Sukhov Vitaly Vladimirovich, Galin Alexey Leonidovich

Ana teması "Elektromanyetik Araçlar ve Aparatlar" olan bir projeyi sizlere sunuyoruz. Bu işe giriştikten sonra bizim için en ilginç konunun manyetik bir minder üzerinde taşıma olduğunu fark ettik.

Geçtiğimiz günlerde ünlü İngiliz bilimkurgu yazarı Arthur Clark bir başka tahminde bulundu. “... Yerçekimi engelini aşarak Dünya'yı minimum maliyetle terk edebilecek yeni bir tür uzay aracı yaratmanın eşiğinde olabiliriz” diye düşünüyor. - O zaman mevcut füzeler eskisi gibi olacak balonlar Birinci Dünya Savaşı'ndan önce." Böyle bir yargı neye dayanıyor? Cevap, manyetik bir yastık üzerinde taşıma yaratmanın modern fikirlerinde aranmalıdır.

İndirmek:

Ön izleme:

I-st açık öğrenci bilimsel ve pratik konferansı

"Benim proje etkinliği kolejde"

Bilimsel ve pratik projenin yönü:

elektrik Mühendisliği

Proje teması:

Elektromanyetik araçlar ve cihazlar. Maglev taşımacılığı

Hazırlanan proje:

Sukhov Vitaly Vladimirovich, grup 2 ET öğrencisi

Galin Alexey Leonidovich, grup 2 ET öğrencisi

Kurumun adı:

GBOU DPT Elektromekanik Koleji №55

Proje Müdürü:

Utenkova Eaterina Sergeevna

Moskova 2012

giriiş

Maglev veya Maglev

Halbach kurulumu

Çözüm

bibliyografya

giriiş

Ana teması "Elektromanyetik Araçlar ve Aparatlar" olan bir projeyi sizlere sunuyoruz. Bu işe giriştikten sonra bizim için en ilginç konunun manyetik bir minder üzerinde taşıma olduğunu fark ettik.

Geçtiğimiz günlerde ünlü İngiliz bilimkurgu yazarı Arthur Clark bir başka tahminde bulundu. “... Yerçekimi engelini aşarak Dünya'yı minimum maliyetle terk edebilecek yeni bir tür uzay aracı yaratmanın eşiğinde olabiliriz” diye düşünüyor. "O zaman bugün roketler, Birinci Dünya Savaşı'ndan önceki balonlar olacak." Böyle bir yargı neye dayanıyor? Cevap, manyetik bir yastık üzerinde taşıma yaratmanın modern fikirlerinde aranmalıdır.

Maglev veya Maglev

Maglev veya Maglev (İngiliz manyetik levitasyonundan), manyetik kuvvetler tarafından sürülen ve kontrol edilen manyetik süspansiyonlu bir trendir. Böyle bir tren, geleneksel trenlerden farklı olarak, hareket sırasında ray yüzeyine temas etmez. Tren ile koşu yüzeyi arasında boşluk olduğu için sürtünme ortadan kalkar ve tek frenleme kuvveti sürükleme kuvvetidir.

Bir maglev tarafından ulaşılabilen hız, bir uçağın hızıyla karşılaştırılabilir ve kısa (havacılık için) mesafelerde (1000 km'ye kadar) hava iletişimi ile rekabet etmesine izin verir. Bu tür bir ulaşım fikri yeni olmasa da, ekonomik ve teknik kısıtlamalar, tam olarak ortaya çıkmasına izin vermedi: teknoloji, yalnızca birkaç kez kamu kullanımı için somutlaştırıldı. Manyetik yol elemanlarının konvansiyonel bir demiryolunun rayları arasına veya yol yatağının altına yerleştirildiği projeler olmasına rağmen, Maglev şu anda mevcut ulaşım altyapısını kullanamamaktadır.

Manyetik levitasyon trenlerine (MAGLEV) duyulan ihtiyaç uzun yıllardır tartışılıyor, ancak onları gerçekten kullanma girişimlerinin sonuçları cesaret kırıcı oldu. MAGLEV trenlerinin en önemli dezavantajı, vagonların rayların üzerinde havaya kalkmasını sağlayan elektromıknatısların çalışmasının özelliklerinde yatmaktadır. Süperiletkenlik durumuna soğutulmayan elektromıknatıslar devasa miktarlarda enerji tüketir. Ağda süper iletkenler kullanıldığında, onları soğutmanın maliyeti, tüm ekonomik avantajları ve projenin uygulanma olasılığını ortadan kaldıracaktır.

Bir alternatif, California, Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'ndan fizikçi Richard Post tarafından önerildi. Özü, elektromıknatıslar değil, kalıcı mıknatıslar kullanmaktır. Daha önce kullanılan kalıcı mıknatıslar bir treni kaldırmak için çok zayıftı ve Post, Lawrence Berkley Ulusal Laboratuvarı'ndan emekli fizikçi Klaus Halbach tarafından geliştirilen kısmi bir hızlandırma yöntemini kullanıyor. Halbach, kalıcı mıknatısları toplam alanlarını bir yönde yoğunlaştıracak şekilde düzenlemek için bir yöntem önerdi. Post'un sistem olarak adlandırdığı Inductrack, arabanın altına yerleştirilmiş Halbach ünitelerini kullanıyor. Ağın kendisi, yalıtılmış bakır kablo bobinlerinin sıralı bir düzenlemesidir.

Halbach kurulumu

Halbach kurulumu, manyetik alanı belirli bir noktada yoğunlaştırıyor, diğerlerinde ise azaltıyor. Arabanın altına monte edildiğinde, hareket halindeki arabanın altındaki branda sargılarında arabayı birkaç santimetre yükseltmek ve stabilize etmek için yeterli akımları indükleyen bir manyetik alan oluşturur [şekil 1]. Tren durduğunda havaya yükselme etkisi ortadan kalkar, vagonlar ek şasilere indirilir.

Pirinç. 1 Halbach kurulumu

Şekil, her biri 15 cm genişliğinde yaklaşık 1000 dikdörtgen endüktif bobin içeren Inductrack tipi trenler için 20 metrelik bir MAGLEV test yolunu göstermektedir.Ön planda test arabası ve elektrik devresi bulunmaktadır. Kanvas boyunca alüminyum raylar, sabit levitasyon elde edilene kadar arabayı destekler. Halbach kurulumları şunları sağlar: altta - havada, yanlarda - stabilite.

Tren 1-2 km/s hıza ulaştığında, mıknatıslar treni havaya kaldırmak için endüktif bobinlerde yeterli akım üretir. Treni hareket ettiren kuvvet, ray boyunca aralıklarla yerleştirilmiş elektromıknatıslar tarafından üretilir. Elektromıknatısların alanları, trene monte edilen Halbach kurulumlarını itecek ve ileriye doğru hareket ettirecek şekilde titreşir. Post'a göre, Halbach tesisatlarının doğru düzenlenmesiyle, otomobiller depreme kadar hiçbir koşulda dengesini kaybetmeyecek. Şimdi, Post'un 1/20 ölçekli gösteri çalışmasının başarısına dayanarak, NASA, uyduların yörüngeye daha verimli bir şekilde fırlatılması için bu konsepti daha fazla araştırmak üzere Livermore'daki ekibiyle 3 yıllık bir sözleşme imzaladı. Bu sistemin, üzerindeki ana motorları açmadan önce roketi yaklaşık 1 Mach hıza çıkaracak yeniden kullanılabilir bir güçlendirici olarak kullanılacağı varsayılmaktadır.

Bununla birlikte, tüm zorluklara rağmen, manyetik kaldırma araçlarını kullanma beklentileri çok cazip olmaya devam ediyor. Bu nedenle, Japon hükümeti, temelde yeni bir tür nükleer enerji üzerinde çalışmaya devam etmeye hazırlanıyor. Kara ulaşımı- manyetik kaldırma trenleri. Mühendislerin güvencelerine göre, maglev arabaları Japonya'nın en kalabalık iki merkezi olan Tokyo ve Osaka arasındaki mesafeyi sadece 1 saatte kat edebiliyor. Mevcut yüksek hızlı tren ekspresinin bunu yapması 2,5 kat daha fazla zaman alıyor.

Maglev'in hızının sırrı, elektromanyetik itme kuvvetiyle havada asılı kalan arabaların ray boyunca değil, üzerinde hareket etmesidir. Bu, tekerlekler raylara sürtündüğünde kaçınılmaz olan kayıpları tamamen ortadan kaldırır. Yamanashi Eyaletinde 18,4 km uzunluğundaki bir deneme bölümünde gerçekleştirilen uzun vadeli testler, bunun güvenilirliğini ve güvenliğini doğruladı. taşıma sistemi. Otomatik modda hareket eden arabalar, yolcu yükü 550 km / s hız geliştirdi. Şimdiye kadar, raylarda yüksek hızlı seyahat rekoru, 1990 yılında TGV treni testler sırasında 515 km / s hıza ulaşan Fransızlara ait.

Manyetik bir yastık üzerinde araçların çalışması ile ilgili sorunlar

Japonlar ayrıca ekonomik sorunlardan ve her şeyden önce yüksek hızlı maglev hattının karlılığı sorusundan endişe duyuyorlar. Bugün Tokyo ve Osaka arasında her yıl yaklaşık 24 milyon insan seyahat ediyor, yolcuların %70'i yüksek hızlı tren hattını kullanıyor. Fütürologlara göre, bir bilgisayar iletişim ağının devrim niteliğindeki gelişimi, kaçınılmaz olarak ikisi arasındaki yolcu trafiğinde bir azalmaya yol açacaktır. büyük merkezlerülkeler. tıkanıklık üzerine ulaşım hatlarıülkenin aktif nüfusunda ortaya çıkan düşüş de etkileyebilir

Federal Demiryolu Taşımacılığı Dairesi başkanı Mikhail Akulov, sonunda Moskova'da düzenlediği basın toplantısında, Rusya'nın Moskova'dan St. Petersburg'a manyetik bir yastık üzerinde tren hareketini açma projesinin yakın gelecekte uygulanmayacağını söyledi. Şubat 2011. Maglev trenlerini kış şartlarında çalıştırma tecrübesi olmadığı için bu projede sorunlar olabilir diyen Akulov, böyle bir projenin Çin tecrübesini benimsemiş bir grup Rus geliştirici tarafından önerildiğini söyledi. Aynı zamanda Akulov, Moskova - St. Petersburg yüksek hızlı bir otoyol oluşturma fikrinin bugün tekrar alakalı olduğunu kaydetti. Özellikle, yüksek hızlı bir otoyolun oluşturulmasının bir otomobil otoyolunun paralel inşaatı ile birleştirilmesi önerildi. Ajansın başkanı, hangi yapılardan bahsettiğini belirtmeden, Asya'dan güçlü iş yapılarının bu projeye katılmaya hazır olduğunu da sözlerine ekledi.

Tren Manyetik Süspansiyon Teknolojileri

Şu anda, trenlerin manyetik olarak askıya alınması için 3 ana teknoloji bulunmaktadır:

1. Süper iletken mıknatıslarda (elektrodinamik süspansiyon, EDS).

Süper iletken mıknatıs - süper iletken bir malzemeden yapılmış bir sargıya sahip bir solenoid veya elektromıknatıs. Süperiletkenlik durumundaki sargı sıfır omik dirence sahiptir. Böyle bir sargı kısa devre yaparsa, içinde indüklenen elektrik akımı neredeyse keyfi olarak uzun kalır.

Süperiletken bir mıknatısın sargısı boyunca dolaşan sönümlenmemiş akımın manyetik alanı, bilimsel araştırma ve mühendislikteki bir dizi uygulama için önemli olan son derece kararlı ve dalgalanmasızdır. Bir süper iletken mıknatısın sargısı, sıcaklık süperiletkenin kritik sıcaklığı Tk'nin üzerine çıktığında, sargıda kritik akım Ik veya kritik manyetik alan Hk'ye ulaşıldığında süperiletkenlik özelliğini kaybeder. Bu göz önüne alındığında, süper iletken mıknatısların sargıları için. Tk, Ik ve Hk değerleri yüksek olan malzemeler kullanılmaktadır.

2. Elektromıknatıslarda (elektromanyetik süspansiyon, EMS).

3. Kalıcı mıknatıslarda; yeni ve potansiyel olarak en ekonomik sistemdir.

Kompozisyon, mıknatısların aynı kutuplarının itilmesi ve tersine farklı kutupların çekiciliği nedeniyle yükselir. Hareket lineer bir motor tarafından gerçekleştirilir.

Lineer motor, manyetik sistemin elemanlarından birinin açık olduğu ve hareketli bir manyetik alan oluşturan yayılmış bir sargıya sahip olduğu ve diğerinin hareketli parçanın doğrusal hareketini sağlayan bir kılavuz şeklinde yapıldığı bir elektrik motorudur. motorun

Şimdi birçok lineer motor tasarımı var, ancak hepsi iki kategoriye ayrılabilir - düşük ivmeli motorlar ve yüksek ivmeli motorlar.

Toplu taşımada (maglev, monoray, metro) düşük ivmeli motorlar kullanılmaktadır. Yüksek ivmeli motorların uzunluğu oldukça küçüktür ve genellikle bir nesneyi hızlandırmak için kullanılır. yüksek hız ve sonra serbest bırakın. Genellikle hiper hızlı çarpışma araştırmaları için, silah veya uzay aracı fırlatıcıları olarak kullanılırlar. Lineer motorlar ayrıca takım tezgahı besleme tahriklerinde ve robotikte yaygın olarak kullanılmaktadır. ya trende ya da yolda ya da hem orada hem de orada bulunur. Ciddi bir tasarım sorunu, yeterince güçlü mıknatısların büyük ağırlığıdır, çünkü havada büyük bir bileşimi korumak için güçlü bir manyetik alan gereklidir.

Earnshaw teoremine göre (S. Earnshaw, bazen Earnshaw tarafından yazılmıştır), elektromıknatıslar ve yalnızca kalıcı mıknatıslar tarafından oluşturulan statik alanlar, diamagnet alanlarının aksine kararsızdır.

Diamagnetler, üzerlerine etki eden dış manyetik alanın yönüne doğru manyetize olan maddelerdir. Harici bir manyetik alanın yokluğunda, diamagnetlerin manyetik momenti yoktur. ve süper iletken mıknatıslar. Stabilizasyon sistemleri vardır: sensörler trenden raya olan mesafeyi sürekli olarak ölçer ve buna göre elektromıknatıslardaki voltaj değişir.

Araçların manyetik bir yastık üzerinde hareket etme prensibini aşağıdaki şemada inceleyebilirsiniz.

Değişen manyetik alanların etkisi altında araçları ileri doğru hareket ettirme prensibini gösterir. Mıknatısların konumu, otomobilin karşı direğe doğru çekilmiş gibi görünmesini sağlayarak tüm yapıyı hareket ettiriyor.

En detaylı Sami manyetik kurulumu şemada gösterilmiştir.lineer asenkron makinelere dayalı aracın manyetik süspansiyonu ve elektrikli tahriki tasarımları

Pirinç. 1. Lineer asenkron makinelere dayalı aracın manyetik süspansiyonunun ve elektrikli tahrikinin tasarımı:
1 - manyetik süspansiyon indüktörü; 2 - ikincil eleman; 3 - kapak; 4.5 - süspansiyon indüktörünün dişleri ve sarımı; 6.7 - ikincil elemanın iletken kafesi ve manyetik devresi; 8 - baz; 9-platformu; 10 - mürettebat gövdesi; 11, 12 - yaylar; 13 - damper; 14 - çubuk; 15 - silindirik menteşe; 16 - sürgülü destek; 17 - dirsek; 18 - vurgu; 19 - çubuk. Von - manyetik alan hızı: Fn - kaldırma kuvveti süspansiyon: Wb - süspansiyon çalışma aralığı indüksiyonu

İncir. 2. Çekiş lineer asenkron motorun tasarımı:
1 - çekiş tahrik indüktörü; 2 - ikincil eleman; 3 - tahrik indüktörünün manyetik devresi; 4 - tahrik indüktörünün baskı plakaları; 5 - tahrik indüktörünün dişleri; 6 - tahrik indüktörünün sargı bobinleri; 7 - baz.

Manyetik levitasyonlu taşımanın avantajları ve dezavantajları

Avantajlar

• Teorik olarak seri (spor dışı) bir kara taşımacılığında elde edilebilecek en yüksek hız.
• Düşük gürültü.

Kusurlar

• Bir parkur oluşturmanın ve sürdürmenin yüksek maliyeti.
• Mıknatısların ağırlığı, güç tüketimi.
• Manyetik süspansiyon tarafından oluşturulan elektromanyetik alan, eğitim ekiplerine ve/veya yakınlardaki sakinlere zarar verebilir. AC elektrikli demiryollarında kullanılan cer trafoları bile sürücülere zararlıdır, ancak bu durumda alan gücü daha büyüktür. Kalp pili kullanan kişilerin maglev hatlarını kullanmaması da mümkündür.
• Yol ve tren arasındaki boşluğu (birkaç santimetre) kontrol etmek için yüksek hızda (yüzlerce km / s) gerekli olacaktır. Bu, ultra hızlı kontrol sistemleri gerektirir.
• Karmaşık bir ray altyapısı gereklidir.

Örneğin, bir maglev oku, yolun dönüş yönüne bağlı olarak değişen iki bölümünü temsil eder. Bu nedenle, maglev çizgilerinin çatallar ve kavşaklarla az ya da çok dallı ağlar oluşturması olası değildir.

Yeni ulaşım türlerinin geliştirilmesi

Manyetik bir yastık üzerinde yüksek hızlı tekerleksiz trenlerin oluşturulmasına yönelik çalışmalar, 1974'ten beri özellikle Sovyetler Birliği'nde uzun süredir devam etmektedir. Ancak şimdiye kadar geleceğin en umut verici ulaşım sorunu hala açık ve geniş bir faaliyet alanı.

Pirinç. 2 Manyetik kaldırma tren modeli

Şekil 2, geliştiricilerin tüm mekanik sistemi alt üst etmeye karar verdiği bir maglev treni modelini göstermektedir. Demiryolu hattı, trenler için özel açıklıklar (pencereler) ile belirli eşit mesafelerde yerleştirilmiş bir dizi betonarme destektir. Raylar yok. Neden? Niye? Gerçek şu ki, model ters çevrilmiş ve trenin kendisi bir ray görevi görüyor ve dönüş hızı tren sürücüsü tarafından uzaktan kontrol edilen desteklerin pencerelerine elektrik motorlu tekerlekler takılıyor. Böylece, tren olduğu gibi havada uçar. Destekler arasındaki mesafeler, hareketinin her anında tren bunlardan en az iki veya üçünde olacak ve bir vagon bir açıklıktan daha uzun bir uzunluğa sahip olacak şekilde seçilir. Bu sadece treni ağırlıkta tutmakla kalmaz, aynı zamanda tekerleklerden biri herhangi bir destekte başarısız olursa hareket devam eder.

Bu özel modeli kullanmanın avantajları yeterlidir. Birincisi, malzemelerden tasarruf sağlar, ikincisi, trenin ağırlığı önemli ölçüde azalır (motorlara veya tekerleklere gerek yoktur), üçüncüsü, böyle bir model son derece çevre dostudur ve dördüncüsü, yoğun nüfuslu bir şehirde böyle bir rota döşemek veya engebeli araziye sahip alan, standart ulaşım modlarından çok daha kolaydır.

Ancak eksiklikler hakkında söyleyemeyiz. Örneğin, mesnetlerden biri rota içinde kuvvetli bir şekilde saparsa, bu felakete yol açacaktır. Bununla birlikte, geleneksel demiryolları çerçevesinde felaketler mümkündür. Teknoloji maliyetinde güçlü bir artışa neden olan bir diğer konu da destekler üzerindeki fiziksel yüktür. Örneğin, belirli bir açıklıktan yeni çıkmış bir trenin kuyruğu, konuşan basit terimlerle, olduğu gibi, bir sonraki desteğe "asılır" ve büyük bir yük uygularken, trenin ağırlık merkezi de değişir, bu da tüm destekleri bir bütün olarak etkiler. Yaklaşık olarak aynı durum, trenin başı açıklıktan ayrıldığında ve bir sonraki desteğe ulaşana kadar aynı şekilde "asılı kaldığında" meydana gelir. Bir tür salıncak çıkıyor. Tasarımcıların bu sorunu nasıl çözmeyi düşündükleri (taşıyıcı kanat yardımıyla, büyük hız, destekler arasındaki mesafeyi azaltarak...) hala belirsiz. Ama çözümler var. Üçüncü sorun ise dönüşler. Geliştiriciler, arabanın uzunluğunun birden fazla açıklık olduğuna karar verdiğinden, bir dönüş sorunu var.

Pirinç. 3 Yunitskiy'nin Yüksek Hızlı İp Taşımacılığı

Buna alternatif olarak Yunitskiy's High-Speed ​​​​String Transport (STU) adlı tamamen Rus bir gelişme var. Çerçevesinde, dört tekerlekli taşıma modüllerinin hareket ettiği, 5-25 metre yüksekliğe kadar destekler üzerinde yükseltilmiş öngerilmeli tel rayların kullanılması önerilmektedir. UST'nin maliyet fiyatı çok daha düşük - kilometre başına 600-800 bin dolar ve altyapı ve vagonlarla - km başına 900-1200 bin dolar.

Pirinç. 4 Monoray taşımacılığına örnek

Ancak, olağan monoray performansı için yakın gelecek hala görülüyor. Üstelik monoray sistemleri çerçevesinde artık geri dönüyorlar. en son teknoloji Taşıma otomasyonu için. Örneğin, Amerikan şirketi Taxi 2000, hem şehir içinde hem de ötesinde seyahat edebilen SkyWeb Express otomatik taksilerinden oluşan bir monoray sistemi oluşturur. Bu tür taksilerde şoföre ihtiyaç yoktur (tıpkı bilimkurgu kitaplarında ve filmlerinde olduğu gibi). Hedefi belirtirsiniz ve taksi sizi oraya götürür ve bağımsız olarak en iyi rotayı oluşturur. Her şey burada elde edilir - hem güvenlik hem de doğruluk. Taxi 2000 şu anda en gerçekçi ve uygulanabilir projedir

Çözüm

Manyetik levitasyon trenleri en çok kullanılanlardan biri olarak kabul edilir. umut verici türler geleceğin nakliyesi. Manyetik kaldırma trenleri, tekerleklerin tamamen yokluğu ile sıradan trenlerden ve monoraylardan farklıdır - hareket ederken, arabalar manyetik kuvvetlerin etkisinden dolayı geniş bir rayın üzerinde duruyor gibi görünmektedir. Sonuç olarak, böyle bir trenin hızı 400 km/s'ye ulaşabilir ve bazı durumlarda bu tür ulaşım bir uçağın yerini alabilir. Şu anda dünyada uygulamada Transrapid olarak da adlandırılan tek bir manyetik yol projesi var.

Birçok gelişme ve proje zaten 20-30 yaşında. Ve yaratıcılarının asıl görevi yatırımcıları çekmek. Taşıma sorunu oldukça önemlidir, çünkü çoğu zaman bazı ürünleri çok pahalı satın alırız, çünkü bunların taşınması için çok şey harcanmıştır. İkinci sorun çevre, üçüncüsü ise yıldan yıla artan ulaşım yollarının yüksek tıkanıklığı ve bazı ulaşım türleri için yüzde onlarca.

Umalım ki yakın gelecekte kendimiz manyetik yastıklı araçlara binebileceğiz. Zaman ilerliyor...

bibliyografya

1. Drozdova T.E. teorik temel ilerici teknolojiler. - Moskova: MGOU, 2001. - 212 s.
2. Malzeme bilimi ve yapısal malzemelerin teknolojisi / Tyalina L.N., Fedorova N.V. öğretici. - Tambov: TSTU, 2006. - 457 s.
3. İç suları kirlilikten ve tükenmeden koruma yöntemleri / ed. Gavich I.K. - M.: UNITI-DANA, 2002. - 287 s.
4. Endüstriyel atıksu arıtma yöntemleri / Zhukov A.I. Mongait I.L., Rodziller I.D. - E.: Infra-M, 2005. - 338 s.
5. En önemli endüstrilerin teknolojisinin temelleri / ed. Sidorova I.A. Üniversitelerin ders kitabı. - M.: Yüksek Lisans, 2003. - 396 s.
6. Ulusal ekonominin en önemli dallarının teknoloji sistemi / Dvortsin M.D., Dmitrienko V.V., Krutikova L.V., Mashikhina L.G. öğretici. - Habarovsk: KhPI, 2003. - 523 s.

• Manyetik kaldırma trenleri, geleneksel trenlerden daha yüksek hızlara ulaşma yeteneğine sahiptir.
• Manyetik kaldırma trenleri, normal trenlerden daha az gürültü üretir.
• Manyetik kaldırma trenleri, yolcular için seyahat süresini azaltır.
• Manyetik kaldırma trenleri, atmosferi daha az kirleten elektrik enerjisi kaynaklarını kullanır.

Maglev trenlerinin dezavantajları

• Maglev trenleri, geleneksel trenlerden daha pahalıdır.
• Manyetik kaldırma trenleri özel personel eğitimi gerektirir.
• Süper iletken maglev trenleri, levitasyon oluşturmak için raya monte edilmiş güçlü elektromıknatıslar kullanır. Bu durumda, yolcuları güçlü manyetik alanların etkilerinden korumak için görev ortaya çıkar.
• Beklenmedik bir voltaj düşüşü, süper iletken maglev treninin vagonlarının raya batmasına neden olur. Yüksek hızlarda bu tehlikeli olabilir (Inductrack trenlerinde bu bir sorun değildir, çünkü trenin tekerlekleri vagonların tamamen durmasını sağlar).
• Güçlü bir yan rüzgar, vagonları kaydırarak ve raylarla temas etmelerine neden olarak bir maglev treninin çalışmasını bozabilir. Raydaki kar veya buz da sorunlara neden olabilir.

Soru

Süper iletken manyetik yastıklara sahip bir trende yolcuları güçlü manyetik alanlardan nasıl izole edebilirim?

Cevap

Vagonlar veya en azından bölmeler, manyetik indüksiyon hatlarını bloke eden ferromanyetik malzemeden (örneğin çelik) yapılabilir. Ne yazık ki çelik, tren yapımında yaygın olarak kullanılan alüminyumdan çok daha ağırdır. Alüminyum ferromanyetik değildir ve yolcular için potansiyel olarak tehlikeli olan yüksek voltaj akımları uygulanmadıkça manyetik alanlara karşı koruma sağlamaz.

Soru

Bir maglev treni sarp bir tepeyi veya dağı aşabilecek mi? Eğer onu durduracak bir sürtünme yoksa yokuş aşağı yuvarlanıp vadide kalmayacak mı?

Cevap

Maglev trenlerinde kullanılan lineer asenkron motorlar, bu tür trenleri geleneksel trenlerden daha dik yokuşlara kaldırabilmektedir. Ayrıca lineer asenkron motorlar ters frenlemeye geçerek yerçekimine karşı çalışarak trenin aşağı kaymasını engeller.

Buharlı lokomotiflerin icadından bu yana 200 yıldan fazla zaman geçti. Dan beri demiryolu taşımacılığı yolcu ve eşya taşımacılığında en çok talep edilen ulaşım aracı oldu. Bununla birlikte, bilim adamları bu hareket yöntemini geliştirmek için aktif olarak çalışıyorlar. Sonuç olarak, maglev veya manyetik yastıklı tren yaratıldı.

Fikir yirminci yüzyılın başında ortaya çıktı. Ama bunu o dönemde ve o koşullarda gerçekleştirmek mümkün değildi. Ve sadece 60'ların sonlarında - Almanya'da 70'lerin başında, fırlattıkları manyetik bir iz oluşturdular. araç yeni nesil. Ardından maksimum 90 km/s hızla hareket etti ve sadece 4 yolcu alabildi. 1979'da maglev treni yükseltildi ve saatte 75 kilometre hızla 68 yolcu taşıyabildi. Ve aynı zamanda, Japonya'da maglev'in farklı bir varyasyonu inşa edildi. 517 km / s hıza çıktı.

Bugün, manyetik yastıklar üzerindeki trenlerin hızı, uçaklarla gerçek bir rekabet yaratabilir. Manyeto uçak, hava taşıyıcılarıyla ciddi şekilde rekabet edebilir. Tek engel, maglevlerin sıradan demiryolu raylarında kayma yeteneğine sahip olmamasıdır. Özel otoyollara ihtiyaç duyarlar. Ayrıca, gerekli trenlerin hava yastığı Manyetik alan daha sağlıklı bir insan üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olabilir.

Manyetik planör raylar üzerinde hareket etmez, kelimenin tam anlamıyla uçar. Manyetik yolun yüzeyinden küçük bir yükseklikte (15 cm). Elektromıknatısların hareketi nedeniyle rayın üzerine çıkar. Bu inanılmaz hızı açıklıyor.

Maglev tuvali bir dizi beton levhaya benziyor. Mıknatıslar bu yüzeyin altında bulunur. Yapay olarak, trenin “sürdüğü” bir manyetik alan yaratırlar. Hareket sırasında sürtünme yoktur, bu nedenle frenleme için aerodinamik sürtünme kullanılır.

eğer açıksa sade dil eylem ilkesini açıklayın, o zaman böyle olacak. Aynı kutuplara sahip bir çift mıknatıs birbirine yaklaştırıldığında, birbirlerini itiyormuş gibi görünürler. Manyetik bir yastık çıkıyor. Zıt kutuplar yaklaştığında mıknatıslar birbirini çeker ve tren durur. Böyle bir temel ilke, havada düşük bir irtifada hareket eden bir manyetoplanın çalışmasının temelidir.

Günümüzde 3 adet maglev süspansiyon teknolojisi kullanılmaktadır.

1. Elektrodinamik süspansiyon, EDS.

Aksi takdirde, süper iletken mıknatıslarda, yani süper iletken bir malzemenin sargılı varyasyonlarında denir. Bu sargı sıfır omik dirence sahiptir. Ve kısa devre yapılırsa, içindeki elektrik akımı süresiz olarak depolanır.

2. Elektromanyetik süspansiyon, EMS (veya elektromıknatıslar).

3. Kalıcı mıknatıslarda. Bugün en ucuz teknolojidir. Hareket süreci, manyetik sistemin bir elemanının açık olduğu ve hareketli bir manyetik alan oluşturan yayılmış bir sargıya sahip olduğu ve ikincisi bir kılavuz şeklinde yapıldığı bir lineer motor, yani bir elektrik motoru tarafından sağlanır. motorun hareketli parçasının doğrusal hareketinden sorumludur.

Birçok insan şöyle düşünüyor: Bu tren güvenli mi, düşmeyecek mi? Tabii ki düşmeyecek. Bu, maglev'in yolda hiçbir şey tutmadığı anlamına gelmez. Elektromıknatısların yerleştirildiği trenin alt kısmında bulunan özel “pençeler” vasıtasıyla ray üzerinde durarak treni havaya kaldırır. Ayrıca manyetik düzlemi ray üzerinde tutan mıknatıslar da vardır.

Maglev'e binenler, ilham verici bir şey hissetmediklerini iddia ediyorlar. Tren o kadar sessiz gidiyor ki nefes kesen hız hissedilmiyor. Pencerenin dışındaki nesneler hızla geçer, ancak raydan çok uzakta bulunur. Manyetoplane sorunsuz bir şekilde hızlanır, böylece aşırı yükler de hissedilmez. Sadece trenin yükseldiği an ilginç ve sıra dışıdır.

Yani, maglev'in ana avantajları:

• Kara (spor dışı) ulaşımda elde edilen mümkün olan maksimum hareket hızı,
• az miktarda elektrik gereklidir,
• sürtünme olmaması, düşük bakım maliyetleri nedeniyle,
• sessiz hareket.

Kusurlar:

• daha büyük ihtiyaç Finansal maliyetler pistin yapımı ve bakımı sırasında,
• elektromanyetik alan, bu hatlarda çalışanların ve çevre bölgelerde yaşayanların sağlığına zarar verebilecek niteliktedir,
• tren ve ray arasındaki mesafeyi sürekli kontrol etmek için yüksek hızlı kontrol sistemlerine ve ağır hizmet aletlerine ihtiyaç vardır,
• karmaşık yol düzeni ve yol altyapısı gereklidir.

Maglev veya Maglev (İngiliz manyetik levitasyonundan), manyetik kuvvetler tarafından sürülen ve kontrol edilen manyetik süspansiyonlu bir trendir. Böyle bir tren, geleneksel trenlerden farklı olarak, hareket sırasında ray yüzeyine temas etmez. Tren ile koşu yüzeyi arasında boşluk olduğu için sürtünme ortadan kalkar ve tek frenleme kuvveti sürükleme kuvvetidir.

Bir maglev tarafından ulaşılabilen hız, bir uçağın hızıyla karşılaştırılabilir ve kısa (havacılık için) mesafelerde (1000 km'ye kadar) hava iletişimi ile rekabet etmesine izin verir. Bu tür bir ulaşım fikri yeni olmasa da, ekonomik ve teknik kısıtlamalar, tam olarak ortaya çıkmasına izin vermedi: teknoloji, yalnızca birkaç kez kamu kullanımı için somutlaştırıldı. Manyetik yol elemanlarının konvansiyonel bir demiryolunun rayları arasına veya yol yatağının altına yerleştirildiği projeler olmasına rağmen, Maglev şu anda mevcut ulaşım altyapısını kullanamamaktadır.

Şu anda, trenlerin manyetik olarak askıya alınması için 3 ana teknoloji bulunmaktadır:

1. Süper iletken mıknatıslarda (elektrodinamik süspansiyon, EDS).

Almanya'da düzenlendi Demiryolu geleceği” daha önce Şanghay halkının protestolarını kışkırttı. Ancak bu kez büyük bir kargaşaya dönüşme tehdidinde bulunan gösterilerden korkan yetkililer, trenlerle ilgilenme sözü verdi. Gösterileri zamanında durdurmak için yetkililer, kitlesel protestoların en sık gerçekleştiği yerlere video kameralar bile astı. Çinli kalabalık çok organize ve hareketli, birkaç saniye içinde toplanıp sloganlarla gösteriye dönüşebiliyor.

Bu, 2005'teki Japon karşıtı yürüyüşlerden bu yana Şanghay'daki en büyük halka açık gösteri. Bu, Çin'in kötüleşen çevre konusundaki endişelerinin neden olduğu ilk protesto değil. Geçen yaz, binlerce göstericiden oluşan kalabalık hükümeti bir kimyasal kompleksin inşasını ertelemeye zorladı.

Şanghay Maglev Treni, dünyanın ilk ticari maglev demiryolu hattı ve Orta Krallık'taki en pahalı demiryolu projesidir.

Proje başladı ticari sömürü 1 Ocak 2004'ten beri. Maliyeti yaklaşık 1,6 milyar ABD dolarıdır (10 milyar yuan).

Bu tür yüksek maliyetler, esas olarak, güzergahın çoğunun sulak alanlardan geçmesi gerçeğinden kaynaklanıyordu, bu nedenle inşaatçılar her bir üst geçit desteği için beton bir altlık inşa etmek zorunda kaldılar (ve her 25 metrede bir birçoğu var). Bu arada, bazı yerlerde bu yastığın kalınlığı 70 m'ye ulaşıyor.

Bu arada, Şanghay Maglev hattı otoyolların en uzunu değil, uzunluğu Pudong Uluslararası Havalimanı'ndan Şanghay'daki Longyang-Lu metro istasyonuna sadece 30 kilometre.

Ancak bu mesafe "Shanghai Maglev" sadece 7:20 veya 8:10 dakikada (günün saatine bağlı olarak) üstesinden gelir. Trenin azami hızı 431 km/s ve ortalama hızı yaklaşık 250 km/s'dir.

Doğru, maksimum hızıyla sadece 1,5 dakika koşar, çünkü çok fazla hızlanacak hiçbir yer yoktur, mesafe çok büyük değildir.

Hat, 15 ila 20 dakikalık aralıklarla 18:45 - 21:30 saatleri arasında çalışır.

Ücret tek yön yaklaşık 7,3 USD'dir. Uçak bileti olan yolcular için - 5,81 USD. VIP biletlerin maliyeti standart biletlerin yaklaşık iki katıdır.