח באופן פעיל בתחילת המאה העשרים. עם זאת, כדי ליישם את הפרויקט באותו זמן ממספר סיבות נכשל. הייצור של רכבת כזו החל רק בשנת 1969. זה היה אז בשטחה של גרמניה החלה להניח את המסלול המגנטי, אשר היה לעבור רכב חדש, אשר נקרא לאחר מכן הרכבת מגלב. הוא הושק בשנת 1971. רכבת מגלב הראשונה, המכונה "Transrapid-02", עברה את המסלול המגנטי.

רכבות כריות מגנטיות

מעניין הוא העובדה כי מהנדסים גרמנייםעשה רכב חלופי על בסיס אלה רשומות שנותרו על ידי המדען הרמן קמפר, אשר בשנת 1934 קיבל פטנט שאישר את המצאת המגנטופלאן.

"Transrapid-02" קשה להתקשר מהר מאוד. הוא יכול לנסוע במהירות מקסימלית של 90 קמ"ש. נמוך היה היכולת שלו - רק ארבעה אנשים.

בשנת 1979 יצר מודל מתקדם יותר של המגלב. רכבת זו, המכונה "טרנסראפיד- 05", יכולה לשאת כבר שישים ושמונה נוסעים. הוא נסע לאורך הקו, הממוקם בעיר המבורג, שאורכה 908 מטרים. המהירות המרבית שהרכבת זו פיתחה היתה שווה לשבעים וחמישה קמ"ש.

באותו 1979, מודל אחר של המגלב שוחרר ביפן. זה נקרא ML-500. הרכבת היפאנית על כרית מגנטית התפתחה במהירות עד חמש מאות ושבע-עשרה קמ"ש.

תחרותיות

המהירות כי רכבות יכול להתפתחכריות מגנטיות, ניתן להשוות עם מהירות המטוס. בהקשר זה, סוג זה של תחבורה יכול להפוך למתחרה רציני לדרכי הנשימה הפועלות במרחק של עד אלפי קילומטרים. השימוש הנרחב של maglevs הוא הפריע על ידי העובדה כי הם לא יכולים לנווט המסילות המסורתיות. רכבות על כריות מגנטיות צריך לבנות כבישים מיוחדים. וזה דורש השקעות גדולות של הון. הוא האמין גם כי השדה המגנטי שנוצר עבור maglevs יכול להשפיע לרעה על גוף האדם, אשר ישפיע לרעה על בריאותם של הנהג ותושבי אזורים הממוקמים ליד מסלול כזה.

עקרון הפעולה

רכבות על כריות מגנטיות הןסוג מיוחד של תחבורה. במהלך התנועה, המגלב כאילו מרחף מעל הרכבת בלי לגעת בה. זאת בשל העובדה כי הרכב נשלט על ידי כוח של השדה המגנטי שנוצר באופן מלאכותי. במהלך תנועת המגלב אין חיכוך. כוח בלימה במקרה זה הוא גרור אווירודינמי.

רכבת כרית מגנטית יפנית

איך זה עובד? אנו יודעים על התכונות הבסיסיות של מגנטים מכל אחד מהשיעורים בפיסיקה של השיעור השישי. אם שני מגנטים מובאים אחד לשני על ידי הקטבים הצפוניים, אז הם ידחו. כרית מגנטית כביכול נוצרת. בעת חיבור בין מוטות שונים, המגנטים יימשכו זה לזה. עיקרון פשוט זה עומד ביסוד התנועה של רכבת המגלב, אשר ממש מחליקה דרך האוויר במרחק קטן מן המסילה.

כיום, שתי טכנולוגיות כבר פיתחו, בעזרתו כרית מגנטית או ההשעיה מופעל. השלישי הוא ניסיוני קיים רק על הנייר.

ההשעיה האלקטרומגנטית

טכנולוגיה זו נקראת EMS. הוא מבוסס על כוחו של השדה האלקטרומגנטי, המשתנה בזמן. זה גורם לרחף (הרמה באוויר) של המגלב. עבור התנועה של הרכבת במקרה זה, יש צורך להיות מסילות T, אשר עשויים של מנצח (בדרך כלל מתכת). פעולה זו של המערכת דומה לרכבת רגילה. עם זאת, ברכבת, במקום ערכות גלגלים, מגנטים תמיכה ומנחה מותקנים. הם ממוקמים במקביל stators ferromagnetic הממוקם לאורך הקצה של רשת בצורת T.

כרית מגנטית

החיסרון העיקרי של טכנולוגיית EMS הואהצורך לשלוט על המרחק בין סטאטור לבין מגנטים. וזאת למרות העובדה כי זה תלוי בגורמים רבים, כולל הטבע הבלתי מתמיד של אינטראקציה אלקטרומגנטית. כדי למנוע את עצירה פתאומית של הרכבת, מותקנים עליה סוללות מיוחדות. הם מסוגלים לטעון את הגנרטורים ליניארי שנבנה לתוך מגנטים התייחסות, ולכן מספיק זמן כדי לתמוך בתהליך של ריחוף.

הבלמים של הרכבות שנוצרו על בסיס הטכנולוגיהEMS, מספק מנוע ליניארי סינכרוני של תאוצה נמוכה. הוא מיוצג על ידי מגנטים תומכים, כמו גם כביש שעליו המגלב מרחף. את המהירות ואת טיוטת הרכב ניתן לשלוט על ידי שינוי התדירות ואת החוזק של זרם שנוצר לסירוגין. כדי להאט את הקורס, זה מספיק כדי לשנות את הכיוון של הגלים המגנטיים.

ההשעיה האלקטרודינמית

יש טכנולוגיה שבה התנועהמגלב מתרחשת כאשר שני שדות אינטראקציה. אחד מהם נוצר על אניה של הכביש המהיר, והשני - על הרכבת. טכנולוגיה זו נקראת EDS. הוא מבוסס על הרכבת היפנית על כרית מגנטית JR-Maglev.

רכבת מגלב

מערכת זו יש כמה הבדלים מ EMS, שבו מגנטים קונבנציונאלי משמשים, אשר סלילים מסופקים עם זרם חשמלי רק כאשר כוח מוחל.

EDS הטכנולוגיה מרמז קבוע- אספקת חשמל. זה קורה גם אם ספק הכוח מנותק. בתוך סלילים של מערכת כזו, קירור קריוגני מותקן, אשר חוסך כמויות ניכרות של חשמל.

יתרונות וחסרונות של טכנולוגיית EDS

הצד החיובי של המערכת עובד עלההשעיה האלקטרודינמית, היא יציבותה. אפילו ירידה קלה או עלייה המרחק בין המגנטים לבין האינטרנט נשלטת על ידי דחייה כוחות משיכה. זה מאפשר למערכת להישאר במצב ללא שינוי. עם טכנולוגיה זו אין צורך להתקין אלקטרוניקה לניטור. אין צורך בהתקנים כדי להתאים את המרחק בין הבד למגנטים.

הטכנולוגיה EDS יש כמה חסרונות. אז, הכוח, מספיק עבור ריחוף של הרכב, יכול להתעורר רק במהירות גבוהה. זו הסיבה המגלבס מצוידים גלגלים. הם מבטיחים את תנועתם במהירות של עד 100 קמ"ש. חסרון נוסף של טכנולוגיה זו הוא כוח החיכוך המתרחש בחלקו הקדמי של חזית המגנטים הדוחים במהירות נמוכה.

בגלל השדה המגנטי חזק בסעיף,המיועד לנוסעים, יש צורך להתקין הגנה מיוחדת. אחרת, אדם עם מעורר לב אלקטרונית אסור לנסוע. הגנה נדרשת גם עבור מדיה מגנטית (כרטיסי אשראי HDD).

טכנולוגיה מפותחת

המערכת השלישית, אשר כיוםקיים רק על הנייר, הוא השימוש בגירסת EDS של מגנטים קבועים, אשר עבור ההפעלה לא צריך כוח. עד לאחרונה חשבו שזה בלתי אפשרי. החוקרים האמינו שלמגנטים הקבועים אין כוח מהסוג שיכול לגרום לריחוף של רכבת. עם זאת, בעיה זו נמנעה. כדי לפתור את זה, המגנטים היו ממוקמים במערך של Halbach. הסדר זה מוביל ליצירת שדה מגנטי, לא מתחת לגג, אלא מעליו. זה עוזר לשמור על ריחוף של הרכב, אפילו במהירות של כחמישה קילומטרים לשעה.

יפן הרכבת על כרית מגנטית
הפרויקט טרם קיבל כל יישום מעשי. זאת בשל העלות הגבוהה של מערכים עשויים מגנטים קבועים.

יתרונותיו של המוגלגים

הצד הכי אטרקטיבי של רכבותכרית מגנטית הוא הסיכוי להשגת מהירויות גבוהות, אשר יאפשר את המגלב בעתיד להתחרות אפילו עם מטוסים סילון. סוג זה של תחבורה הוא חסכוני למדי במונחים של צריכת החשמל. עלויות נמוכות והפעלתו. זה הופך להיות אפשרי בשל חוסר החיכוך. פליטים ורעש נמוך של maglevs, אשר ישפיע באופן חיובי על המצב האקולוגי.

חסרונות

הצד השלילי של המגלב הוא גםאת הסכום הגדול הדרוש לבריאתם. עלויות גבוהות ותחזוקה של המסלול. בנוסף, עבור סוג זה של תחבורה דורש מערכת מורכבת של שבילים ומכשירים אולטרה מדויק השולטים המרחק בין הבד ומגנטים.

יישום הפרויקט בברלין

בבירה הגרמנית בשנות השמונים,פתיחת מערכת המוגלגים הראשונה מסוג M-Bahn. אורך הבד היה 1.6 ק"מ. רכבת רכובה מגנטית עברה בין שלוש תחנות הרכבת התחתית בסופי שבוע. המעבר לנוסעים היה חופשי. לאחר נפילת חומת ברלין, אוכלוסיית העיר כמעט הוכפלה. היה צורך ליצור רשתות תחבורה עם היכולת לספק תעבורת נוסעים גבוהה. לכן בשנת 1991 פורק את הבד המגנטי, ובמקומו החלה בניית המטרו.

בירמינגהם

בעיר הגרמנית הזאת, המגלב המהיר היה קשור בין השנים 1984 ל -1995. שדה התעופה ותחנת הרכבת. אורך המסלול המגנטי היה 600 מ 'בלבד.

מגלב שנחאי

הכביש עבד במשך עשר שנים ונסגר בשל תלונות רבות של נוסעים על אי הנוחות הקיימת. לאחר מכן, התחבורה מונוריל החליף את המגלב באתר זה.

שנחאי

הדרך המגנטית הראשונה בברלין נבנתההחברה הגרמנית טרנספיד. כישלונו של הפרויקט לא הפחיד את היזמים. הם המשיכו את המחקר שלהם וקיבלו פקודה מהממשלה הסינית, שהחליטה להקים מסלול מגלב בארץ. נמל התעופה שנחאי ופודונג מקשרים את הדרך המהירה הזו (עד 450 ק"מ לשעה).
אורך הדרך של 30 ק"מ נפתח בשנת 2002. בתוכניות לעתיד - הארכתה 175 ק"מ.

יפן

בשנת 2005 התקיימה התערוכה אקספו-2005 בארץ. לפתיחה הוזמן מעגל מגנטי באורך 9 ק"מ. יש תשע תחנות על הקו. מגלב משרתת את השטח הסמוך למקום התערוכה.

מגלב ברוסיה

Maglevs נחשבים התחבורה של העתיד. כבר בשנת 2025, הוא מתוכנן לפתוח נתיב חדש במהירות גבוהה במדינה כמו יפן. רכבת כרית המגנטי תוביל נוסעים מטוקיו לאחד המחוזות של החלק המרכזי של האי. מהירותה תהיה 500 קמ"ש. כדי ליישם את הפרויקט יצטרכו על ארבעים וחמישה מיליארד דולר.

הפדרציה הרוסית

הקמת הרכבת במהירות גבוהה מתוכננת וRZD. בשנת 2030 את maglev ברוסיה יחברו מוסקבה ו ולדיווסטוק. המסלול ל 9300 ק"מ נוסעים יתגבר בעוד 20 שעות. מהירות הרכבת על הכרית המגנטית תהיה עד חמש מאות קמ"ש.

  • דירוג: