Սուխով Վիտալի Վլադիմիրովիչ, Գալին Ալեքսեյ Լեոնիդովիչ

Ձեզ ենք ներկայացնում նախագիծ, որի հիմնական թեման է «Էլեկտրամագնիսական մեքենաներ և ապարատներ»։ Զբաղվելով այս աշխատանքով՝ մենք հասկացանք, որ մեզ համար ամենահետաքրքիր խնդիրը մագնիսական լևիտացիոն տրանսպորտն է։

Օրերս անգլիացի հայտնի ֆանտաստ գրող Արթուր Քլարկը հերթական կանխատեսում է արել. «... Մենք կարող ենք նոր տիպի տիեզերանավ ստեղծելու շեմին, որը կկարողանա նվազագույն գնով լքել Երկիրը՝ հաղթահարելով գրավիտացիոն պատնեշը», - ասաց նա: -Այդ դեպքում ներկայիս հրթիռները կլինեն այն, ինչ եղել են Փուչիկներառաջին համաշխարհային պատերազմից առաջ»։ Ինչի՞ վրա է հիմնված այս դատողությունը։ Պատասխանը պետք է փնտրել մագնիսական լևիտացիայի փոխադրման ժամանակակից գաղափարներում։

Բեռնել:

Նախադիտում:

I-ին բաց ուսանողական գիտագործնական գիտաժողով

«Իմ ծրագրի գործողություններըքոլեջում»

Գիտական ​​և գործնական նախագծի ուղղությունը.

Էլեկտրատեխնիկա

Նախագծի թեման.

Էլեկտրամագնիսական տրանսպորտային միջոցներ և ապարատներ. Magnetic Levitation Transport

Նախագիծը պատրաստվել է.

Սուխով Վիտալի Վլադիմիրովիչ, 2-րդ խմբի ET

Գալին Ալեքսեյ Լեոնիդովիչ, 2-րդ խմբի ET խմբի ուսանող

Հաստատության անվանումը.

GBOU SPO թիվ 55 էլեկտրամեխանիկական քոլեջ

Ծրագրի ղեկավար:

Ուտենկովա Էատերինա Սերգեևնա

Մոսկվա 2012 թ

Ներածություն

Magnetoplane կամ Maglev

Հալբախի տեղադրում

Եզրակացություն

Մատենագիտություն

Ներածություն

Ձեզ ենք ներկայացնում նախագիծ, որի հիմնական թեման է «Էլեկտրամագնիսական մեքենաներ և ապարատներ»։ Զբաղվելով այս աշխատանքով՝ մենք հասկացանք, որ մեզ համար ամենահետաքրքիր խնդիրը մագնիսական լևիտացիոն տրանսպորտն է։

Օրերս անգլիացի հայտնի ֆանտաստ գրող Արթուր Քլարկը հերթական կանխատեսում է արել. «... Մենք կարող ենք նոր տիպի տիեզերանավ ստեղծելու շեմին, որը կկարողանա նվազագույն գնով լքել Երկիրը՝ հաղթահարելով գրավիտացիոն պատնեշը», - ասաց նա: «Այդ դեպքում այսօրվա հրթիռները կլինեն այնպիսին, ինչպիսին եղել են օդապարիկները Առաջին համաշխարհային պատերազմից առաջ»: Ինչի՞ վրա է հիմնված այս դատողությունը։ Պատասխանը պետք է փնտրել մագնիսական լևիտացիայի փոխադրման ժամանակակից գաղափարներում։

Magnetoplane կամ Maglev

Մագնիսական ինքնաթիռը կամ Maglev (անգլերեն մագնիսական լևիտացիայից) գնացք է մագնիսական կախոցի վրա, որը շարժվում և կառավարվում է մագնիսական ուժերով։ Նման գնացքը, ի տարբերություն ավանդական գնացքների, շարժման ընթացքում չի դիպչում երկաթուղու մակերեսին։ Քանի որ գնացքի և վազքի մակերևույթի միջև բաց կա, շփումը վերացվում է, և միակ արգելակող ուժը աերոդինամիկ քաշման ուժն է:

Maglev-ով ձեռք բերվող արագությունը համեմատելի է օդանավի արագության հետ և հնարավորություն է տալիս մրցակցել օդային ծառայությունների հետ կարճ (ավիացիայի համար) հեռավորությունների վրա (մինչև 1000 կմ): Թեև նման տրանսպորտի գաղափարը նոր չէ, բայց տնտեսական և տեխնիկական սահմանափակումները թույլ չտվեցին այն ամբողջությամբ բացվել. հանրային օգտագործման համար տեխնոլոգիան մարմնավորվեց ընդամենը մի քանի անգամ: Ներկայումս Maglev-ը չի կարող օգտվել առկա տրանսպորտային ենթակառուցվածքից, չնայած կան նախագծեր մագնիսական ճանապարհի տարրերի տեղակայման հետ կապված սովորական երկաթուղու ռելսերի միջև կամ ճանապարհի հունի տակ:

Մագնիսական լևիտացիոն գնացքների (MAGLEV) անհրաժեշտությունը քննարկվել է երկար տարիներ, սակայն դրանք իրականում օգտագործելու փորձերի արդյունքները հուսահատեցնող են եղել: MAGLEV գնացքների ամենակարևոր թերությունը կայանում է էլեկտրամագնիսների աշխատանքի առանձնահատկությունների մեջ, որոնք ապահովում են մեքենաների թռիչքը գծի վերևում։ Էլեկտրամագնիսները, որոնք չեն սառչում մինչև գերհաղորդականության վիճակ, սպառում են հսկայական քանակությամբ էներգիա: Երբ գերհաղորդիչներն օգտագործվում են կտավի մեջ, դրանց հովացման արժեքը կզրկվի բոլոր տնտեսական առավելություններից և նախագծի իրականացման հնարավորությունից:

Այլընտրանք է առաջարկում ֆիզիկոս Ռիչարդ Փոստը Լոուրենս Լիվերմորի ազգային լաբորատորիայից, Կալիֆորնիա: Դրա էությունը կայանում է ոչ թե էլեկտրամագնիսների, այլ մշտական ​​մագնիսների օգտագործման մեջ: Նախկինում օգտագործված մշտական ​​մագնիսները չափազանց թույլ էին գնացքը բարձրացնելու համար, և Post-ը օգտագործում է մասնակի արագացման մեթոդ, որը մշակել է թոշակառու ֆիզիկոս Կլաուս Հալբախը Լոուրենս Բերքլիի ազգային լաբորատորիայից: Հալբախն առաջարկել է մշտական ​​մագնիսները այնպես դասավորելու մեթոդ, որպեսզի նրանց ընդհանուր դաշտերը կենտրոնացնեն մեկ ուղղությամբ։ Inductrack-ը, ինչպես Փոստն անվանել է համակարգը, օգտագործում է Halbach-ի տեղադրումները, որոնք ներկառուցված են մեքենայի ներքևի մասում: Ցանցն ինքնին իրենից ներկայացնում է մեկուսացված պղնձե մալուխի շրջադարձերի կանոնավոր տեղադրում:

Հալբախի տեղադրում

Halbach տեղադրումը կենտրոնացնում է մագնիսական դաշտը որոշակի կետում՝ նվազեցնելով այն մյուսներում: Երբ տեղադրվում է մեքենայի ներքևի մասում, այն առաջացնում է մագնիսական դաշտ, որը բավականաչափ հոսանքներ է առաջացնում շարժվող մեքենայի տակ գտնվող ուղու ոլորուններում՝ մեքենան մի քանի սանտիմետր բարձրացնելու և կայունացնելու համար [Նկար 1]: Երբ գնացքը կանգ է առնում, լևիտացիայի էֆեկտը անհետանում է, և վագոններն իջեցվում են լրացուցիչ շասսիի վրա:

Բրինձ. 1 Հալբախի տեղադրում

Նկարը ցույց է տալիս MAGLEV Inductrack գնացքների 20 մետրանոց փորձարկման մահճակալը, որը պարունակում է մոտ 1000 ուղղանկյուն ինդուկտիվ ոլորուն՝ յուրաքանչյուրը 15 սմ լայնությամբ։Առաջին պլանում փորձնական վագոնն է և էլեկտրական միացումը։ Երթուղու երկայնքով ալյումինե ռելսերը պահում են սայլը մինչև կայուն լևիտացիա ձեռք բերվի: Հալբախի տեղակայանքները ապահովում են՝ ներքևի մասում՝ լևիտացիա, կողքերում՝ կայունություն։

Երբ գնացքը հասնում է 1–2 կմ/ժ արագության, մագնիսներն արտադրում են բավականաչափ հոսանքներ՝ ինդուկտիվ ոլորուններում գնացքը շարժելու համար: Գնացքը վարող ուժը առաջանում է էլեկտրամագնիսների կողմից գծի երկայնքով ընդմիջումներով: Էլեկտրամագնիսների դաշտերն այնպես են բաբախում, որ ետ են մղում գնացքի վրա տեղադրված հալբախի կայանքները և այն առաջ տանում։ Ինչպես նշում է Post-ը, Հալբախի ինստալացիաների ճիշտ տեղադրմամբ մեքենաները ոչ մի դեպքում չեն կորցնի հավասարակշռությունը՝ մինչև երկրաշարժ։ Ներկայումս, ելնելով Post-ի 1/20 մասշտաբի ցուցադրական աշխատանքի հաջողությունից, ՆԱՍԱ-ն 3 տարվա պայմանագիր է կնքել Լիվերմորի իր թիմի հետ՝ հետագայում արբանյակներ ուղեծիր ավելի արդյունավետ արձակելու հայեցակարգի հետագա ուսումնասիրության համար: Ենթադրվում է, որ այս համակարգը կօգտագործվի որպես բազմակի օգտագործման ուժեղացուցիչ, որը հրթիռը կարագացնի մինչև մոտ 1 մախ արագություն՝ նախքան դրա վրա հիմնական շարժիչները միացնելը։

Այնուամենայնիվ, չնայած բոլոր դժվարություններին, մագնիսական լևիտացիոն մեքենաների օգտագործման հեռանկարները մնում են շատ գայթակղիչ: Այսպիսով, Ճապոնիայի կառավարությունը պատրաստվում է վերսկսել աշխատանքը վերգետնյա տրանսպորտի սկզբունքորեն նոր տեսակի՝ մագնիսական լևիտացիոն գնացքների վրա։ Ինժեներների հավաստիացմամբ՝ Maglev մակնիշի մեքենաներն ունակ են ընդամենը 1 ժամում հաղթահարել Ճապոնիայի երկու ամենամեծ բնակեցված կենտրոնների՝ Տոկիոյի և Օսակայի միջև ընկած տարածությունը։ Ներկայիս արագընթաց երկաթուղային արագընթաց գնացքների համար դա անելու համար 2,5 անգամ ավելի ժամանակ է պահանջվում:

«Մագլևի» արագության գաղտնիքն այն է, որ էլեկտրամագնիսական վանման ուժով օդում կախված մեքենաները շարժվում են ոչ թե ուղու երկայնքով, այլ դրա վերևում։ Սա լիովին վերացնում է անխուսափելի կորուստները, երբ անիվները քսվում են ռելսերին: Յամանասի պրեֆեկտուրայում 18,4 կմ փորձնական հատվածում անցկացված տարիների փորձարկումները հաստատել են այս տրանսպորտային համակարգի հուսալիությունն ու անվտանգությունը: Ավտոմատ ռեժիմով շարժվող մեքենաները՝ առանց ուղեւորների բեռի, զարգացրել են 550 կմ/ժ արագություն։ Առայժմ արագընթաց երկաթուղային ճանապարհորդության ռեկորդը պատկանում է ֆրանսիացիներին, որոնց TGV գնացքը 1990 թվականին փորձարկումների ժամանակ արագացել է մինչև 515 կմ/ժ։

