Технология Maglev: сила (очень) сильна с этим

Магнитная левитация гарантирует быструю, безопасную и практически бесшумную транспортировку. Но, несмотря на 80-летнюю историю разработки и внедрения, технология магнитной подвески на самом деле не прижилась. Каков потенциал инфраструктуры, управляемой магнитами? Где недостатки? И что будет дальше с этой инновацией в области транспорта без трения?

Маглевы: как они работают?

Как отмечает Railway Technology , маглев начал свое существование в 1940-х годах с британского инженера-электрика Эрика Лэйтуэйта, которого иногда называют «отцом маглева», который придумал простые с механической точки зрения поезда, работающие без контакта с рельсами, с высокой эффективностью и очень низким уровнем шума.

Первый патент на поезд на магнитной подвеске был выдан в 1960-х Джеймсу Пауэллу и Гордону Дэнби. Согласно Energy.gov , основная концепция проста: магниты на днище вагонов взаимодействуют с магнитными «направляющими» на рельсах , чтобы удерживать вагон в устойчивости и продвигать его вперед.

На практике все обстоит сложнее: сверхпроводящие магниты, охлаждаемые до -450 градусов по Фаренгейту, необходимы для создания мощных магнитных полей. Магниты отталкиваются от «одинаковых» полюсов, чтобы поднять поезд на пять дюймов от пути, а также удерживать его в горизонтальном положении, в то время как магнитные петли с питанием от переменного тока, установленные в стенах пути, используют как противоположные, так и одинаковые полюса, чтобы толкать и тянуть поезд вперед. .

При остановке поезда опираются на резиновые колеса и должны развивать скорость 93 мили в час, прежде чем магнитная сила станет достаточно сильной для подъема. На максимальной скорости поезда на магнитной подвеске могут достигать 375 миль в час .

Привлекательный вариант

Технология Maglev предлагает ряд преимуществ по сравнению с традиционными поездами со стальными рельсами, в том числе:

  • Повышенная скорость : в Японии пригородная линия Linimo работает со скоростью 100 км / ч и может ускоряться в 1,5 раза быстрее, чем сверхскоростной экспресс. Как отмечает Japan Rail Pass , новый поезд на магнитной подвеске, разрабатываемый для линии Тюо Синкансэн, достиг отметки 375 миль в час в 2015 году — это 177-мильное сообщение между Токио и Нагойей планируется открыть в 2027 году и перевозить до 1000 пассажиров.
  • Сокращение затрат на техническое обслуживание : автомобили на магнитной подвеске лишь ненадолго касаются направляющих резиновыми колесами. Для привода магнитных поездов не требуются двигатели, а бетонные направляющие практически не зависят от погодных условий. Результат? Для поддержания работоспособности магнитных транспортных средств требуется минимальное техническое обслуживание. Несмотря на то, что требуется осторожность, чтобы поддерживать систему охлаждения жидким гелием сверхпроводящих магнитов и их радиационные экраны, охлаждаемые азотом, отсутствие физического контакта с треками значительно увеличивает срок их службы.
  • Повышенная безопасность : сход с рельсов практически невозможен, поскольку магнитный «толчок», создаваемый полюсами, быстро увеличивается, если поезда смещаются от центров направляющих. Управление скоростью также более точное, поскольку не требуется никаких драйверов — напряженность магнитного поля напрямую преобразуется в поступательный импульс. История подтверждает этот потенциал: за 60 лет работы японская служба магнитной подвески не сообщила о несчастных случаях со смертельным исходом.
  • Минимальный шум и вибрация : без контакта металла с металлом автомобили на магнитной подвеске работают очень тихо и плавно. Здесь нет скрежетов, скрежетов и неожиданных ухабов из-за сильного ветра, ливня или мусора на гусеницах.
ЧИТАЮТ ТАКЖЕ  $ 25 000 за допомогу в підготовці місії на Місяць пропонує NASA

Тройная угроза

Если технология маглевого управления настолько великолепна, почему сверхпроводящие высокоскоростные железнодорожные линии не являются стандартом? Что мешает магнитам прогрессировать?

Стоимость — самая большая проблема: как отмечает Japan Times , строительство объездной дороги Токайдо Синкансне (открытие которой ожидается в 2047 году) будет стоить 83 миллиарда долларов . По сообщению Baltimore Sun , в настоящее время в Соединенных Штатах ведется обзор работ на линии меньшего масштаба. Хотя потенциал здесь — поездка из Вашингтона в Балтимор за 15 минут, только участок, который проходит через Мэриленд, может стоить от 12 до 15 миллиардов долларов — если все пойдет по плану.

Другая проблема? Как отмечает Лоуренс Блоу, основатель консалтинговой группы MaglevTransport и цитируемый в статье «Железнодорожные технологии», «Maglev является конкурентом автомобилей, поездов и самолетов, а также автобусов и систем метро. У него много естественных врагов, но нет естественных друзей ». Профессор Роджер Гудолл из Университета Лафборо считает, что для того, чтобы линия магнитной подвески была жизнеспособной, необходимо выполнить три критерия:

  1. На обоих концах должен быть большой «мегаполис». Это гарантирует, что на линии будет ездить достаточное количество людей, чтобы компенсировать расходы.
  2. Расстояние между этими городами должно составлять примерно 500 миль. Еще ближе и скорость магнитных поездов не нужна. Любое дальнее путешествие становится предпочтительнее.
  3. Не должно быть существующей железнодорожной линии. Если существует традиционная линия, ее модернизация и обслуживание гораздо более рентабельны, чем строительство новой системы магнитолевой подвески.

Левитация Инновация

От сверхзвуковых поездов до сверхзвуковых воздушных судов, летающих автомобилей и автономных транспортных средств, инновации в области транспорта набирают скорость. Результат? Возобновление интереса к технологиям маглев — и не только к поездам.

Как отмечает Popular Mechanics , потенциальные варианты магнитной подвески включают StarTram, космическую систему запуска на склоне горы, которая может позволить транспортным средствам достигать скорости 18000 миль в час, и SkyTran, в котором частные кабины подвешены к приподнятому рельсовому пути, который увлекает пассажиров (безопасно) со скоростью до 150 миль в час. Ветряные турбины с магнитным приводом могут снизить трение и обеспечить улавливание энергии ветра со скоростью всего пять футов в секунду, в результате чего стоимость энергии ветра сравняется с ценой на уголь.

ЧИТАЮТ ТАКЖЕ  Россия хочет смешать собственную вакцину с вакциной от AstraZeneca

Более амбициозные идеи включают концепцию «Небо и Земля» для летающих городов — используя массивное сверхпроводящее магнитное поле и собственное магнитное поле Земли, эти сверхгорода будут парить в воздушных милях над землей. Реалистично? Возможно нет. Инновационный? Абсолютно.

Будущее без трения

Технология Maglev остается необычным нововведением, но по мере улучшения материалов и снижения затрат преимущества быстрой, безопасной и бесшумной транспортировки могут перевесить естественное отталкивание миллиардных ценников на замену или расширение существующих рельсов — и помочь стимулировать новый рост как в сфере автоматизации транспортных средств. и космический транспорт.

от Telebox

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *