Sukhov Vitaly Vladimirovich, Galin Alexey Leonidovich

Ju prezantojmë një projekt tema kryesore e të cilit është "Automjetet dhe aparatet elektromagnetike". Pasi u morëm me këtë punë, kuptuam se çështja më interesante për ne është transporti në një jastëk magnetik.

Së fundmi, shkrimtari i famshëm anglez i fantashkencës Arthur Clark bëri një tjetër parashikim. "... Ne mund të jemi në prag të krijimit të një lloji të ri të anijes kozmike që do të jetë në gjendje të largohet nga Toka me kosto minimale duke kapërcyer pengesën gravitacionale," beson ai. - Atëherë raketat aktuale do të jenë të njëjta si ishin Balona para Luftës së Parë Botërore”. Në çfarë bazohet një gjykim i tillë? Përgjigja duhet kërkuar në idetë moderne të krijimit të transportit në një jastëk magnetik.

Shkarko:

Pamja paraprake:

Konferenca e parë e hapur shkencore dhe praktike e studentëve

"Imja aktivitet projekti ne kolegj"

Drejtimi i projektit shkencor dhe praktik:

inxhinieri elektrike

Tema e projektit:

Automjete dhe aparate elektromagnetike. Transporti Maglev

Projekti i përgatitur:

Sukhov Vitaly Vladimirovich, student i grupit 2 ET

Galin Alexey Leonidovich, student i grupit 2 ET

Emri i institucionit:

Kolegji Elektromekanik GBOU SPO №55

Menaxher i Projektit:

Utenkova Eaterina Sergeevna

Moskë 2012

Prezantimi

Maglev ose Maglev

Instalimi Halbach

konkluzioni

Bibliografi

Prezantimi

Ju prezantojmë një projekt tema kryesore e të cilit është "Automjetet dhe aparatet elektromagnetike". Pasi u morëm me këtë punë, kuptuam se çështja më interesante për ne është transporti në një jastëk magnetik.

Së fundmi, shkrimtari i famshëm anglez i fantashkencës Arthur Clark bëri një tjetër parashikim. "... Ne mund të jemi në prag të krijimit të një lloji të ri të anijes kozmike që do të jetë në gjendje të largohet nga Toka me kosto minimale duke kapërcyer pengesën gravitacionale," beson ai. "Atëherë raketat sot do të jenë ato që ishin balonat para Luftës së Parë Botërore." Në çfarë bazohet një gjykim i tillë? Përgjigja duhet kërkuar në idetë moderne të krijimit të transportit në një jastëk magnetik.

Maglev ose Maglev

Maglev ose Maglev (nga gjuha magnetike angleze) është një tren në një pezullim magnetik, i drejtuar dhe i kontrolluar nga forcat magnetike. Një tren i tillë, ndryshe nga trenat tradicionalë, nuk prek sipërfaqen e hekurudhës gjatë lëvizjes. Meqenëse ka një hendek midis trenit dhe sipërfaqes së drejtimit, fërkimi eliminohet dhe forca e vetme frenuese është forca e tërheqjes.

Shpejtësia e arritur nga një maglev është e krahasueshme me shpejtësinë e një avioni dhe e lejon atë të konkurrojë me komunikimet ajrore në distanca të shkurtra (për aviacionin) (deri në 1000 km). Megjithëse ideja e një transporti të tillë nuk është e re, kufizimet ekonomike dhe teknike nuk e kanë lejuar atë të shpaloset në masën e saj të plotë: teknologjia është mishëruar për përdorim publik vetëm disa herë. Aktualisht, Maglev nuk mund të përdorë infrastrukturën ekzistuese të transportit, megjithëse ka projekte me vendndodhjen e elementëve magnetikë të rrugës midis shinave të një hekurudhe konvencionale ose nën shtratin e rrugës.

Nevoja për trenat e levitacionit magnetik (MAGLEV) është diskutuar për shumë vite, por rezultatet e përpjekjeve për t'i përdorur ato në fakt kanë qenë dekurajuese. Pengesa më e rëndësishme e trenave MAGLEV qëndron në veçoritë e funksionimit të elektromagnetëve, të cilët sigurojnë ngritjen e makinave mbi pistë. Elektromagnetët që nuk ftohen në gjendjen e superpërcjellshmërisë konsumojnë sasi gjigante energjie. Kur përdorni superpërçues në rrjetë, kostoja e ftohjes së tyre do të mohojë të gjitha avantazhet ekonomike dhe mundësinë e zbatimit të projektit.

Një alternativë është propozuar nga fizikani Richard Post i Laboratorit Kombëtar Lawrence Livermore, Kaliforni. Thelbi i tij nuk është të përdorësh elektromagnet, por magnet të përhershëm. Magnetët e përhershëm të përdorur më parë ishin shumë të dobët për të ngritur një tren, dhe Post përdor një metodë përshpejtimi të pjesshëm të zhvilluar nga fizikani në pension Klaus Halbach i Laboratorit Kombëtar Lawrence Berkley. Halbach propozoi një metodë për rregullimin e magneteve të përhershëm në mënyrë të tillë që të përqendrojnë fushat e tyre totale në një drejtim. Inductrack, siç e quajti Post sistemi, përdor njësi Halbach të integruara në pjesën e poshtme të makinës. Vetë rrjeta është një rregullim i porositur i mbështjelljeve të kabllit të izoluar të bakrit.

Instalimi Halbach

Instalimi Halbach përqendron fushën magnetike në një pikë të caktuar, duke e reduktuar atë në të tjerat. Duke u instaluar në pjesën e poshtme të makinës, ajo gjeneron një fushë magnetike që shkakton rryma të mjaftueshme në mbështjelljet e kanavacës nën makinën në lëvizje për ta ngritur makinën disa centimetra dhe për ta stabilizuar atë [fig.1]. Kur treni ndalon, efekti i levitacionit zhduket, makinat ulen në shasi shtesë.

Oriz. 1 Instalim Halbach

Figura tregon një pistë testimi MAGLEV 20 metra për trenat e tipit Inductrack, e cila përmban rreth 1000 bobina induktive drejtkëndëshe, secila me gjerësi 15 cm.Në plan të parë është karroca e provës dhe qarku elektrik. Binarët e aluminit përgjatë kanavacës mbështesin karrocën derisa të arrihet një levitacion i qëndrueshëm. Instalimet Halbach sigurojnë: nën pjesën e poshtme - levitim, në anët - stabilitet.

Kur treni arrin një shpejtësi prej 1-2 km / orë, magnetët prodhojnë rryma të mjaftueshme në mbështjelljet induktive për të levituar trenin. Forca që drejton trenin gjenerohet nga elektromagnetët e vendosur në intervale përgjatë trasesë. Fushat e elektromagnetëve pulsojnë në atë mënyrë që të zmbrapsin instalimet Halbach të montuara në tren dhe ta çojnë atë përpara. Sipas Post, me rregullimin e saktë të instalimeve Halbach, makinat nuk do të humbasin ekuilibrin në asnjë rrethanë, deri në një tërmet. Tani, bazuar në suksesin e punës demonstruese të shkallës 1/20 të Post, NASA ka nënshkruar një kontratë 3-vjeçare me ekipin e tij në Livermore për të eksploruar më tej këtë koncept për lëshimin më efikas të satelitëve në orbitë. Supozohet se ky sistem do të përdoret si një përforcues i ripërdorshëm që do ta përshpejtonte raketën në një shpejtësi prej rreth 1 Mach, përpara se të ndizte motorët kryesorë në të.

Sidoqoftë, përkundër të gjitha vështirësive, perspektivat për përdorimin e automjeteve me levitacion magnetik mbeten shumë tërheqëse. Kështu, qeveria japoneze po përgatitet të rifillojë punën për një lloj krejtësisht të ri transporti tokësor- trenat e levitacionit magnetik. Sipas garancive të inxhinierëve, makinat maglev janë në gjendje të mbulojnë distancën midis dy qendrave më të mëdha të populluara të Japonisë - Tokio dhe Osaka - në vetëm 1 orë. Ekspresi aktual hekurudhor me shpejtësi të lartë kërkon 2,5 herë më shumë kohë për ta bërë këtë.

Sekreti i shpejtësisë së Maglev është se makinat e pezulluara në ajër nga forca e zmbrapsjes elektromagnetike nuk lëvizin përgjatë pistës, por mbi të. Kjo eliminon plotësisht humbjet që janë të pashmangshme kur rrotat fërkohen me shinat. Testet afatgjata të kryera në prefekturën Yamanashi në një seksion prove 18.4 km të gjatë konfirmuan besueshmërinë dhe sigurinë e kësaj sistemi i transportit. Makinat që lëvizin në mënyrë automatike, pa ngarkesa e pasagjerëve zhvilloi një shpejtësi prej 550 km / orë. Deri më tani, rekordi i udhëtimit me shpejtësi të lartë në shina i përket francezëve, treni TGV i të cilëve në 1990 u përshpejtua në 515 km / orë gjatë provave.

Çështjet e funksionimit të automjeteve në një jastëk magnetik

Japonezët janë gjithashtu të shqetësuar për problemet ekonomike, dhe para së gjithash, çështja e përfitimit të linjës maglev me shpejtësi të lartë. Sot, rreth 24 milionë njerëz udhëtojnë midis Tokios dhe Osakës çdo vit, 70% e pasagjerëve përdorin linjën hekurudhore të shpejtësisë së lartë. Sipas futurologëve, zhvillimi revolucionar i një rrjeti komunikimi kompjuterik do të çojë në mënyrë të pashmangshme në një ulje të trafikut të pasagjerëve midis të dyve. qendrat kryesore vendi. Në mbingarkesë linjat e transportit mund të ndikojë edhe rënia në rritje e popullsisë aktive të vendit

Projekti rus i hapjes së lëvizjes së trenave në një jastëk magnetik nga Moska në Shën Petersburg në të ardhmen e afërt nuk do të zbatohet, tha në fund Mikhail Akulov, kreu i Agjencisë Federale për Transportin Hekurudhor në një konferencë për shtyp në Moskë. të shkurtit 2011. Mund të ketë probleme me këtë projekt, pasi nuk ka përvojë në funksionimin e trenave maglev në kushte dimërore, tha Akulov, duke thënë se një projekt i tillë u propozua nga një grup zhvilluesish rusë që adoptuan përvojën e Kinës. Në të njëjtën kohë, Akulov vuri në dukje se ideja e krijimit të një autostrade me shpejtësi të lartë Moskë - Shën Petersburg është përsëri aktuale sot. Në veçanti, u propozua kombinimi i krijimit të një autostrade me shpejtësi të lartë me ndërtimin paralel të një autostrade automobilistike. Kreu i agjencisë shtoi se struktura të fuqishme biznesi nga Azia janë gati të marrin pjesë në këtë projekt, pa specifikuar se për cilat struktura bëhet fjalë.

Teknologjitë e pezullimit magnetik të trenit

Për momentin, ekzistojnë 3 teknologji kryesore për pezullimin magnetik të trenave:

1. Në magnet superpërcjellës (suspension elektrodinamik, EDS).

Magnet superpërçues - një solenoid ose elektromagnet me një dredha-dredha të bërë nga një material superpërçues. Dredha-dredha në gjendjen e superpërcjellshmërisë ka rezistencë omike zero. Nëse një dredha-dredha e tillë është me qark të shkurtër, atëherë rryma elektrike e induktuar në të mbetet pothuajse në mënyrë arbitrare e gjatë.

Fusha magnetike e rrymës së pamposhtur që qarkullon përmes mbështjelljes së një magneti superpërçues është jashtëzakonisht e qëndrueshme dhe pa valëzime, gjë që është e rëndësishme për një numër aplikimesh në kërkimin shkencor dhe inxhinierinë. Dredha-dredha e një magneti superpërçues humbet vetinë e superpërcjellshmërisë kur temperatura rritet mbi temperaturën kritike Tk të superpërçuesit, kur arrihet rryma kritike Ik ose fusha magnetike kritike Hk në mbështjellje. Duke pasur parasysh këtë, për mbështjelljet e magneteve superpërçues. përdoren materiale me vlera të larta Tk, Ik dhe Hk.

2. Në elektromagnet (suspension elektromagnetik, EMS).

3. Në magnet të përhershëm; është sistemi i ri dhe potencialisht më ekonomik.

Përbërja fluturon për shkak të zmbrapsjes së të njëjtave poleve të magneteve dhe, anasjelltas, tërheqjes së poleve të ndryshme. Lëvizja kryhet nga një motor linear.

Një motor linear është një motor elektrik në të cilin njëri nga elementët e sistemit magnetik është i hapur dhe ka një mbështjellje të vendosur që krijon një fushë magnetike udhëtuese, dhe tjetri është bërë në formën e një udhëzuesi që siguron lëvizje lineare të pjesës lëvizëse. të motorit.

Tani ka shumë modele të motorëve linearë, por të gjithë mund të ndahen në dy kategori - motorë me nxitim të ulët dhe motorë me nxitim të lartë.

Motorët me përshpejtim të ulët përdoren në transportin publik (maglev, monorail, metro). Motorët me nxitim të lartë janë mjaft të vegjël në gjatësi dhe zakonisht përdoren për të përshpejtuar një objekt shpejtësi e lartë dhe më pas lëshojeni. Ato përdoren shpesh për kërkime mbi përplasjet me shpejtësi të lartë, si armë ose lëshues të anijeve kozmike. Motorët linearë përdoren gjithashtu gjerësisht në disqet e ushqimit të mjeteve të makinerisë dhe në robotikë. të vendosura ose në tren, ose në rrugë, ose të dyja atje dhe atje. Një problem serioz i projektimit është pesha e madhe e magneteve mjaftueshëm të fuqishëm, pasi kërkohet një fushë magnetike e fortë për të ruajtur një përbërje masive në ajër.

Sipas teoremës Earnshaw (S. Earnshaw, ndonjëherë e shkruar nga Earnshaw), fushat statike të krijuara vetëm nga elektromagnetët dhe magnetët e përhershëm janë të paqëndrueshme, ndryshe nga fushat e diamagneteve.

Diamagnetët janë substanca që magnetizohen drejt drejtimit të fushës magnetike të jashtme që vepron mbi to. Në mungesë të një fushe magnetike të jashtme, diamagnetët nuk kanë moment magnetik. dhe magnet superpërcjellës. Ekzistojnë sisteme stabilizimi: sensorët matin vazhdimisht distancën nga treni në pistë dhe, në përputhje me rrethanat, tensioni në elektromagnet ndryshon.

Ju mund të konsideroni parimin e lëvizjes së automjeteve në një jastëk magnetik në diagramin e mëposhtëm.

Ai tregon parimin e lëvizjes së automjeteve përpara, nën ndikimin e ndryshimit të fushave magnetike. Vendndodhja e magnetëve bën të mundur që makina të duket e tërhequr përpara drejt polit të kundërt, duke lëvizur kështu të gjithë strukturën.

Instalimi magnetik Sami më i detajuar është paraqitur në diagram.dizenjot e pezullimit magnetik dhe lëvizjes elektrike të mjetit bazuar në makinat lineare asinkrone

Oriz. 1. Dizajni i pezullimit magnetik dhe ngasjes elektrike të mjetit bazuar në makinat lineare asinkrone:
1 - induktor i pezullimit magnetik; 2 - element dytësor; 3 - mbulesë; 4.5 - dhëmbët dhe dredha-dredha e induktorit të pezullimit; 6.7 - kafaz përçues dhe qark magnetik i elementit dytësor; 8 - bazë; 9-platformë; 10 - trupi i ekuipazhit; 11, 12 - burime; 13 - amortizues; 14 - shufër; 15 - varen cilindrike; 16 - mbështetje rrëshqitëse; 17 - kllapa; 18 - theksim; 19 - shufër. Von - shpejtësia e fushës magnetike: Fn - forcë ngritëse pezullimi: Wb - induksioni i hendekut të punës së pezullimit

Fig.2. Dizajni i motorit asinkron linear tërheqës:
1 - induktor i lëvizjes tërheqëse; 2 - element dytësor; 3 - qark magnetik i induktorit të makinës; 4 - pllaka presioni të induktorit të lëvizjes; 5 - dhëmbët e induktorit të lëvizjes; 6 - mbështjellje dredha-dredha të induktorit të makinës; 7 - bazë.

Avantazhet dhe disavantazhet e transportit të levitacionit magnetik

Përparësitë

• Teorikisht shpejtësia më e lartë që mund të merret në një transport tokësor serik (jo sportiv).
• Zhurmë e ulët.

Të metat

• Kostoja e lartë e krijimit dhe mirëmbajtjes së një piste.
• Pesha e magneteve, konsumi i energjisë.
• Fusha elektromagnetike e krijuar nga pezullimi magnetik mund të jetë e dëmshme për ekuipazhet e trajnimit dhe/ose banorët aty pranë. Edhe transformatorët tërheqës të përdorur në hekurudhat e elektrizuara AC janë të dëmshëm për drejtuesit, por në këtë rast forca e fushës është një rend i madhësisë më i madh. Është gjithashtu e mundur që linjat maglev nuk do të jenë të disponueshme për njerëzit që përdorin stimulues kardiak.
• Do të kërkohet me shpejtësi të lartë (qindra km / orë) për të kontrolluar hendekun midis rrugës dhe trenit (disa centimetra). Kjo kërkon sisteme kontrolli ultra të shpejta.
• Kërkohet një infrastrukturë komplekse binarësh.

Për shembull, një shigjetë maglev përfaqëson dy seksione të rrugës që ndryshojnë njëra-tjetrën në varësi të drejtimit të kthesës. Prandaj, nuk ka gjasa që linjat maglev të formojnë rrjete pak a shumë të degëzuara me pirunë dhe kryqëzime.

Zhvillimi i mënyrave të reja të transportit

Puna për krijimin e trenave pa rrota me shpejtësi të lartë në një jastëk magnetik ka vazhduar për një kohë të gjatë, veçanërisht në Bashkimin Sovjetik që nga viti 1974. Megjithatë, deri tani problemi i transportit më premtues të së ardhmes mbetet i hapur dhe është një fushë e gjerë veprimtarie për të.

Oriz. 2 Modeli i trenit me levitacion magnetik

Figura 2 tregon një model të një treni maglev, ku zhvilluesit vendosën të kthenin të gjithë sistemin mekanik me kokë poshtë. Bina hekurudhore është një grup mbështetësesh prej betoni të armuar të vendosura në distanca të barabarta të caktuara me hapje (dritare) të veçanta për trenat. Nuk ka shina. Pse? Fakti është se modeli është kthyer me kokë poshtë, dhe vetë treni shërben si një hekurudhë, dhe rrotat me motorë elektrikë janë instaluar në dritaret e mbështetësve, shpejtësia e rrotullimit të të cilave kontrollohet nga distanca nga drejtuesi i trenit. Kështu, treni, si të thuash, fluturon nëpër ajër. Distancat midis mbështetësve zgjidhen në atë mënyrë që në çdo moment të lëvizjes së tij treni të jetë në të paktën dy ose tre prej tyre, dhe një makinë të ketë një gjatësi më të madhe se një hapësirë. Kjo lejon jo vetëm mbajtjen e trenit në peshë, por, në të njëjtën kohë, nëse njëra prej rrotave dështon në ndonjë mbështetje, lëvizja do të vazhdojë.

Përparësitë e përdorimit të këtij modeli të veçantë janë të mjaftueshme. Së pari, kursen në materiale, së dyti, pesha e trenit zvogëlohet ndjeshëm (nuk nevojiten as motorë, as rrota), së treti, një model i tillë është jashtëzakonisht miqësor me mjedisin, dhe së katërti, për të vendosur një rrugë të tillë në një qytet me popullsi të dendur ose zona me terren të pabarabartë është shumë më e lehtë sesa në mënyrat standarde të transportit.

Por nuk mund të themi për mangësitë. Për shembull, nëse një nga mbështetësit devijon fuqishëm brenda rrugës, kjo do të çojë në katastrofë. Edhe pse, katastrofat janë të mundshme në kuadrin e hekurudhave konvencionale. Një çështje tjetër që çon në një rritje të fortë të kostos së teknologjisë është ngarkesa fizike në mbështetëset. Për shembull, bishti i një treni që sapo ka lënë një hapje të veçantë, duke folur me fjalë të thjeshta, si të thuash, "varet" dhe ushtron një ngarkesë të madhe në suportin e radhës, ndërkohë që zhvendoset edhe qendra e gravitetit të vetë trenit, gjë që prek të gjitha mbështetësit në tërësi. Përafërsisht e njëjta situatë ndodh kur koka e trenit largohet nga hapja dhe "varet" në të njëjtën mënyrë derisa të arrijë në mbështetjen e radhës. Rezulton një lloj lëkundjeje. Se si projektuesit synojnë ta zgjidhin këtë problem (me ndihmën e një krahu transportues, shpejtësi të madhe, ulje të distancës midis mbështetësve ...) është ende e paqartë. Por ka zgjidhje. Dhe problemi i tretë është kthesat. Meqenëse zhvilluesit vendosën që gjatësia e makinës të jetë më shumë se një hapësirë, ekziston një çështje kthesash

Oriz. 3 Transporti i vargjeve me shpejtësi të lartë të Yunitskiy

Si një alternativë për këtë, ekziston një zhvillim thjesht rus i quajtur Transporti i vargjeve me shpejtësi të lartë të Yunitskiy (STU). Brenda kuadrit të tij, propozohet të përdoren shina me fije të paranderur të ngritura në mbështetëse në një lartësi prej 5-25 metrash, përgjatë të cilave lëvizin modulet e transportit me katër rrota. Çmimi i kostos së UST rezulton të jetë shumë më i ulët - 600-800 mijë dollarë për kilometër, dhe me infrastrukturë dhe mjete lëvizëse - 900-1200 mijë dollarë për km.

Oriz. 4 Shembull i transportit me një hekurudhë

Por e ardhmja e afërt shihet ende për performancën e zakonshme me një hekurudhë. Për më tepër, në kuadrin e sistemeve me një hekurudhë, ato tani po kthehen prapa teknologjinë më të fundit për automatizimin e transportit. Për shembull, korporata amerikane Taxi 2000 krijon një sistem me një shina taksish automatike SkyWeb Express, të cilat mund të udhëtojnë brenda qytetit dhe më gjerë. Një shofer nuk nevojitet në taksi të tilla (ashtu si në librat dhe filmat fantashkencë). Ju tregoni destinacionin dhe vetë taksia ju çon atje, duke ndërtuar në mënyrë të pavarur rrugën më të mirë. Gjithçka është marrë këtu - si siguria ashtu edhe saktësia. Taxi 2000 është aktualisht projekti më real dhe më i realizueshëm

konkluzioni

Trenat me levitacion magnetik konsiderohen si një nga më specie premtuese transporti i së ardhmes. Trenat e levitacionit magnetik ndryshojnë nga trenat e zakonshëm dhe binarët e zakonshëm nga mungesa e plotë e rrotave - kur lëvizin, makinat duket se rri pezull mbi një shina të gjerë për shkak të veprimit të forcave magnetike. Si rezultat, shpejtësia e një treni të tillë mund të arrijë 400 km/h dhe në disa raste një transport i tillë mund të zëvendësojë një aeroplan. Aktualisht, ekziston vetëm një projekt i rrugës magnetike në praktikë në botë, i quajtur edhe Transrapid.

Shumë zhvillime dhe projekte janë tashmë 20-30 vjeç. Dhe detyra kryesore për krijuesit e tyre është tërheqja e investitorëve. Vetë problemi i transportit është mjaft domethënës, sepse shpesh ne i blejmë disa produkte kaq të shtrenjta, sepse është shpenzuar shumë për transportin e tyre. Problemi i dytë është mjedisi, i treti është mbingarkesa e madhe e rrugëve të transportit, e cila rritet nga viti në vit dhe për disa lloje transporti me dhjetëra për qind.

Le të shpresojmë që në të ardhmen e afërt ne vetë do të jemi në gjendje të hipim në automjete me një jastëk magnetik. Koha po lëviz...

Bibliografi

1. Drozdova T.E. Baza teorike teknologjitë progresive. - Moskë: MGOU, 2001. - 212 f.
2. Shkenca e materialeve dhe teknologjia e materialeve strukturore / Tyalina L.N., Fedorova N.V. Tutorial. - Tambov: TSTU, 2006. - 457 f.
3. Metodat për mbrojtjen e ujërave të brendshme nga ndotja dhe rraskapitja / ed. Gavich I.K. - M.: UNITI-DANA, 2002. - 287 f.
4. Metodat e trajtimit të ujërave të zeza industriale / Zhukov A.I. Mongait I.L., Rodziller I.D. - M.: Infra-M, 2005. - 338 f.
5. Bazat e teknologjisë së industrive më të rëndësishme / ed. Sidorova I.A. Teksti shkollor i universiteteve. - M.: shkollë e diplomuar, 2003. - 396 f.
6. Sistemi i teknologjive të degëve më të rëndësishme të ekonomisë kombëtare / Dvortsin M.D., Dmitrienko V.V., Krutikova L.V., Mashikhina L.G. Tutorial. - Khabarovsk: KhPI, 2003. - 523 f.

• Trenat me levitacion magnetik janë në gjendje të arrijnë shpejtësi më të larta se trenat konvencionale.
• Trenat me levitacion magnetik prodhojnë më pak zhurmë se trenat e zakonshëm.
• Trenat me levitacion magnetik reduktojnë kohën e udhëtimit për pasagjerët.
• Trenat e levitacionit magnetik përdorin burime të energjisë elektrike që ndotin atmosferën në një masë më të vogël.

Disavantazhet e trenave maglev

• Trenat Maglev janë më të shtrenjtë se trenat konvencionalë.
• Trenat e levitacionit magnetik kërkojnë trajnim të veçantë të stafit.
• Trenat maglev superpërcjellës përdorin elektromagnetë të fuqishëm të montuar në hekurudhë për të krijuar levitacion. Në këtë rast, lind detyra për të mbrojtur pasagjerët nga efektet e fushave të forta magnetike.
• Një rënie e papritur e tensionit do të bëjë që vagonët e trenit maglev superpërcjellës të zhyten në hekurudhë. Me shpejtësi të lartë kjo mund të jetë e rrezikshme (në trenat Inductrack ky nuk është problem pasi rrotat e trenit do t'i lejojnë makinat të ndalojnë plotësisht).
• Një shpërthim i fortë anësor i erës mund të prishë funksionimin e një treni maglev, duke zhvendosur makinat dhe duke bërë që ato të vijnë në kontakt me hekurudhën. Bora ose akulli në hekurudhë gjithashtu mund të shkaktojnë probleme.

Pyetje

Si të izoloni pasagjerët nga fusha të forta magnetike në një tren me jastëkë magnetikë superpërçues?

Përgjigju

Vagonët, ose të paktën ndarjet, mund të bëhen nga një material ferromagnetik (çeliku, për shembull) që bllokon linjat e induksionit magnetik. Fatkeqësisht, çeliku është shumë më i rëndë se alumini që përdoret zakonisht në ndërtimin e trenave. Alumini nuk është ferromagnetik dhe nuk siguron mbrojtje ndaj fushave magnetike nëse nuk aplikohen rryma të tensionit të lartë në të, potencialisht të rrezikshme për pasagjerët.

Pyetje

A do të kapërcejë një tren maglev një kodër apo mal të pjerrët? A do të rrokulliset poshtë shpatit dhe do të qëndrojë në luginë nëse nuk ka fërkime për ta ndaluar atë?

Përgjigju

Motorët me induksion linear, të përdorur në trenat maglev, janë në gjendje të ngrenë trena të tillë në shpate më të pjerrëta se trenat konvencionale. Për më tepër, motorët me induksion linear kalojnë në frenim të kundërt, duke parandaluar që treni të rrokulliset duke punuar kundër gravitetit.

Kanë kaluar më shumë se 200 vjet nga shpikja e lokomotivave me avull. Që atëherë transporti hekurudhor u bë më i kërkuari për transportin e udhëtarëve dhe mallrave. Megjithatë, shkencëtarët kanë punuar në mënyrë aktive për të përmirësuar këtë metodë të lëvizjes. Si rezultat, u krijua maglev, ose treni me jastëk magnetik.

Ideja u shfaq në fillim të shekullit të njëzetë. Por nuk ishte e mundur të realizohej në atë kohë dhe në ato kushte. Dhe vetëm në fund të viteve '60 - në fillim të viteve '70 në Gjermani ata mblodhën një pistë magnetike, ku nisën automjeti gjeneratë e re. Pastaj ai lëvizi me një shpejtësi maksimale prej 90 km / orë dhe mund të strehonte vetëm 4 pasagjerë. Në vitin 1979, treni maglev u modernizua dhe ishte në gjendje të transportonte 68 pasagjerë me një shpejtësi prej 75 kilometrash në orë. Dhe në të njëjtën kohë, një variant i ndryshëm i maglev u ndërtua në Japoni. Ai përshpejtoi në 517 km / orë.

Sot, shpejtësia e trenave në jastëkë magnetikë mund të jetë një konkurrent i vërtetë i avionëve. Magnetoplani mund të konkurronte seriozisht me transportuesit ajror. E vetmja pengesë është se maglevët nuk janë në gjendje të rrëshqasin në shinat e zakonshme hekurudhore. Kërkojnë autostrada të veçanta. Përveç kësaj, besohet se trenat e nevojshme në jastëk ajri Fusha magnetike mund të ketë një efekt negativ në një person më të shëndetshëm.

Magnetoplani nuk lëviz në shina, ai fluturon në kuptimin e vërtetë të fjalës. Në një lartësi të vogël (15 cm) nga sipërfaqja e gjurmës magnetike. Ai ngrihet mbi pistën për shkak të veprimit të elektromagnetëve. Kjo shpjegon shpejtësinë e pabesueshme.

Kanavacë Maglev duket si një seri pllaka betoni. Magnetët janë të vendosur nën këtë sipërfaqe. Ata krijojnë artificialisht një fushë magnetike përgjatë së cilës "udhëton" treni. Gjatë lëvizjes, nuk ka fërkime, kështu që zvarritja aerodinamike përdoret për frenim.

Nëse në gjuhë e thjeshtë shpjegoni parimin e veprimit, atëherë do të rezultojë kështu. Kur një palë magnete afrohen me njëri-tjetrin me të njëjtat pole, ata duket se zmbrapsin njëri-tjetrin. Rezulton një jastëk magnetik. Dhe kur polet e kundërta afrohen, magnetët tërhiqen dhe treni ndalon. Një parim i tillë elementar është baza për funksionimin e një magnetoplani, i cili lëviz nëpër ajër në një lartësi të vogël.

Sot përdoren 3 teknologji të pezullimit maglev.

1. Pezullim elektrodinamik, EDS.

Përndryshe, quhet në magnet superpërçues, domethënë në variacione me një dredha-dredha të një materiali superpërçues. Kjo mbështjellje ka zero rezistencë omike. Dhe nëse është me qark të shkurtër, atëherë rryma elektrike në të ruhet për një kohë të pacaktuar.

2. Pezullim elektromagnetik, EMS (ose elektromagnet).

3. Në magnet të përhershëm. Sot është teknologjia më pak e shtrenjtë. Procesi i lëvizjes sigurohet nga një motor linear, domethënë një motor elektrik, ku një element i sistemit magnetik është i hapur dhe ka një dredha-dredha të vendosur që krijon një fushë magnetike udhëtuese, dhe e dyta është bërë në formën e një udhëzuesi. përgjegjës për lëvizjen lineare të pjesës lëvizëse të motorit.

Shumë njerëz mendojnë: a është i sigurt ky tren, a nuk do të bjerë? Sigurisht që nuk do të bjerë. Kjo nuk do të thotë se maglev nuk mban asgjë në rrugë. Ai mbështetet në shina me anë të "kthetrave" speciale të vendosura në fund të trenit, në të cilat vendosen elektromagnetët, duke e ngritur trenin në ajër. Ka edhe nga ata magnet që mbajnë rrafshin magnetik në pistë.

Ata që hipën në maglev pohojnë se nuk kanë ndjerë asgjë frymëzuese. Treni shkon aq i qetë sa nuk ndihet shpejtësia befasuese. Objektet jashtë dritares kalojnë shpejt, por ndodhen shumë larg nga pista. Magnetoplani përshpejtohet pa probleme, kështu që mbingarkesat gjithashtu nuk ndihen. Vetëm momenti kur treni ngrihet është interesant dhe i pazakontë.

Pra, avantazhet kryesore të maglev:

• shpejtësia maksimale e mundshme e lëvizjes, e cila arrihet në transportin tokësor (jo sportiv),
• kërkohet një sasi e vogël e energjisë elektrike,
• për shkak të mungesës së fërkimit, kostove të ulëta të mirëmbajtjes,
• lëvizje e qetë.

Të metat:

• nevoja për më të madhe kostot financiare gjatë ndërtimit dhe mirëmbajtjes së pistës,
• fusha elektromagnetike është në gjendje të dëmtojë shëndetin e atyre që punojnë në këto linja dhe që jetojnë në zonat përreth,
• për të kontrolluar vazhdimisht distancën midis trenit dhe trasesë, nevojiten sisteme kontrolli me shpejtësi të lartë dhe instrumente të rënda,
• Kërkohet plan urbanistik kompleks dhe infrastrukturë rrugore.

Maglev ose Maglev (nga gjuha magnetike angleze) është një tren në një pezullim magnetik, i drejtuar dhe i kontrolluar nga forcat magnetike. Një tren i tillë, ndryshe nga trenat tradicionalë, nuk prek sipërfaqen e hekurudhës gjatë lëvizjes. Meqenëse ka një hendek midis trenit dhe sipërfaqes së drejtimit, fërkimi eliminohet dhe forca e vetme frenuese është forca e tërheqjes.

Shpejtësia e arritur nga një maglev është e krahasueshme me shpejtësinë e një avioni dhe e lejon atë të konkurrojë me komunikimet ajrore në distanca të shkurtra (për aviacionin) (deri në 1000 km). Megjithëse ideja e një transporti të tillë nuk është e re, kufizimet ekonomike dhe teknike nuk e kanë lejuar atë të shpaloset në masën e saj të plotë: teknologjia është mishëruar për përdorim publik vetëm disa herë. Aktualisht, Maglev nuk mund të përdorë infrastrukturën ekzistuese të transportit, megjithëse ka projekte me vendndodhjen e elementëve magnetikë të rrugës midis shinave të një hekurudhe konvencionale ose nën shtratin e rrugës.

Për momentin, ekzistojnë 3 teknologji kryesore për pezullimin magnetik të trenave:

1. Në magnet superpërcjellës (suspension elektrodinamik, EDS).

Krijuar në Gjermani Hekurudha të së ardhmes” ka provokuar edhe më parë protesta nga banorët e Shangait. Por këtë herë autoritetet, të frikësuar nga demonstratat që kërcënonin të ktheheshin në trazira të mëdha, premtuan se do të merren me trenat. Për të ndalur demonstratat në kohë, zyrtarët madje varën videokamera në vendet ku zhvillohen më shpesh protesta masive. Turma kineze është shumë e organizuar dhe e lëvizshme, mund të mblidhet në pak sekonda dhe të kthehet në një demonstratë me slogane.

Kjo është demonstrata më e madhe publike në Shangai që nga marshimet anti-japoneze në 2005. Kjo nuk është protesta e parë e shkaktuar nga shqetësimet kineze për përkeqësimin e mjedisit. Verën e kaluar, turma me mijëra demonstrues detyruan qeverinë të shtyjë ndërtimin e një kompleksi kimik.

Treni i Shanghait Maglev është linja e parë hekurudhore komerciale maglev në botë dhe projekti hekurudhor më i shtrenjtë në Mbretërinë e Mesme.

Projekti filloi shfrytëzim komercial që nga 1 janari 2004. Kostoja e tij është rreth 1.6 miliardë dollarë amerikanë (10 miliardë juanë).

Kostot kaq të larta ishin kryesisht për shkak të faktit se pjesa më e madhe e itinerarit kalon nëpër ligatina, prandaj ndërtuesit duhej të ndërtonin një shtresë betoni për çdo mbështetje mbikalimi (dhe ka shumë prej tyre, çdo 25 metra). Nga rruga, në disa vende trashësia e këtij jastëku arrin 70 m.

Nga rruga, linja Shanghai Maglev nuk është më e gjata nga autostradat, gjatësia e saj është vetëm 30 kilometra nga Aeroporti Ndërkombëtar Pudong në stacionin e metrosë Longyang-Lu në Shangai.

Por kjo distancë "Shanghai Maglev" e kapërcen në vetëm 7:20 ose 8:10 minuta (në varësi të kohës së ditës). Treni ka një shpejtësi maksimale prej 431 km/h dhe një shpejtësi mesatare prej rreth 250 km/h.

Vërtetë, me shpejtësinë e tij maksimale, ai nxiton vetëm për 1.5 minuta, sepse nuk ka ku të përshpejtohet kaq shumë, distanca nuk është shumë e madhe.

Linja funksionon nga ora 18:45 deri në 21:30, me intervale nga 15 deri në 20 minuta.

Tarifa është rreth 7.3 USD në një drejtim. Për pasagjerët me bileta ajrore - 5.81 USD. Biletat VIP kushtojnë rreth dy herë më shumë se biletat standarde.