Մագնիսական լևիտացիոն մեքենաների գործառնական նկատառումներ

Ճապոնացիներին անհանգստացնում են նաև տնտեսական խնդիրները, և առաջին հերթին գերարագ Maglev գծի շահութաբերության հարցը։ Ներկայումս Տոկիոյի և Օսակայի միջև ամեն տարի ճանապարհորդում է մոտ 24 միլիոն մարդ, ուղևորների 70%-ն օգտվում է արագընթաց երկաթուղային գծից։ Համակարգչային կապի ցանցի հեղափոխական զարգացումը, ըստ ապագայագետների հաշվարկների, անխուսափելիորեն կհանգեցնի երկրի երկու խոշորագույն կենտրոնների միջև ուղեւորահոսքի նվազմանը։ Աշխատանքի ծանրաբեռնվածության վրա տրանսպորտային գծերԵրկրի ակտիվ բնակչության թվի ուրվագծված անկումը նույնպես կարող է ազդել

Մոսկվայից Սանկտ Պետերբուրգ մագնիսական լևիտացիոն գնացքների բացման ռուսական նախագիծը մոտ ապագայում չի իրականացվի, հայտարարել է Երկաթուղային տրանսպորտի դաշնային գործակալության ղեկավար Միխայիլ Ակուլովը 2011 թվականի փետրվարի վերջին Մոսկվայում կայացած մամուլի ասուլիսում։ Այս նախագծի հետ կապված կարող են խնդիրներ լինել, քանի որ ձմեռային պայմաններում մագնիսական լևիտացիոն գնացքների շահագործման փորձ չկա, ասաց Ակուլովը՝ ասելով, որ նման նախագիծ առաջարկվել է մի խումբ ռուս ծրագրավորողների կողմից, որոնք որդեգրել են Չինաստանի փորձը։ Միաժամանակ Ակուլովը նշել է, որ այսօր կրկին արդիական է Մոսկվա-Սանկտ Պետերբուրգ արագընթաց մայրուղու ստեղծման գաղափարը։ Մասնավորապես, առաջարկվել է արագընթաց մայրուղու ստեղծումը համատեղել մայրուղու զուգահեռ կառուցման հետ։ Գործակալության ղեկավարը հավելել է, որ այս նախագծին պատրաստ են մասնակցել Ասիայից եկած հզոր գործարար կառույցները՝ չհստակեցնելով, թե որ կառույցների մասին է խոսքը։

Գնացքի մագնիսական կասեցման տեխնոլոգիաներ

Այս պահին գնացքների մագնիսական կասեցման 3 հիմնական տեխնոլոգիա կա.

1. Գերհաղորդիչ մագնիսների վրա (էլեկտրոդինամիկ կախոց, EDS):

Գերհաղորդիչ մագնիս - էլեկտրամագնիս կամ էլեկտրամագնիս գերհաղորդիչ նյութի ոլորունով: Գերհաղորդիչ ոլորուն ունի զրոյական ohmic դիմադրություն: Եթե ​​նման ոլորուն կարճ միացված է, ապա դրանում առաջացած էլեկտրական հոսանքը գործնականում մնում է անորոշ ժամանակով։

Գերհաղորդիչ մագնիսի ոլորման միջոցով շրջանառվող շարունակական հոսանքի մագնիսական դաշտը չափազանց կայուն է և զերծ է իմպուլսացիաներից, ինչը կարևոր է գիտական ​​հետազոտությունների և տեխնոլոգիաների մի շարք կիրառումների համար: Գերհաղորդիչ մագնիսի ոլորուն կորցնում է գերհաղորդականության հատկությունը, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է գերհաղորդիչի կրիտիկական Tk ջերմաստիճանից, երբ ոլորուն մեջ հասնում է կրիտիկական հոսանք Ik կամ կրիտիկական մագնիսական դաշտը Hk: Հաշվի առնելով դա՝ գերհաղորդիչ մագնիսների ոլորունների համար։ Օգտագործվում են Тк, Iк և Нк բարձր արժեքներով նյութեր։

2. Էլեկտրամագնիսների վրա (էլեկտրամագնիսական կախոց, EMS):

3. Մշտական ​​մագնիսների վրա; դա նոր և պոտենցիալ ամենատնտեսող համակարգ է:

Կոմպոզիցիան լևիտանում է մագնիսների միևնույն բևեռների վանման և, հակառակը, տարբեր բևեռների ձգման պատճառով։ Շարժումն իրականացվում է գծային շարժիչով։

Գծային շարժիչը էլեկտրական շարժիչ է, որի մեջ մագնիսական համակարգի տարրերից մեկը բաց է և ունի տեղակայված ոլորուն, որը ստեղծում է շրջող մագնիսական դաշտ, իսկ մյուսը պատրաստված է ուղեցույցի տեսքով, որն ապահովում է շարժվող մասի գծային շարժումը։ շարժիչի.

Այժմ գծային շարժիչների շատ նախագծեր կան, բայց դրանք բոլորը կարելի է բաժանել երկու կատեգորիայի՝ ցածր արագացման շարժիչներ և բարձր արագացման շարժիչներ:

Ցածր արագացման շարժիչներ օգտագործվում են հասարակական տրանսպորտում (maglev, monorail, մետրո): Բարձր արագացման շարժիչները բավականին փոքր երկարություն ունեն և սովորաբար օգտագործվում են առարկաները դեպի արագացնելու համար բարձր արագությունիսկ հետո թողարկեք այն: Դրանք հաճախ օգտագործվում են գերարագ բախումների հետազոտության համար, ինչպիսիք են զենքերը կամ տիեզերանավերի արձակումը: Գծային շարժիչները լայնորեն օգտագործվում են նաև հաստոցների սնուցման շարժիչների և ռոբոտաշինության մեջ: գտնվում է կա՛մ գնացքում, կա՛մ ուղու վրա, կա՛մ երկուսն էլ: Դիզայնի լուրջ խնդիր է բավականաչափ հզոր մագնիսների մեծ քաշը, քանի որ օդում զանգվածային կազմը պահպանելու համար անհրաժեշտ է ուժեղ մագնիսական դաշտ:

Ըստ Ս. Էռնշոուի թեորեմի (երբեմն գրում են Earnshaw), բացառապես էլեկտրամագնիսներով և մշտական ​​մագնիսներով ստեղծված ստատիկ դաշտերը անկայուն են՝ ի տարբերություն դիամագնիսների դաշտերի։

Դիամագնիսները նյութեր են, որոնք մագնիսացված են իրենց վրա գործող արտաքին մագնիսական դաշտի ուղղությամբ։ Արտաքին մագնիսական դաշտի բացակայության դեպքում դիամագնիսները մագնիսական մոմենտ չունեն։ և գերհաղորդիչ մագնիսներ: Կան կայունացման համակարգեր՝ սենսորները մշտապես չափում են գնացքից դեպի ուղու հեռավորությունը և, համապատասխանաբար, էլեկտրամագնիսների վրա լարումը փոխվում է։

Տրանսպորտային միջոցների շարժման սկզբունքը մագնիսական բարձի վրա կարող եք դիտարկել հետևյալ գծապատկերում։

Այն ցույց է տալիս մեքենաների առաջ շարժման սկզբունքը՝ մագնիսական դաշտերի փոփոխությունների ազդեցության տակ։ Մագնիսների դասավորվածությունը հնարավորություն է տալիս մեքենան առաջ քաշել դեպի հակառակ բևեռը՝ դրանով իսկ շարժելով ամբողջ կառուցվածքը։

Առավել մանրամասն Sami մագնիսական տեղադրումը ներկայացված է դիագրամումգծային ասինխրոն մեքենաների վրա հիմնված անձնակազմի մագնիսական կասեցման և էլեկտրական շարժիչի նախագծեր

Բրինձ. 1. Գծային ասինխրոն մեքենաների վրա հիմնված մեքենայի մագնիսական կախոցի և էլեկտրական շարժիչի ձևավորում.
1 - մագնիսական կասեցման ինդուկտոր; 2 - երկրորդական տարր; 3 - ծածկույթ; 4.5 - կասեցման ինդուկտորի ատամները և ոլորուն; 6.7 - հաղորդիչ վանդակ և երկրորդական տարրի մագնիսական միացում; 8 - հիմք; 9 հարթակ; 10 - անձնակազմի մարմինը, 11, 12 - աղբյուրները; 13 - կափույր; 14 - ծանրաձող; 15 - գլանաձեւ ծխնի; 16 - լոգարիթմական առանցքակալ; 17 - բրա; 18 - կանգառ; 19 - բար: Von - մագնիսական դաշտի արագություն: Fn - բարձրացնող ուժկասեցում. Wb - կասեցման աշխատանքային բացվածքի ինդուկցիա

Նկար 2. Ձգողական գծային ինդուկցիոն շարժիչի դիզայն.
1 - քաշում շարժիչի ինդուկտոր; 2 - երկրորդական տարր; 3 - շարժիչի ինդուկտորի մագնիսական միջուկ; 4 - շարժիչի ինդուկտորի ճնշման թիթեղները; 5 - շարժիչի ինդուկտորի ատամները; 6 - շարժիչ ինդուկտոր ոլորուն ոլորուններ; 7 - հիմք:

Մագնիսական լևիտացիայի փոխադրման առավելություններն ու թերությունները

Արժանապատվություն

• Տեսականորեն ամենաբարձր արագությունը, որը կարելի է ձեռք բերել զանգվածային արտադրության (ոչ սպորտային) վերգետնյա մեքենայի վրա:
• Ցածր աղմուկ.

Թերություններ

• Երկուղու ստեղծման և պահպանման բարձր արժեքը:
• Մագնիսների քաշը, էլեկտրաէներգիայի սպառումը:
• Մագնիսական կախոցից առաջացած էլեկտրամագնիսական դաշտը կարող է վնասակար լինել անձնակազմի և/կամ տեղի բնակիչների համար: Նույնիսկ AC-ով էլեկտրիֆիկացված երկաթուղիներում օգտագործվող քարշային տրանսֆորմատորները վնասակար են վարորդների համար, սակայն այս դեպքում դաշտի ուժգնությունը մեծության կարգով բարձր է: Հնարավոր է նաև, որ Maglev գծերն անհասանելի լինեն սրտամկանի սարքեր օգտագործող մարդկանց համար:
• Մեծ արագությամբ (հարյուրավոր կմ/ժ) անհրաժեշտ կլինի վերահսկել ճանապարհի և գնացքի միջև եղած բացը (մի քանի սանտիմետր): Սա պահանջում է գերարագ կառավարման համակարգեր:
• Պահանջվում է ուղու բարդ ենթակառուցվածք:

Օրինակ, մագլեվի համար նախատեսված սլաքը ներկայացնում է ճանապարհի երկու հատված, որոնք հերթափոխվում են՝ կախված շրջադարձի ուղղությունից: Հետևաբար, քիչ հավանական է, որ Maglev գծերը ձևավորեն քիչ թե շատ ճյուղավորված ցանցեր՝ պատառաքաղներով և խաչմերուկներով:

Տրանսպորտի նոր տեսակների մշակում

Մագնիսական բարձի վրա անիվ արագընթաց գնացքների ստեղծման աշխատանքները երկար ժամանակ են ընթանում, մասնավորապես Խորհրդային Միությունում 1974 թվականից։ Սակայն մինչ այժմ ապագայի ամենահեռանկարային տրանսպորտի խնդիրը մնում է բաց և գործունեության լայն դաշտ է նրա համար։

Բրինձ. 2 Գնացքի մոդել մագնիսական լևիտացիայի վրա

Նկար 2-ում ներկայացված է մագնիսական լևիտացիոն գնացքի մոդել, որտեղ մշակողները որոշել են գլխիվայր շրջել ամբողջ մեխանիկական համակարգը: Երկաթուղին երկաթբետոնե հենարանների մի շարք է, որոնք տեղակայված են որոշակի հավասար հեռավորությունների վրա գնացքների համար հատուկ բացվածքներով (պատուհաններով): Ռելսեր չկան։ Ինչո՞ւ։ Բանն այն է, որ մոդելը շրջվել է, իսկ գնացքն ինքը ծառայում է որպես ռելս, իսկ հենարանների պատուհաններում տեղադրված են էլեկտրական շարժիչներով անիվներ, որոնց պտույտի արագությունը հեռակառավարվում է գնացքի մեքենավարի կողմից։ Այսպիսով, գնացքը կարծես թռչում է օդում։ Հենարանների միջև հեռավորությունները ընտրվում են այնպես, որ իր շարժման յուրաքանչյուր պահին գնացքը գտնվում է դրանցից առնվազն երկու-երեքում, իսկ մեկ վագոնն ունի մեկ բացվածքից մեծ երկարություն: Սա թույլ է տալիս ոչ միայն կասեցված պահել գնացքը, այլ միաժամանակ, եթե անիվներից մեկը ձախողվի որևէ հենակետում, շարժումը կշարունակվի։

Այս կոնկրետ մոդելի օգտագործման առավելությունները բավարար են: Նախ, սա խնայում է նյութերը, երկրորդ, գնացքի քաշը զգալիորեն կրճատվում է (շարժիչներ կամ անիվներ չեն պահանջվում), երրորդ, նման մոդելը չափազանց էկոլոգիապես մաքուր է, և չորրորդ, նման ուղի դնել խիտ բնակեցված քաղաքում: կամ անհարթ տեղանքով տեղանքը, դա շատ ավելի հեշտ է, քան տրանսպորտի ստանդարտ եղանակներով:

Բայց չի կարելի չնշել թերությունները։ Օրինակ, եթե հենարաններից մեկը խիստ շեղվում է ուղու սահմաններում, դա կհանգեցնի աղետի: Թեև ավանդական երկաթուղու շրջանակներում հնարավոր են աղետներ։ Մեկ այլ խնդիր, որը հանգեցնում է տեխնոլոգիայի արժեքի ուժեղ աճին, հենարանների ֆիզիկական ծանրաբեռնվածությունն է: Օրինակ, գնացքի պոչը, պարզապես թողնելով որոշակի բացվածք, եթե խոսենք պարզ բառերով, այսպես ասած, «կախվում» և մեծ բեռ է գործադրում հաջորդ հենարանի վրա, մինչդեռ գնացքի ծանրության կենտրոնը նույնպես տեղաշարժվում է, ինչը ազդում է բոլոր հենարանների վրա, որպես ամբողջություն: Մոտավորապես նույն իրավիճակն է լինում, երբ գնացքի գլուխը դուրս է գալիս բացվածքից և նաև «կախվում» մինչև այն հասնի հաջորդ հենակետին։ Մի տեսակ ճոճանակ է ստացվում։ Թե ինչպես են դիզայներները մտադիր լուծել այս խնդիրը (հիմնական թևի օգնությամբ, բարձր արագությամբ, կրճատելով հենարանների միջև հեռավորությունը...) դեռևս պարզ չէ։ Բայց կան լուծումներ. Եվ երրորդ խնդիրը հերթափոխն է։ Քանի որ մշակողները որոշել են, որ մեքենայի երկարությունը մեկից ավելի է, շրջադարձերի հարց կա

Բրինձ. Յունիցկիի 3 գերարագ լարային տրանսպորտ

Որպես դրա այլընտրանք կա զուտ ռուսական մշակում, որը կոչվում է Յունիցկի բարձր արագությամբ լարային տրանսպորտ (UST): Դրա շրջանակներում առաջարկվում է օգտագործել հենարանների վրա 5-25 մետր բարձրության վրա բարձրացված նախալարված ռելս-թելեր, որոնց երկայնքով շարժվում են քառանիվ տրանսպորտային մոդուլներ։ UST-ի ինքնարժեքը շատ ավելի ցածր է ստացվում՝ 600-800 հազար դոլար մեկ կիլոմետրի համար, իսկ ենթակառուցվածքների և շարժակազմի դեպքում՝ 900-1200 հազար դոլար մեկ կմ-ի համար:

Բրինձ. 4 Միարելսային տրանսպորտի օրինակ

Սակայն մոտ ապագան դեռևս երևում է սովորական մոնոռելսային կատարման հետևում: Ավելին, մոնոռելլային համակարգերի շրջանակներում դրանք այժմ հետ են գլորվում նորագույն տեխնոլոգիատրանսպորտի ավտոմատացման համար. Օրինակ, ամերիկյան Taxi 2000 կորպորացիան ստեղծում է SkyWeb Express ավտոմատ տաքսիների մոնոռելսային համակարգ, որը կարող է ճանապարհորդել ինչպես քաղաքի ներսում, այնպես էլ նրա սահմաններից դուրս: Այս տաքսիներում վարորդ պետք չէ (ինչպես գիտաֆանտաստիկ գրքերում և ֆիլմերում): Նշում ես նպատակակետը, իսկ տաքսին ինքնուրույն կհասցնի քեզ այնտեղ՝ ինքնուրույն կառուցելով լավագույն երթուղին։ Այստեղ ամեն ինչ պարզվում է՝ և՛ անվտանգությունը, և՛ ճշգրտությունը: Տաքսի 2000-ը ներկայումս ամենաիրատեսական և իրագործելի նախագիծն է

Եզրակացություն

Մագնիսական լևիտացիոն գնացքները համարվում են ամենաշատերից մեկը խոստումնալից տեսակներապագայի տրանսպորտ. Մագնիսական լևիտացիայի գնացքները տարբերվում են սովորական գնացքներից և մոնոռելսներից անիվների իսպառ բացակայությամբ. շարժվելիս մեքենաները կարծես թե սավառնում են մեկ լայն երկաթուղու վրա մագնիսական ուժերի գործողության պատճառով: Արդյունքում նման գնացքի արագությունը կարող է հասնել 400 կմ/ժ-ի, իսկ որոշ դեպքերում նման տրանսպորտը կարող է փոխարինել ինքնաթիռին։ Ներկայումս աշխարհում պրակտիկայում իրականացվում է մագնիսական ճանապարհի միայն մեկ նախագիծ, որը նաև կոչվում է Տրանսռափիդ։

Շատ զարգացումներ ու նախագծեր արդեն 20-30 տարեկան են։ Իսկ դրանց ստեղծողների համար գլխավոր խնդիրը ներդրողներ ներգրավելն է։ Տրանսպորտի խնդիրն ինքնին բավականին զգալի է, քանի որ հաճախ որոշ ապրանքներ այդքան թանկ ենք գնում, քանի որ շատ բան է ծախսվել դրանց տեղափոխման վրա։ Երկրորդ խնդիրը բնապահպանությունն է, երրորդը՝ տրանսպորտային երթուղիների գերծանրաբեռնվածությունը, որը տարեցտարի ավելանում է, իսկ տրանսպորտի որոշ տեսակների դեպքում՝ տասնյակ տոկոսով։

Հուսանք, որ մոտ ապագայում մենք ինքներս կկարողանանք մագնիսական բարձով տրանսպորտ վարել։ Ժամանակը շարժվում է...

Մատենագիտություն

1. Դրոզդովա Թ.Ե. Տեսական հիմքառաջադեմ տեխնոլոգիաներ. - Մոսկվա: MGOU, 2001 .-- 212 էջ.
2. Կառուցվածքային նյութերի նյութագիտություն և տեխնոլոգիա / Tyalina L.N., Fedorova N.V. Ուսուցողական... - Տամբով: TSTU, 2006 .-- 457 p.
3. Ներքին ջրերի աղտոտումից և սպառումից պաշտպանելու մեթոդներ / խմբ. Ի.Կ.Գավիչ - M .: UNITI-DANA, 2002 .-- 287 էջ.
4. Արդյունաբերական կեղտաջրերի մաքրման մեթոդներ / Ժուկով Ա.Ի. Mongait I.L., Rodziller I.D. - M .: Infra-M, 2005 .-- 338 p.
5. Արդյունաբերության ամենակարևոր ճյուղերի տեխնոլոգիաների հիմունքները / խմբ. Սիդորովա Ի.Ա. Համալսարանական դասագիրք. - Մ.: ավարտական ​​դպրոց, 2003 .-- 396 էջ.
6. Ժողովրդական տնտեսության կարևորագույն ճյուղերի տեխնոլոգիաների համակարգը / Dvortsin M.D., Dmitrienko V.V., Krutikova L.V., Mashikhina L.G. Ուսուցողական. - Խաբարովսկ: KhPI, 2003 .-- 523 p.

• Մագնիսական լևիտացիայի գնացքներն ունակ են ավելի արագ արագության, քան սովորական գնացքները:
• Մագնիսական լևիտացիայի գնացքներն ավելի քիչ աղմուկ են արտադրում, քան սովորական գնացքները:
• Մագնիսական լևիտացիայի գնացքները նվազեցնում են ուղևորների ճանապարհորդության ժամանակը:
• Մագնիսական լևիտացիայի գնացքներն օգտագործում են էլեկտրական էներգիայի աղբյուրներ, որոնք ավելի քիչ են աղտոտում մթնոլորտը:

Մագնիսական լևիտացիոն գնացքների թերությունները

• Մագնիսական գնացքներն ավելի թանկ են, քան սովորական գնացքները:
• Մագնիսական լևիտացիայի գնացքները պահանջում են անձնակազմի հատուկ պատրաստվածություն:
• Գերհաղորդիչ մագնիսական լևիտացիոն գնացքները օգտագործում են հզոր էլեկտրամագնիսներ, որոնք տեղադրված են ռելսի վրա՝ լևիտացիա ստեղծելու համար: Սա բարձրացնում է ուղևորներին ուժեղ մագնիսական դաշտերի ազդեցությունից պաշտպանելու խնդիրը:
• Լարման անսպասելի անկումը կհանգեցնի, որ գերհաղորդիչ մագնիսական լևիտացիոն գնացքի վագոնները սուզվելու են երկաթուղու վրա: Բարձր արագությամբ դա կարող է վտանգավոր լինել (Inductrack-ի նման գնացքներ աշխատելիս նման խնդիրներ չեն առաջանում, քանի որ գնացքի անիվները թույլ կտան մեքենաներին շարժվել իներցիայով, մինչև նրանք լիովին կանգնեն):
• Քամու ուժեղ կողային պոռթկումը կարող է խաթարել մագնիսական լևիտացիոն գնացքի աշխատանքը՝ տեղաշարժելով վագոնները և առաջացնելով դրանք շփվելու երկաթուղու հետ: Երկաթուղու վրա ձյունը կամ սառույցը նույնպես կարող են խնդիրներ առաջացնել:

Հարց

Ինչպե՞ս մեկուսացնել ուղևորներին ուժեղ մագնիսական դաշտերից գերհաղորդիչ մագնիսական բարձ գնացքի վրա:

Պատասխանել

Վագոնները կամ առնվազն կուպեները կարող են պատրաստվել ֆերոմագնիսական նյութից (օրինակ՝ պողպատից), որը արգելափակում է մագնիսական ինդուկցիայի գծերը։ Ցավոք սրտի, պողպատը շատ ավելի ծանր է, քան ալյումինը, որը սովորաբար օգտագործվում է գնացքների շինարարության մեջ: Ալյումինը ֆերոմագնիսական չէ և չի ապահովում մագնիսական դաշտերից պաշտպանություն, եթե դրա վրա բարձր լարման հոսանքներ չեն կիրառվում, որոնք կարող են վտանգավոր լինել ուղևորների համար:

Հարց

Արդյո՞ք մագնիսական լևիտացիոն գնացքը կհաղթահարի զառիթափ բլուրը կամ լեռը: Արդյո՞ք այն կսահի լանջով և կմնա հովտում, եթե արգելակելու շփում չկա:

Պատասխանել

Գծային ինդուկցիոն շարժիչները, որոնք օգտագործվում են մագնիսական լևիտացիոն գնացքներում, ունակ են նման գնացքները բարձրացնելու ավելի կտրուկ թեքություններով, քան սովորական գնացքները: Ավելին, գծային ինդուկցիոն շարժիչներն անցնում են հակադարձ արգելակման՝ կանխելով գնացքի գլորումը դեպի ներքև՝ աշխատելով ձգողականության դեմ:

Ավելի քան 200 տարի է անցել այն ժամանակներից, երբ հայտնագործվեցին շոգեքարշերը։ Այդ ժամանակվանից երկաթուղային տրանսպորտդարձել է ամենապահանջվածը ուղևորների և ապրանքների փոխադրման համար։ Այնուամենայնիվ, գիտնականները ակտիվորեն աշխատում էին շարժման այս մեթոդի կատարելագործման ուղղությամբ: Արդյունքը եղավ մագլևի կամ մագնիսական լևիտացիոն գնացքի ստեղծումը։

Գաղափարն առաջացել է քսաներորդ դարի սկզբին։ Բայց դա հնարավոր չէր գիտակցել այն ժամանակ ու այդ պայմաններում։ Եվ միայն 60-ականների վերջին - 70-ականների սկզբին Գերմանիայի Դաշնային Հանրապետությունում հավաքեցին մագնիսական ուղին, որտեղ գործարկեցին. փոխադրամիջոցնոր սերունդ. Այնուհետեւ նա շարժվել է 90 կմ/ժ առավելագույն արագությամբ եւ կարողացել է միայն 4 ուղեւորի տեղավորել։ 1979 թվականին արդիականացվեց մագնիսական լևիտացիոն գնացքը, որը կարողացավ տեղափոխել 68 ուղևոր՝ 75 կիլոմետր ժամ արագությամբ: Միևնույն ժամանակ Ճապոնիայում կառուցվել է Maglev-ի այլ տարբերակ: Այն արագացել է մինչև 517 կմ/ժ։

Այսօր մագնիսական լևիտացիոն գնացքների արագությունը կարող է իրական մրցակից լինել ինքնաթիռներին։ Մագնիսական ինքնաթիռը կարող էր լրջորեն մրցակցել ավիափոխադրողների հետ։ Միակ խոչընդոտն այն է, որ Maglevs-ը չեն կարողանում սահել սովորական երկաթուղային գծերով: Նրանք պահանջում են հատուկ մայրուղիներ։ Բացի այդ, ենթադրվում է, որ անհրաժեշտ է օդային բարձմագնիսական դաշտը կարող է բացասական ազդեցություն ունենալ ավելի առողջ մարդու վրա:

Մագնիսական ինքնաթիռը ռելսերով չի շարժվում, այն թռչում է բառի բուն իմաստով։ Մագնիսական ուղու մակերևույթից ցածր բարձրության վրա (15 սմ): Էլեկտրամագնիսների գործողության շնորհիվ այն բարձրանում է գծից: Սա բացատրում է անհավանական արագությունը։

Maglev կտավը նման է մի շարք բետոնե սալերի: Մագնիսները գտնվում են այս մակերեսի տակ: Նրանք արհեստականորեն մագնիսական դաշտ են ստեղծում, որով «ճանապարհորդում» է գնացքը։ Վարելիս շփում չկա, ուստի արգելակման համար օգտագործվում է աերոդինամիկ քաշքշուկ:

Եթե ​​միացված է պարզ լեզուբացատրեք գործողության սկզբունքը, կստացվի այսպես. Երբ զույգ մագնիսները միևնույն բևեռներով մոտեցվում են միմյանց, նրանք կարծես վանում են միմյանց: Ստացվում է մագնիսական բարձ: Իսկ երբ հակառակ բևեռները մոտենում են, մագնիսները ձգվում են, և գնացքը կանգ է առնում։ Այս տարրական սկզբունքը հիմք է հանդիսանում մագնիսական ինքնաթիռի աշխատանքի համար, որը շարժվում է օդով ցածր բարձրության վրա։

Այսօր կիրառվում է maglev կախոցի 3 տեխնոլոգիա.

1. Էլեկտրադինամիկ կախոց, EDS:

Այլ կերպ ասած, այն կոչվում է գերհաղորդիչ մագնիսների, այսինքն՝ գերհաղորդիչ նյութի ոլորունով տատանումների վրա։ Այս ոլորուն ունի զրոյական ohmic դիմադրություն: Իսկ եթե այն կարճ միացված է, ապա դրա մեջ էլեկտրական հոսանքը պահպանվում է անսահման երկար։

2. Էլեկտրամագնիսական կախոց, EMS (կամ էլեկտրամագնիսներ):

3. Մշտական ​​մագնիսների վրա։ Սա այսօր ամենաթանկ տեխնոլոգիան է: Շարժման գործընթացը ապահովվում է գծային շարժիչով, այսինքն, էլեկտրական շարժիչով, որտեղ մագնիսական համակարգի մի տարրը բաց է և ունի տեղակայված ոլորուն, որը ստեղծում է շրջող մագնիսական դաշտ, իսկ երկրորդը պատրաստված է ուղեցույցի տեսքով, որը պատասխանատու է շարժիչի շարժական մասի գծային շարժման համար։

Շատերը մտածում են՝ սա ապահով գնացք է, չի՞ ընկնի։ Իհարկե, չի ընկնի։ Սա չի նշանակում, որ Maglev-ը ոչինչ չի պահում ճանապարհին: Գնացքի ստորին մասում տեղակայված հատուկ «ճանկերի» միջոցով այն հենվում է գծի վրա, որոնցում կան էլեկտրամագնիսներ, որոնք օդ են բարձրացնում գնացքը։ Կան նաև այն մագնիսները, որոնք մագնիսական ինքնաթիռը պահում են ուղու վրա։

Նրանք, ովքեր նստել են Maglev-ը, ասում են, որ ոգեշնչող ոչինչ չեն զգացել: Գնացքն այնքան անաղմուկ է, որ շնչառական արագությունը չի զգացվում։ Պատուհանից դուրս գտնվող առարկաները արագ են թռչում, բայց գտնվում են ուղուց շատ հեռու: Մագնիսական ինքնաթիռը սահուն արագանում է, որպեսզի գերբեռնվածություն նույնպես չզգացվի։ Հետաքրքիր ու անսովոր է միայն այն պահը, երբ գնացքը բարձրանում է։

Այսպիսով, maglev-ի հիմնական առավելությունները.

