Как работи двигател на високоскоростен влак? Maglev, или влак с магнитна левитация, е ново ниво на транспорт. Недостатъци на влаковете с магнитна левитация

Влаковете с магнитна левитация и маглев влаковете са най-бързата форма на наземен обществен транспорт. И въпреки че досега са пуснати в експлоатация само три малки релси, изследванията и тестовете на прототипи на магнитни влакове се провеждат в различни странио Как се е развила технологията за магнитна левитация и какво я очаква в близко бъдеще ще научите от тази статия.

История на формирането

Първите страници от историята на Maglev бяха изпълнени с поредица от патенти, получени в началото на 20 век в различни страни. През 1902 г. немският изобретател Алфред Зайден получава патент за дизайна на влак, оборудван с линеен двигател. И четири години по-късно Франклин Скот Смит разработи друг ранен прототип на влак с електромагнитно окачване. Малко по-късно, в периода от 1937 до 1941 г., немският инженер Херман Кемпер получава още няколко патента, свързани с влакове, оборудвани с линейни електрически двигатели. Между другото, подвижният състав на московската монорелса транспортна система, построен през 2004 г., използва асинхронни линейни двигатели за задвижване - това е първата в света монорелса с линеен двигател.

Влак от московската монорелсова система близо до гара Телецентр

В края на 40-те години изследователите преминаха от думи към действия. Британският инженер Ерик Лазетуейт, когото мнозина наричат ​​„бащата на maglev“, успя да разработи първия работещ пълноразмерен прототип на линеен индукционен двигател. По-късно през 60-те години на миналия век той се присъединява към разработването на верижен влак-стрела на въздушна възглавница. За съжаление, проектът е затворен през 1973 г. поради липса на средства.

През 1979 г. се появява първият в света прототип на влак с магнитна левитация, лицензиран за предоставяне на пътнически транспортни услуги, Transrapid 05. В Хамбург е построена тестова писта с дължина 908 м, която е представена на изложението IVA 79. Интересът към проекта беше толкова голяма, че Transrapid 05 успя да работи успешно още три месеца след края на изложението и да превози общо около 50 хиляди пътници. Максималната скорост на този влак е била 75 км/ч.

А първият търговски магнитен самолет се появява през 1984 г. в Бирмингам, Англия. Маглев железопътна линия свързва терминала на международното летище в Бирмингам и близката жп гара. Работи успешно от 1984 до 1995 г. Дължината на линията беше само 600 м, а височината, до която влакът с линеен асинхронен двигателиздигнал се над пътната настилка – 15 милиметра. През 2003 г. на негово място е изградена системата за превоз на пътници AirRail Link, базирана на технологията Cable Liner.

През 80-те години на миналия век разработването и внедряването на проекти за създаване на високоскоростни влакове с магнитна левитация започва не само в Англия и Германия, но и в Япония, Корея, Китай и САЩ.

Как работи

За основните свойства на магнитите знаем още от часовете по физика в 6 клас. Ако доближите северния полюс на постоянен магнит до северния полюс на друг магнит, те ще се отблъскват. Ако един от магнитите се обърне, свързвайки различни полюси, той се привлича. Този прост принцип се намира в маглев влаковете, които се плъзгат във въздуха над релса за кратко разстояние.

Технологията на магнитното окачване се основава на три основни подсистеми: левитация, стабилизация и ускорение. В същото време на този моментИма две основни технологии за магнитно окачване и една експериментална, доказана само на хартия.

Влаковете, изградени по технологията на електромагнитното окачване (EMS), използват електромагнитно поле за левитация, чиято сила варира във времето. При което практическо изпълнениеТази система е много подобна на работата на конвенционалния железопътен транспорт. Тук се използва Т-образно релсово легло, направено от проводник (предимно метал), но влакът използва система от електромагнити - опора и водачи - вместо колесни двойки. Опорните и водещите магнити са разположени успоредно на феромагнитните статори, разположени в краищата на Т-образния път. Основният недостатък на EMS технологията е разстоянието между опорния магнит и статора, което е 15 милиметра и трябва да се контролира и регулира със специални автоматизирани системив зависимост от много фактори, включително променливия характер на електромагнитното взаимодействие. Между другото, системата за левитация работи благодарение на батерии, монтирани на борда на влака, които се презареждат от линейни генератори, вградени в опорните магнити. Така при спиране влакът ще може да левитира дълго време на батерии. Влаковете Transrapid и по-специално Shanghai Maglev са изградени на базата на EMS технология.

Влаковете, базирани на технологията EMS, се задвижват и спират с помощта на синхронен линеен двигател с ниско ускорение, представен от опорни магнити и коловоз, над който се движи магнитната равнина. от общо взето, задвижваща система, вграден в платното, е обикновен статор (неподвижната част на линеен електродвигател), разположен по дъното на платното, а опорните електромагнити от своя страна работят като арматура на електродвигателя. По този начин, вместо да произвежда въртящ момент, променливият ток в намотките генерира магнитно поле от възбудени вълни, което движи влака без контакт. Промяна в силата и честотата променлив токви позволява да регулирате тягата и скоростта на влака. В същото време, за да забавите, просто трябва да промените посоката магнитно поле.

В случай на използване на технологията за електродинамично окачване (EDS), левитацията се осъществява чрез взаимодействието на магнитното поле в платното и полето, създадено от свръхпроводящи магнити на борда на влака. Японските влакове JR–Maglev са изградени на базата на технология EDS. За разлика от технологията EMS, която използва конвенционални електромагнити и намотки, които провеждат електричество само когато е приложено захранване, свръхпроводящите електромагнити могат да провеждат електричество дори след като източникът на захранване е премахнат, като например по време на прекъсване на захранването. Чрез охлаждане на бобините в системата EDS можете да спестите много енергия. Криогенната система за охлаждане обаче поддържаше повече ниски температурина рулони, може да бъде доста скъпо.

Основното предимство на системата EDS е нейната висока стабилност - при леко намаляване на разстоянието между листа и магнитите възниква отблъскваща сила, която връща магнитите в първоначалното им положение, докато увеличаването на разстоянието намалява отблъскващата сила и увеличава притегателната сила, което отново води до стабилизиране на системата. В този случай не е необходима електроника за управление и регулиране на разстоянието между влака и релсовия път.

Вярно е, че тук има и някои недостатъци - сила, достатъчна за левитиране на влака, възниква само при високи скорости. Поради тази причина влакът EDS трябва да бъде оборудван с колела, които могат да се движат когато ниски скорости(до 100 км/ч). Трябва да се направят и съответните промени по цялата дължина на релсовия път, тъй като влакът може да спре на всяко място поради технически неизправности.

Друг недостатък на EDS е, че при ниски скорости се развива сила на триене в предната и задната част на отблъскващите магнити в мрежата, която действа срещу тях. Това е една от причините, поради които JR-Maglev изостави напълно отблъскващата система и погледна към система за странична левитация.

Заслужава да се отбележи също, че силните магнитни полета в пътническата част налагат инсталирането на магнитна защита. Без екраниране пътуването в такъв вагон е противопоказано за пътници с електронен сърдечен пейсмейкър или магнитни носители (HDD и кредитни карти).

Подсистемата за ускорение във влакове, базирани на EDS технология, работи по същия начин, както във влакове, базирани на EMS технология, с изключение на това, че след промяна на полярността статорите спират за момент.

Третата, най-близка до внедряване технология, която засега съществува само на хартия, е версията EDS с постоянни магнити Inductrack, които не изискват енергия за активиране. Доскоро изследователите вярваха, че постоянните магнити нямат достатъчно сила, за да левитират влак. Този проблем обаче беше решен чрез поставяне на магнити в така наречената „решетка на Халбах“. Магнитите са разположени така, че магнитното поле да възниква над масива, а не под него, и са способни да поддържат левитация на влака при много ниски скорости - около 5 км/ч. Вярно е, че цената на такива масиви от постоянни магнитие много висока, поради което все още няма нито един търговски проект от този вид.

Книгата на рекордите на Гинес

В момента първият ред в списъка с най-много бързи влаковемагнитна левитация е заето от японското решение JR-Maglev MLX01, което на 2 декември 2003 г. на тестовото трасе в Яманаши успява да достигне рекордната скорост от 581 км/ч. Заслужава да се отбележи, че JR-Maglev MLX01 държи още няколко рекорда, поставени между 1997 и 1999 г. - 531, 550, 552 км/ч.

Ако погледнете най-близките си конкуренти, сред тях си струва да се отбележи Shanghai maglev Transrapid SMT, построен в Германия, който успя да достигне скорост от 501 km/h по време на тестове през 2003 г., и неговия прародител - Transrapid 07, който надмина марка от 436 км/ч през 1988 г

Практическа реализация

Магнитният левитационен влак Linimo, който започна работа през март 2005 г., е разработен от Chubu HSST и все още се използва в Япония. Той минава между два града в префектура Аичи. Дължината на платното, над което се движи маглевът, е около 9 км (9 станции). В същото време максималната скорост на Linimo е 100 км/ч. Това не му попречи да превози повече от 10 милиона пътници само през първите три месеца от стартирането му.

По-известен е Shanghai Maglev, създаден немска фирма Transrapid и пуснат в експлоатация на 01.01.2004г. Тази маглев железопътна линия свързва гара Shanghai Longyang Lu с международното летище Pudong. Общо разстояниее 30 км, влакът го преодолява за приблизително 7,5 минути, като ускорява до скорост от 431 км/ч.

Друга маглев железопътна линия работи успешно в Теджон, Южна Корея. UTM-02 стана достъпен за пътниците на 21 април 2008 г. и отне 14 години за разработване и създаване. Маглев железопътната линия свързва Националния научен музей и изложбения парк, които са само на 1 км един от друг.

Сред влаковете с магнитна левитация, които ще започнат да работят в близко бъдеще, заслужава да се отбележи Maglev L0 в Япония, тестването му наскоро беше възобновено. Очаква се да работи по маршрута Токио-Нагоя до 2027 г.

Много скъпа играчка

Не толкова отдавна популярни списания нарекоха влаковете с магнитна левитация революционен транспорт, а стартирането на нови проекти на такива системи беше докладвано със завидна редовност както от частни компании, така и от власти от цял ​​свят. Въпреки това, повечето от тези грандиозни проекти бяха затворени в началните етапи, а някои железопътни линии с маглев, въпреки че успяха да послужат в полза на населението за кратко време, по-късно бяха демонтирани.

Основната причина за провала е, че маглев влаковете са изключително скъпи. Те изискват специално изградена за тях инфраструктура от нулата, което по правило е най-разходната позиция в бюджета на проекта. Например, Shanghai Maglev струва на Китай 1,3 милиарда долара, или 43,6 милиона долара за 1 км двупосочна линия (включително разходите за създаване на влакове и изграждане на гари). Влаковете с магнитна левитация могат да се конкурират с авиокомпаниите само по по-дълги маршрути. Но от друга страна, има малко места в света с достатъчно пътнически трафик, за да направят маглев железопътна линия полезна.

Какво следва?

В момента бъдещето на маглев влаковете изглежда неясно, до голяма степен поради непосилно високата цена на подобни проекти и дългия период на изплащане. В същото време много държави продължават да инвестират огромни суми пари в проекти за високоскоростни железници (HSR). Неотдавна в Япония бяха възобновени високоскоростните тестове на влака с магнитна левитация Maglev L0.

Японското правителство също се надява да привлече интереса на САЩ към собствените си влакове с магнитна левитация. Наскоро представители на компанията The Northeast Maglev, която планира да свърже Вашингтон и Ню Йорк с маглев железопътна линия, направиха официално посещение в Япония. Може би влаковете maglev ще станат по-разпространени в страни с по-малко ефективна високоскоростна железопътна мрежа. Например в САЩ и Великобритания, но цената им ще остане висока.

Има и друг сценарий за развитие на събитията. Както е известно, един от начините за повишаване на ефективността на влаковете с магнитна левитация е използването на свръхпроводници, които при охлаждане до температури, близки до абсолютната нула, напълно губят електрическо съпротивление. Въпреки това, поддържането на огромни магнити в резервоари с изключително студени течности е много скъпо, тъй като желаната температура, необходими са огромни „хладилници“, което допълнително оскъпява.

Но никой не изключва възможността в близко бъдеще светила на физиката да успеят да създадат евтино вещество, което запазва свръхпроводящите свойства дори при стайна температура. Когато се постигне свръхпроводимост при високи температуримощни магнитни полета, способни да държат автомобили и влакове окачени, ще станат толкова достъпни, че дори „летящите автомобили“ ще бъдат икономически жизнеспособни. Така че чакаме новини от лабораториите.

мащабиране- презентация:http://zoom.pspu.ru/presentations/145

1. Цел

Магнитно левитационно влакчеили маглев(от англ. magnetic levitation, т.е. “maglev” - магнитен самолет) е магнитно окачен влак, задвижван и управляван от магнитни сили, предназначен за превоз на хора (фиг. 1). Отнася се за технологията на пътническия транспорт. За разлика от традиционните влакове, той не докосва повърхността на релсата по време на движение.

2. Основни части (устройство) и тяхното предназначение

Има различни технологични решения при разработването на този дизайн (вижте параграф 6). Нека разгледаме принципа на работа на магнитната левитация на влака Transrapid с помощта на електромагнити ( електромагнитно окачване, EMS) (фиг. 2).

Електронно управляваните електромагнити (1) са прикрепени към металната "пола" на всяка кола. Те взаимодействат с магнити от долната страна на специална релса (2), карайки влака да се рее над релсата. Други магнити осигуряват странично подравняване. По релсата е положена намотка (3), която създава магнитно поле, което привежда влака в движение ( линеен двигател).

3. Принцип на действие

Принципът на работа на влак Maglev се основава на следните физични явления и закони:

явление и закон на електромагнитната индукция от М. Фарадей

Правилото на Ленц

Закон на Био-Савар-Лаплас

През 1831 г. английският физик Майкъл Фарадей открива закон на електромагнитната индукция, Чрез което промяна в магнитния поток вътре в проводяща верига възбужда в тази верига електричестводори когато във веригата няма източник на захранване. Въпросът за посоката на индукционния ток, оставен отворен от Фарадей, скоро е решен от руския физик Емилий Кристианович Ленц.

Нека разгледаме затворена кръгова тоководеща верига без свързана батерия или друг източник на захранване, в която със северния полюс е вкаран магнит. Това ще увеличи магнитния поток, преминаващ през контура, и според закона на Фарадей в контура ще се появи индуциран ток. Този ток от своя страна, според закона на Био-Сава, ще генерира магнитно поле, чиито свойства не се различават от свойствата на полето на обикновен магнит със северен и южен полюс. Ленц току-що успя да разбере, че индуцираният ток ще бъде насочен по такъв начин, че северният полюс на магнитното поле, генерирано от тока, ще бъде ориентиран към северния полюс на задвижвания магнит. Тъй като силите на взаимно отблъскване действат между двата северни полюса на магнитите, индукционният ток, индуциран във веригата, ще тече точно в посоката, която ще противодейства на въвеждането на магнита във веригата. И това е само специален случай, но в обобщена формулировка правилото на Ленц гласи, че индуцираният ток винаги е насочен по такъв начин, че да противодейства на основната причина, която го е причинила.

Правилото на Ленц е точно това, което се използва днес във влаковете с магнитна левитация. Под дъното на вагона на такъв влак са монтирани мощни магнити, разположени на няколко сантиметра от стоманения лист (фиг. 3). Когато влакът се движи, магнитният поток, преминаващ през контура на коловоза, непрекъснато се променя и в него възникват силни индукционни токове, създаващи мощно магнитно поле, което отблъсква магнитното окачване на влака (подобно на това как възникват сили на отблъскване между контура и магнита в експеримента, описан по-горе). Тази сила е толкова голяма, че след като набере известна скорост, влакът буквално се издига от коловоза с няколко сантиметра и всъщност лети във въздуха.

Съставът левитира поради отблъскването на еднакви полюси на магнити и, обратно, привличането на различни полюси. Създателите на влака TransRapid (фиг. 1) са използвали неочаквана схема на магнитно окачване. Те не използваха отблъскването на едноименните полюси, а привличането на противоположните полюси. Окачването на товар над магнит не е трудно (тази система е стабилна), но под магнит е почти невъзможно. Но ако вземете контролиран електромагнит, ситуацията се променя. Системата за управление поддържа разстоянието между магнитите постоянно от няколко милиметра (фиг. 3). С увеличаването на разстоянието системата увеличава силата на тока в поддържащите магнити и по този начин „дърпа“ колата; при намаляване токът намалява и празнината се увеличава. Схемата има две сериозни предимства. Магнитните елементи на коловоза са защитени от атмосферни влияния, а полето им е значително по-слабо поради малката междина между коловоза и влака; изисква много по-ниски токове. Следователно влак с този дизайн се оказва много по-икономичен.

Влакът се движи напред линеен двигател. Такъв двигател има ротор и статор, опънати на ленти (в конвенционален електродвигател те се навиват на пръстени). Намотките на статора се включват последователно, създавайки движещо се магнитно поле. Статорът, монтиран на локомотива, се изтегля в това поле и движи целия влак (фиг. 4, 5). . Ключовият елемент на технологията е смяната на полюсите на електромагнитите чрез последователно подаване и отвеждане на ток с честота 4000 пъти в секунда. За надеждна работа разстоянието между статора и ротора не трябва да надвишава пет милиметра. Това е трудно постижимо поради люлеенето на автомобилите по време на движение, което е характерно за всички видове монорелсови пътища, с изключение на пътищата със странично окачване, особено при завой. Следователно е необходима идеална пистова инфраструктура.

Стабилността на системата се осигурява чрез автоматично регулиране на тока в намотките за намагнитване: сензорите постоянно измерват разстоянието от влака до коловоза и напрежението на електромагнитите се променя съответно (фиг. 3). Свръхбързите системи за управление контролират разстоянието между пътя и влака.

Единствената спирачна сила е силата на аеродинамично съпротивление.

И така, диаграмата на движение на влак maglev: под вагона са монтирани поддържащи електромагнити, а на релсата са монтирани намотки на линеен електродвигател. Когато те взаимодействат, възниква сила, която повдига колата над пътя и я дърпа напред. Посоката на тока в намотките непрекъснато се променя, превключвайки магнитните полета, докато влакът се движи.

Поддържащите магнити се захранват от бордови батерии (фиг. 4), които се зареждат на всяка станция. Токът се подава към линейния електродвигател, който ускорява влака до скоростта на самолета, само в участъка, по който се движи влакът (фиг. 6 а). Достатъчно силно магнитно поле на състава ще индуцира ток в намотките на пистата, а те от своя страна създават магнитно поле.

Когато влакът увеличава скоростта или се движи нагоре, енергията се доставя с по-голяма мощност. Ако трябва да намалите скоростта или да шофирате в обратна посока, магнитното поле променя вектора.

Вижте видеоклиповете " Закон за електромагнитната индукция», « Електромагнитна индукция» « Опитите на Фарадей».

Ориз. 6. b Кадри от видео фрагменти „Законът за електромагнитната индукция“, „Електромагнитна индукция“, „Опитите на Фарадей“.

Изминаха повече от двеста години от момента, в който човечеството изобрети първите парни локомотиви. Въпреки това, досега ж.п наземен транспорт, превозващ пътници, използвайки както електрическата енергия, така и дизелово гориво, много често.

Струва си да се каже, че през всички тези години инженерите-изобретатели активно работят за създаване алтернативни начинидвижение. Резултатът от тяхната работа бяха влакове магнитни подложки.

История на появата

Самата идея за създаване на влакове с магнитна левитация се развива активно в началото на ХХ век. По онова време обаче не беше възможно да се реализира този проект поради редица причини. Производството на такъв влак започва едва през 1969 г. Тогава на територията на Германия започва да се прокарва магнитен маршрут, по който ще премине нов влак. превозно средство, който по-късно беше наречен: маглев влак. Пуснат е през 1971 г. Първият маглев влак, наречен Transrapid-02, преминава по магнитния маршрут.

Интересен факт е, че немски инженери произвеждат алтернативно превозно средство въз основа на записките, оставени от учения Херман Кемпер, който през 1934 г. получава патент, потвърждаващ изобретението на магнитната равнина.

Transrapid-02 трудно може да се нарече много бърз. Можеше да се движи с максимална скоростс 90 километра в час. Капацитетът му също беше малък - само четирима души.

През 1979 г. е създаден по-усъвършенстван модел маглев. носещ името "Трансрапид-05", вече можеше да превозва шестдесет и осем пътници. Той се движи по линия, разположена в град Хамбург, чиято дължина е 908 метра. която този влак разви, се равняваше на седемдесет и пет километра в час.

Също през 1979 г. в Япония е пуснат друг модел на маглев. Наричаше се "ML-500". на магнитна левитация достигаше скорост до петстотин и седемнадесет километра в час.

Конкурентоспособност

Скоростта, която могат да достигнат влаковете с магнитна левитация, може да се сравни с. В това отношение този вид транспорт може да се превърне в сериозен конкурент на тези авиокомпании, които работят на разстояние до хиляда километра. Широкото използване на маглев е възпрепятствано от факта, че те не могат да се движат по традиционните железопътни повърхности. Влаковете с магнитна левитация изискват изграждането на специални магистрали. А това изисква големи инвестиции на капитал. Смята се също, че това, което е създадено за превозни средства с маглев, може да повлияе негативно на човешкото тяло, което ще се отрази негативно на здравето на водача и жителите на региони, разположени в близост до такъв маршрут.

Принцип на действие

Влаковете с магнитна левитация са специален вид транспорт. Докато се движи, маглевът сякаш се носи над железопътната линия, без да я докосва. Това се случва, защото превозното средство се задвижва от силата на изкуствено създадено магнитно поле. Няма триене, когато маглевът се движи. Спирачната сила в този случай е аеродинамично съпротивление.

Как работи? Всеки от нас знае за основните свойства на магнитите от уроците по физика в шести клас. Ако два магнита се доближат един до друг със северните си полюси, те ще се отблъскват. Създава се така наречената магнитна възглавница. Когато различни полюси са свързани, магнитите ще се привличат един друг. Този доста прост принцип е в основата на движението на маглев влак, който буквално се плъзга във въздуха на кратко разстояние от релсите.

В момента вече са разработени две технологии, с помощта на които се активира магнитна възглавница или окачване. Третият е експериментален и съществува само на хартия.

Електромагнитно окачване

Тази технология се нарича EMS. Базира се на силата на електромагнитното поле, което се променя с времето. Той предизвиква левитация (издигане във въздуха) на маглев. За придвижване на влака в този случай са необходими Т-образни релси, които са направени от проводник (обикновено метал). По този начин работата на системата е подобна на нормалната железопътна линия. Влакът обаче има опорни и направляващи магнити вместо колесни двойки. Те са разположени успоредно на феромагнитните статори, разположени по ръба на Т-образния лист.

Основният недостатък на технологията EMS е необходимостта да се контролира разстоянието между статора и магнитите. И това въпреки факта, че зависи от много фактори, включително непостоянния характер.За да се избегне внезапно спиране на влака, на него са монтирани специални батерии. Те са в състояние да презареждат поддържащите магнити, вградени в тях, и по този начин да поддържат процеса на левитация за дълго време.

Спирането на влаковете по технологията EMS се осъществява от нискоускоряващ синхронен линеен двигател. Представлява се от опорни магнити, както и пътна настилка, над която се носи магнитът. Скоростта и тягата на влака могат да се регулират чрез промяна на честотата и силата на генерирания променлив ток. За да се забави, е достатъчно да се промени посоката на магнитните вълни.

Електродинамично окачване

Има технология, при която движението на маглев става чрез взаимодействието на две полета. Единият от тях е създаден на магистралата, а вторият на борда на влака. Тази технология се нарича EDS. Изграден на негова основа японски влакна магнитна левитация JR-Maglev.

Тази система има някои разлики от EMS, където се използват конвенционални магнити, към които се подава електрически ток от намотки само когато е приложено захранване.

EDS технологията предполага постоянно снабдяване с електроенергия. Това се случва дори ако захранването е изключено. Намотките на такава система са оборудвани с криогенно охлаждане, което позволява спестяване на значителни количества електроенергия.

Предимства и недостатъци на технологията EDS

Положителната страна на системата, работеща с електродинамично окачване, е нейната стабилност. Дори леко намаляване или увеличаване на разстоянието между магнитите и платното се регулира от силите на отблъскване и привличане. Това позволява на системата да остане в непроменено състояние. С тази технология не е необходимо да се инсталира електроника за управление. Няма нужда от устройства за регулиране на разстоянието между острието и магнитите.

EDS технологията има някои недостатъци. По този начин сила, достатъчна да левитира композицията, може да възникне само при висока скорост. Ето защо маглевите са оборудвани с колела. Те осигуряват движението им със скорост до сто километра в час. Друг недостатък на тази технология е силата на триене, която възниква отзад и отпред на отблъскващите магнити при ниски скорости.

Поради силното магнитно поле трябва да се постави специална защита в пътническата част. В противен случай е забранено да пътува човек с електронен пейсмейкър. Защита е необходима и за магнитни носители за съхранение (кредитни карти и твърди дискове).

Технология в процес на разработка

Третата система, която засега съществува само на хартия, е използването на постоянни магнити във версия EDS, които не изискват енергия, за да бъдат активирани. Съвсем наскоро се смяташе, че това е невъзможно. Изследователите смятат, че постоянните магнити нямат силата да накарат влак да левитира. Този проблем обаче беше избегнат. За да се реши този проблем, магнитите бяха поставени в „матрица на Халбах“. Това разположение води до създаването на магнитно поле не под масива, а над него. Това помага да се поддържа левитация на влака дори при скорост от около пет километра в час.

Този проект все още не е реализиран на практика. Това е обяснено висока ценарешетки, направени от постоянни магнити.

Предимства на маглевите

Най-привлекателният аспект на влаковете с магнитна левитация е перспективата за постигането им високи скорости, което ще позволи на Maglevs да се конкурират дори с реактивни самолети в бъдеще. Този видтранспортът е доста икономичен по отношение на потреблението на електроенергия. Разходите за експлоатацията му също са ниски. Това става възможно поради липсата на триене. Ниският шум на маглевите също е приятен, което ще има положителен ефект върху екологичната ситуация.

недостатъци

Недостатъкът на маглевите е, че необходимото количество за създаването им е твърде голямо. Разходите за поддръжка на релсите също са високи. В допълнение, разглежданият вид транспорт изисква сложна системапътеки и свръхпрецизни инструменти, които контролират разстоянието между платното и магнитите.

в Берлин

В столицата на Германия през 1980 г. е открита първата система от маглев тип, наречена M-Bahn. Дължината на пътя беше 1,6 км. Влакът с магнитна левитация се движи между три метростанции през почивните дни. Пътуването за пътниците беше безплатно. След това населението на града почти се удвоява. Отне съзидание транспортни мрежис възможност за осигуряване на голям пътникопоток. Ето защо през 1991 г. магнитната лента е демонтирана и на нейно място започва изграждането на метрото.

Бирмингам

В този германски град нискоскоростният маглев се свързваше от 1984 до 1995 г. летище и жп гара. Дължината на магнитния път беше само 600 m.

Шанхай

Първата магнитна железница в Берлин е построена от немската компания Transrapid. Провалът на проекта не възпря разработчиците. Те продължиха проучването си и получиха поръчка от китайското правителство, което реши да построи маглев писта в страната. Шанхай и летище Пудонг са свързани с този високоскоростен (до 450 км/ч) маршрут.
Пътят с дължина 30 км е открит през 2002 г. Бъдещите планове включват разширяването му до 175 км.

Япония

Тази страна беше домакин на изложбата Expo-2005 през 2005 г. За откриването му беше пусната в експлоатация магнитна писта с дължина 9 км. Има девет станции по линията. Maglev обслужва района в близост до изложбената зала.

Maglevs се смятат за транспорта на бъдещето. Още през 2025 г. се планира да бъде открита нова супермагистрала в страна като Япония. Влакът с магнитна левитация ще превозва пътници от Токио до една от зоните в централната част на острова. Скоростта му ще бъде 500 км/ч. Проектът ще изисква около четиридесет и пет милиарда долара.

Русия

Руските железници също планират да създадат високоскоростен влак. До 2030 г. Maglev в Русия ще свърже Москва и Владивосток. Пътниците ще изминат пътуването от 9300 км за 20 часа. Скоростта на влак с магнитна левитация ще достигне до петстотин километра в час.

• Влаковете с магнитна левитация са в състояние да достигнат по-високи скорости от конвенционалните влакове.
• Влаковете с магнитна левитация произвеждат по-малко шум от конвенционалните влакове.
• Влаковете с магнитна левитация намаляват времето за пътуване на пътниците.
• Влаковете с магнитна левитация използват източници електрическа енергия, замърсяващи по-малко атмосферата.

Недостатъци на влаковете с магнитна левитация

• Влаковете с магнитна левитация са по-скъпи от обикновените влакове.
• Влаковете с магнитна левитация изискват специално обучение за персонала.
• Свръхпроводящи магнитни левитационни влакове се използват за създаване на левитация мощни електромагнити, монтиран на релсата. В този случай възниква задачата да се предпазят пътниците от въздействието на силни магнитни полета.
• Внезапно падане на напрежението ще доведе до падане на свръхпроводящите вагони на влака с магнитна левитация върху коловоза. При висока скорост това може да бъде опасно (при работа с влакове тип Inductrack такива проблеми не възникват, тъй като колелата на влака ще позволят на вагоните да се движат по инерция, докато спрат напълно).
• Силен страничен порив на вятъра може да наруши работата на влак с магнитна левитация, като размести вагоните и ги накара да влязат в контакт с релсата. Сняг или лед върху релсата също могат да причинят проблеми.

Въпрос

Как да изолираме пътниците от излагане на силни магнитни полета на свръхпроводящ влак с магнитна левитация?

Отговор

Вагоните или поне купетата могат да бъдат направени от феромагнитен материал (например стомана), който блокира линиите на магнитна индукция. За съжаление, стоманата е много по-тежка от алуминия, който обикновено се използва в конструкцията на влаковете. Алуминият не е феромагнитен и не осигурява защита от магнитни полета, освен ако към него не бъде приложен ток високо напрежение, потенциално опасни за пътниците.

Въпрос

Може ли влак с магнитна левитация да изкачи стръмен хълм или планина? Ще се търкаля ли надолу по склона и ще остане в долината, ако няма нужда от триене за спиране?

Отговор

Линейните индукционни двигатели, използвани във влакове с магнитна левитация, са способни да повдигат такива влакове по по-стръмни склонове от конвенционалните влакове. Освен това линейните асинхронни двигатели превключват към спиране на заден ход, предотвратявайки търкалянето на влака надолу, като работят срещу гравитацията.

Shanghai Maglev Train е първата в света търговска железопътна линия с магнитна левитация, както и най-скъпият железопътен проект в Средното кралство.

Проектът започва търговска експлоатация на 1 януари 2004 г. Цената му е около 1,6 милиарда щатски долара (10 милиарда юана).

Такива високи разходи се дължат главно на факта, че повечето отТрасето минава през блатиста местност, поради което строителите трябваше да изградят бетонова площадка за всяка опора на надлеза (а те са много, на всеки 25 метра). Между другото, на някои места дебелината на тази възглавница достига 70 m.

Между другото, линията Shanghai Maglev не е най-дългата от скоростните пътища, дължината й е само 30 километра от международното летище Pudong до метростанция Longyang-Lu в Шанхай.

Но Shanghai Maglev покрива това разстояние само за 7:20 или 8:10 минути (в зависимост от времето на деня). Влакът развива максимална скорост от 431 км/ч и средна около 250 км/ч.

Вярно, че при максималната си скорост той се втурва само за 1,5 минути, защото няма къде да ускори толкова много, а разстоянието не е много голямо.

Линията работи от 18:45 до 21:30 часа, с интервал на обслужване от 15 до 20 минути.

Таксата е около 7,3 USD в едната посока. За пътници със самолетни билети – 5.81 USD. VIP билетите струват приблизително два пъти повече от стандартните билети.