• շարժման առավելագույն հնարավոր արագությունը, որը ձեռք է բերվում վերգետնյա (ոչ սպորտային) տրանսպորտով.
• պահանջվում է փոքր քանակությամբ էլեկտրաէներգիա,
• պահպանման ցածր ծախսեր՝ շփման բացակայության պատճառով,
• հանգիստ շարժում.

Թերություններ:

• անհրաժեշտությունը մեծ ֆինանսական ծախսերուղու կառուցման և պահպանման ընթացքում,
• էլեկտրամագնիսական դաշտը կարող է վնասել նրանց առողջությանը, ովքեր աշխատում են այդ գծերի վրա և ապրում են հարակից տարածքներում,
• գնացքի և գծի միջև հեռավորությունը մշտապես վերահսկելու համար անհրաժեշտ են արագ գործող կառավարման համակարգեր և ծանր աշխատանքային գործիքներ,
• պահանջվում է ուղու բարդ դասավորություն և ճանապարհային ենթակառուցվածք:

Մագնիսական ինքնաթիռը կամ Maglev (անգլերեն մագնիսական լևիտացիայից) գնացք է մագնիսական կախոցի վրա, որը շարժվում և կառավարվում է մագնիսական ուժերով։ Նման գնացքը, ի տարբերություն ավանդական գնացքների, շարժման ընթացքում չի դիպչում երկաթուղու մակերեսին։ Քանի որ գնացքի և վազքի մակերևույթի միջև բաց կա, շփումը վերացվում է, և միակ արգելակող ուժը աերոդինամիկ քաշման ուժն է:

Maglev-ով ձեռք բերվող արագությունը համեմատելի է օդանավի արագության հետ և հնարավորություն է տալիս մրցակցել օդային ծառայությունների հետ կարճ (ավիացիայի համար) հեռավորությունների վրա (մինչև 1000 կմ): Թեև նման տրանսպորտի գաղափարը նոր չէ, բայց տնտեսական և տեխնիկական սահմանափակումները թույլ չտվեցին այն ամբողջությամբ բացվել. հանրային օգտագործման համար տեխնոլոգիան մարմնավորվեց ընդամենը մի քանի անգամ: Ներկայումս Maglev-ը չի կարող օգտվել առկա տրանսպորտային ենթակառուցվածքից, չնայած կան նախագծեր մագնիսական ճանապարհի տարրերի տեղակայման հետ կապված սովորական երկաթուղու ռելսերի միջև կամ ճանապարհի հունի տակ:

Այս պահին գնացքների մագնիսական կասեցման 3 հիմնական տեխնոլոգիա կա.

1. Գերհաղորդիչ մագնիսների վրա (էլեկտրոդինամիկ կախոց, EDS):

Ստեղծվել է Գերմանիայում» Երկաթուղիապագայի մասին », նախկինում էլ առաջացրել է Շանհայի բնակիչների բողոքը։ Սակայն այս անգամ իշխանությունները, վախեցած ցույցերից, որոնք սպառնում են մեծ անկարգությունների վերածվել, խոստացան զբաղվել գնացքների հետ։ Ցույցերը ժամանակին դադարեցնելու համար պաշտոնյաները նույնիսկ տեսախցիկներ են տեղադրել այն վայրերում, որտեղ ամենից հաճախ տեղի են ունենում զանգվածային ցույցեր։ Չինական ամբոխը շատ կազմակերպված է և շարժուն, այն կարող է հավաքվել մի քանի վայրկյանում և վերածվել կարգախոսներով ցույցի։

Սրանք 2005 թվականի հակաճապոնական երթերից հետո Շանհայում ամենամեծ ժողովրդական ներկայացումներն են: Սա առաջին բողոքը չէ, որն առաջացնում է չինական անհանգստությունը շրջակա միջավայրի վատթարացման վերաբերյալ։ Անցյալ ամառ հազարավոր ցուցարարների ամբոխը ստիպեց կառավարությանը հետաձգել քիմիական համալիրի շինարարությունը:

Shanghai Maglev Train-ը աշխարհի առաջին առևտրային մագնիսական երկաթուղին է և Չինաստանի ամենաթանկ երկաթուղային նախագիծը:

Նախագիծը սկսվեց կոմերցիոն շահագործումհունվարի 1-ից 2004թ. Դրա արժեքը կազմում է մոտ 1,6 միլիարդ ԱՄՆ դոլար (10 միլիարդ յուան):

Նման բարձր ծախսերը կապված էին, առաջին հերթին, այն բանի հետ, որ երթուղու մեծ մասն անցնում է ճահճային տարածքներով, ինչի պատճառով շինարարները ստիպված էին բետոնե բարձիկ կառուցել վերելակի յուրաքանչյուր հենարանի համար (և դրանցից շատերը այստեղ կան, ամեն 25 մետր): Ի դեպ, տեղ-տեղ հենց այս բարձի հաստությունը հասնում է 70 մ-ի։

Ի դեպ, Շանհայի Maglev Line-ը արագընթաց մայրուղիներից ամենաերկարը չէ, դրա երկարությունը Պուդոնգի միջազգային օդանավակայանից մինչև Շանհայի մետրոյի Longyang Lu կայարան ընդամենը 30 կիլոմետր է:

Բայց այս հեռավորությունը «Շանհայ Մագլևը» հաղթահարում է ընդամենը 7:20 կամ 8:10 րոպեում (կախված օրվա ժամից): Գնացքի առավելագույն արագությունը կազմում է 431 կմ/ժ, իսկ միջին արագությունը՝ մոտ 250 կմ/ժ։

Ճիշտ է, իր առավելագույն արագությամբ նա շտապում է ընդամենը 1,5 րոպե, քանի որ այդքան արագացնելու տեղ չկա, հեռավորությունը շատ մեծ չէ։

Գիծն աշխատում է 6:45-ից 21:30-ը 15-ից 20 րոպե ընդմիջումներով:

Ուղեվարձը միակողմանի մոտ 7,3 ԱՄՆ դոլար է։ Ավիատոմսերով ուղևորների համար՝ 5,81 ԱՄՆ դոլար։ VIP տոմսերն արժեն մոտ երկու անգամ ավելի, քան ստանդարտ տոմսերը: