Suchow Vitaly Vladimirovich, Galin Alexey Leonidovich

Wir stellen Ihnen ein Projekt vor, dessen Hauptthema „Elektromagnetische Fahrzeuge und Geräte“ ist. Als wir mit dieser Arbeit begannen, wurde uns das am meisten klar interessante Frage für uns ist Magnetschwebetransport.

Kürzlich machte der berühmte englische Science-Fiction-Autor Arthur Clarke eine weitere Vorhersage. „...Wir stehen möglicherweise kurz davor, einen neuen Typ von Raumfahrzeugen zu entwickeln, mit denen wir die Erde verlassen können minimale Kosten durch die Überwindung der Gravitationsbarriere, glaubt er. - Dann werden die aktuellen Raketen die gleichen sein, wie sie waren Luftballons vor dem Ersten Weltkrieg. Worauf basiert dieses Urteil? Die Antwort muss in modernen Ideen zur Schaffung eines Magnetschwebetransports gesucht werden.

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Vorschau:

1. Offene studentische wissenschaftliche und praktische Konferenz

„Meine Projektaktivitäten im College“

Leitung des wissenschaftlichen und praktischen Projekts:

Elektrotechnik

Projektthema:

Elektromagnetische Fahrzeuge und Geräte. Magnetschwebetransport

Projekt vorbereitet:

Sukhov Vitaly Vladimirovich, Schüler der Gruppe 2 ET

Galin Alexey Leonidovich, Schüler der Gruppe 2 ET

Der Name der Institution:

GBOU SPO Elektromechanische Hochschule Nr. 55

Projektmanager:

Utenkova Eateryna Sergeevna

Moskau 2012

Einführung

Magnetoplane oder Magnetschwebebahn

Halbach-Installation

Abschluss

Referenzliste

Einführung

Wir stellen Ihnen ein Projekt vor, dessen Hauptthema „Elektromagnetische Fahrzeuge und Geräte“ ist. Nachdem wir diese Arbeit aufgenommen hatten, wurde uns klar, dass das interessanteste Thema für uns der Magnetschwebetransport ist.

Kürzlich machte der berühmte englische Science-Fiction-Autor Arthur Clarke eine weitere Vorhersage. „...Wir stehen möglicherweise kurz davor, einen neuen Raumfahrzeugtyp zu entwickeln, der die Erde zu minimalen Kosten verlassen kann, indem er die Gravitationsbarriere überwindet“, glaubt er. „Dann werden die Raketen von heute das sein, was die Ballons vor dem Ersten Weltkrieg waren.“ Worauf basiert dieses Urteil? Die Antwort muss in modernen Ideen zur Schaffung eines Magnetschwebetransports gesucht werden.

Magnetoplane oder Magnetschwebebahn

Magnetoplane oder Maglev (aus dem Englischen „Magnetic Levitation“) ist ein Zug auf einer magnetischen Aufhängung, der durch magnetische Kräfte angetrieben und gesteuert wird. Ein solcher Zug berührt im Gegensatz zu herkömmlichen Zügen während der Fahrt nicht die Schienenoberfläche. Da zwischen dem Zug und der sich bewegenden Oberfläche ein Spalt besteht, entfällt die Reibung und die einzige Bremskraft ist die Kraft des Luftwiderstands.

Die mit der Magnetschwebebahn erreichbare Geschwindigkeit ist mit der eines Flugzeugs vergleichbar und ermöglicht ihm eine konkurrenzfähige Geschwindigkeit Flugdienste auf kurze (für die Luftfahrt) Distanzen (bis zu 1000 km). Obwohl die Idee eines solchen Transports nicht neu ist, haben wirtschaftliche und technische Einschränkungen ihre vollständige Entwicklung verhindert: Die Technologie wurde nur wenige Male für den öffentlichen Gebrauch umgesetzt. Derzeit kann Magnetschwebebahn die bestehende Verkehrsinfrastruktur nicht nutzen, obwohl es Projekte gibt, bei denen magnetische Straßenelemente zwischen den Schienen einer herkömmlichen Eisenbahn oder unter der Autobahn platziert werden.

Der Bedarf an Magnetschwebebahnen (MAGLEV) wird bereits diskutiert lange Jahre Die Ergebnisse der Versuche, sie tatsächlich anzuwenden, erwiesen sich jedoch als entmutigend. Der wichtigste Nachteil von MAGLEV-Zügen ist die Besonderheit des Betriebs von Elektromagneten, die dafür sorgen, dass die Wagen über dem Gleis schweben. Elektromagnete, die nicht auf einen Zustand der Supraleitung abgekühlt sind, verbrauchen enorme Mengen an Energie. Bei der Verwendung von Supraleitern im Gewebe werden die Kosten für deren Kühlung alle wirtschaftlichen Vorteile und die Machbarkeit des Projekts zunichtemachen.

Eine Alternative wurde vom Physiker Richard Post vom Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien vorgeschlagen. Sein Kern liegt in der Verwendung nicht von Elektromagneten, sondern von Permanentmagneten. Bisher verwendete Permanentmagnete waren zu schwach, um den Zug anzuheben, und Post verwendet eine Teilbeschleunigungsmethode, die vom pensionierten Physiker Klaus Halbach vom Lawrence Berkley National Laboratory entwickelt wurde. Halbach schlug eine Methode vor, Permanentmagnete so anzuordnen, dass ihre Gesamtfelder in eine Richtung konzentriert werden. Inductrack, wie Post das System nannte, verwendet Halbach-Einheiten, die im Boden des Wagens montiert sind. Das Gewebe selbst ist eine geordnete Anordnung von Windungen aus isoliertem Kupferkabel.

Halbach-Installation

Die Halbach-Installation konzentriert das Magnetfeld an einem bestimmten Punkt und reduziert es an anderen. Wenn es im Boden des Autos montiert ist, erzeugt es ein Magnetfeld, das in den Wicklungen des Stoffs unter dem fahrenden Auto genügend Ströme induziert, um das Auto um einige Zentimeter anzuheben und zu stabilisieren [Abb. 1]. Wenn der Zug anhält, verschwindet der Schwebeeffekt und die Waggons werden auf zusätzliche Fahrgestelle abgesenkt.

Reis. 1 Halbach-Installation

Die Abbildung zeigt eine 20 Meter lange Versuchsstrecke zum Testen von MAGLEV-Inductrack-Zügen, die etwa 1000 rechteckige Induktionswicklungen mit einer Breite von jeweils 15 cm enthält. Im Vordergrund sind ein Prüfwagen und ein Stromkreis zu sehen. Aluminiumschienen entlang der Plane stützen den Wagen, bis ein stabiler Schwebezustand erreicht ist. Halbach-Installationen sorgen für: unter dem Boden – Schweben, an den Seiten – Stabilität.

Wenn der Zug eine Geschwindigkeit von 1–2 km/h erreicht, erzeugen die Magnete ausreichend Ströme in den Induktionswicklungen, um den Zug schweben zu lassen. Die Kraft, die den Zug bewegt, wird durch Elektromagnete erzeugt, die in Abständen entlang der Gleise angebracht sind. Die elektromagnetischen Felder pulsieren so, dass sie die im Zug montierten Halbach-Einrichtungen abstoßen und ihn vorwärts bewegen. Laut Post wann richtigen Standort Dank der Halbach-Anlagen verlieren die Autos unter keinen Umständen das Gleichgewicht, auch nicht vor einem Erdbeben. Aufgrund des Erfolgs von Posts Demonstrationsarbeiten im Maßstab 1:20 hat die NASA derzeit einen Dreijahresvertrag mit seinem Team in Livermore unterzeichnet weitere Forschung dieses Konzept für einen effizienteren Start von Satelliten in die Umlaufbahn. Es ist vorgesehen, dass dieses System als wiederverwendbares Booster-Fahrzeug eingesetzt wird, das die Rakete auf eine Geschwindigkeit von etwa Mach 1 beschleunigen würde, bevor ihre Haupttriebwerke eingeschaltet werden.

Doch trotz aller Schwierigkeiten bleiben die Aussichten für den Einsatz der Magnetschwebebahn sehr verlockend. Daher bereitet sich die japanische Regierung darauf vor, die Arbeit an einer grundlegend neuen Art von Bodentransportmitteln wieder aufzunehmen – Magnetschwebebahnen. Laut Ingenieuren sind Magnetschwebebahnen in der Lage, die Strecke zwischen den beiden bevölkerungsreichsten Zentren Japans – Tokio und Osaka – in nur einer Stunde zurückzulegen. Aktuelle Hochgeschwindigkeitszüge benötigen dafür 2,5-mal mehr Zeit.

Das Geheimnis der Maglev-Geschwindigkeit besteht darin, dass sich die Autos, die durch die Kraft der elektromagnetischen Abstoßung in der Luft schweben, nicht entlang der Strecke, sondern darüber bewegen. Dadurch werden Verluste, die beim Reiben der Räder an den Schienen unvermeidbar sind, vollständig vermieden. Langzeittests in der Präfektur Yamanashi auf einer Teststrecke von 18,4 km Länge bestätigten die Zuverlässigkeit und Sicherheit Transportsystem. Die Autos bewegten sich automatisch und ohne Passagierladung und erreichten eine Geschwindigkeit von 550 km/h. Bisher liegt der Rekord im Hochgeschwindigkeitsverkehr auf der Schiene bei den Franzosen, deren TGV-Zug bei Testfahrten im Jahr 1990 auf 515 km/h beschleunigte.

Probleme beim Betrieb von Magnetschwebefahrzeugen

Die Japaner sind auch besorgt über wirtschaftliche Probleme und vor allem über die Frage der Rentabilität der Superhochgeschwindigkeits-Maglev-Strecke. Heutzutage reisen jedes Jahr etwa 24 Millionen Menschen zwischen Tokio und Osaka, und 70 % der Passagiere nutzen die Hochgeschwindigkeitsstrecke. Laut Zukunftsforschern wird die revolutionäre Entwicklung des Computerkommunikationsnetzes unweigerlich zu einem Rückgang des Passagierverkehrs zwischen den beiden größten Zentren des Landes führen. Die Überlastung der Verkehrslinien kann auch durch den sich abzeichnenden Rückgang der Zahl der aktiven Bevölkerung des Landes beeinträchtigt werden

Das russische Projekt zur Eröffnung der Bewegung von Magnetschwebebahnen von Moskau nach St. Petersburg werde in naher Zukunft nicht umgesetzt, sagte der Firmenchef auf einer Pressekonferenz in Moskau Ende Februar 2011 Bundesbehörde Eisenbahntransport Michail Akulow. Bei diesem Projekt könne es Probleme geben, da es keine Erfahrungen mit dem Betrieb von Magnetschwebebahnen unter winterlichen Bedingungen gebe, sagte Akulov und sagte, ein solches Projekt sei von einer Gruppe russischer Entwickler vorgeschlagen worden, die die Erfahrungen aus China übernommen hätten. Gleichzeitig stellte Akulov fest, dass die Idee des Schaffens Hochgeschwindigkeitsstrecke Moskau – St. Petersburg ist heute wieder relevant. Insbesondere wurde vorgeschlagen, den Bau einer Hochgeschwindigkeitsautobahn mit dem parallelen Bau einer Autobahn zu kombinieren. Der Leiter der Agentur fügte hinzu, dass leistungsstarke Geschäftsstrukturen aus Asien bereit seien, sich an diesem Projekt zu beteiligen, ohne jedoch näher anzugeben, um welche Strukturen es sich handelt.

Magnetische Schwebetechnologien

An dieser Moment Es gibt 3 Haupttechnologien für die magnetische Aufhängung von Zügen:

1. Über supraleitende Magnete (elektrodynamische Suspension, EDS).

Ein supraleitender Magnet ist ein Elektromagnet oder Elektromagnet mit einer Wicklung aus supraleitendem Material. Die Wicklung hat im supraleitenden Zustand einen ohmschen Widerstand von Null. Wird eine solche Wicklung kurzgeschlossen, bleibt der darin induzierte elektrische Strom nahezu unbegrenzt erhalten.

Das Magnetfeld des Dauerstroms, der durch die Wicklung eines supraleitenden Magneten zirkuliert, ist äußerst stabil und welligkeitsfrei, was für eine Reihe von Anwendungen in der wissenschaftlichen Forschung und Technik wichtig ist. Die Wicklung eines supraleitenden Magneten verliert ihre supraleitende Eigenschaft, wenn die Temperatur über die kritische Temperatur Tk des Supraleiters steigt, wenn in der Wicklung der kritische Strom Ik oder das kritische Magnetfeld Hk erreicht wird. Unter Berücksichtigung dessen für Wicklungen supraleitender Magnete. Es werden Materialien mit hohen Tk-, Ik- und Hk-Werten verwendet.

2. Über Elektromagnete (elektromagnetische Aufhängung, EMS).

3. Ein Permanentmagnete; Dies ist ein neues und möglicherweise kostengünstigstes System.

Die Komposition schwebt aufgrund der Abstoßung identischer Magnetpole und umgekehrt der Anziehung unterschiedlicher Pole. Die Bewegung wird ausgeführt Linearmotor.

Ein Linearmotor ist ein Elektromotor, bei dem eines der Elemente des Magnetsystems offen ist und über eine entfaltete Wicklung verfügt, die ein fließendes Magnetfeld erzeugt, und das andere in Form einer Führung ausgeführt ist, die eine lineare Bewegung des beweglichen Teils gewährleistet des Motors.

Heutzutage wurden viele Linearmotorkonstruktionen entwickelt, aber alle können in zwei Kategorien unterteilt werden – Motoren mit niedriger Beschleunigung und Motoren mit hoher Beschleunigung.

Motoren mit geringer Beschleunigung werden im öffentlichen Verkehr (Magnetschwebebahn, Einschienenbahn, U-Bahn) eingesetzt. Hochbeschleunigungstriebwerke sind recht klein und werden typischerweise verwendet, um ein Objekt auf eine hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen und es dann freizugeben. Sie werden häufig für die Erforschung von Hypergeschwindigkeitseinschlägen verwendet, beispielsweise für Waffen oder Trägerraketen. Raumschiffe. Auch in Vorschubantrieben von Zerspanungsmaschinen und in der Robotik werden Linearmotoren häufig eingesetzt. entweder im Zug oder auf dem Gleis oder in beiden Fällen. Ein großes Designproblem ist das hohe Gewicht starke Magnete, da ein starkes Magnetfeld erforderlich ist, um eine massive Zusammensetzung in der Luft aufrechtzuerhalten.

Nach dem Satz von Earnshaw (S. Earnshaw, manchmal auch Earnshaw geschrieben) sind statische Felder, die allein von Elektromagneten und Permanentmagneten erzeugt werden, im Gegensatz zu den Feldern diamagnetischer Materialien instabil.

Diamagnete sind Stoffe, die in Richtung des auf sie einwirkenden äußeren Magnetfeldes magnetisiert sind. Ohne ein äußeres Magnetfeld haben diamagnetische Materialien kein magnetisches Moment. und supraleitende Magnete. Es gibt Stabilisierungssysteme: Sensoren messen ständig den Abstand vom Zug zum Gleis und die Spannung an den Elektromagneten ändert sich entsprechend.

Das Bewegungsprinzip von Magnetschwebefahrzeugen können Sie im folgenden Diagramm betrachten.

Dies zeigt das Prinzip der Vorwärtsbewegung von Fahrzeugen unter dem Einfluss wechselnder Magnetfelder. Durch die Anordnung der Magnete scheint der Schlitten nach vorne in Richtung des Gegenpols gezogen zu werden und dadurch die gesamte Struktur zu bewegen.

Die samische Magnetinstallation wird im Diagramm näher dargestelltKonstruktionen der magnetischen Aufhängung und des elektrischen Antriebs der Besatzung auf Basis linearer Asynchronmaschinen

Reis. 1. Aufbau der magnetischen Aufhängung und des elektrischen Antriebs des Wagens auf Basis linearer Asynchronmaschinen:
1 - magnetischer Aufhängungsinduktor; 2 - Sekundärelement; 3 - Abdeckung; 4,5 - Zähne und Wicklung des Aufhängeinduktors; 6,7 – leitfähiger Käfig und Magnetkreis des Sekundärelements; 8 - Basis; 9-Plattform; 10 - Besatzungskörper; 11, 12 - Federn; 13 - Dämpfer; 14 - Stab; 15 - zylindrisches Scharnier; 16 - Gleitstütze; 17 – Halterung; 18 – Anschlag; 19 – Stange. Von – Magnetfeldgeschwindigkeit: Fn – Hubkraft der Aufhängung: Wb – Induktion des Arbeitsspalts der Aufhängung

Abb.2. Design des Traktions-Linear-Asynchronmotors:
1 - Traktionsantriebsinduktor; 2 - Sekundärelement; 3 - Magnetkreis des Antriebsinduktors; 4 - Druckplatten Antriebsinduktor; 5 - Zähne des Antriebsinduktors; 6 – Antriebsinduktor-Wicklungsspulen; 7 - Basis.

Vor- und Nachteile des Magnetschwebetransports

Vorteile

• Theoretisch die höchste Geschwindigkeit, die mit einem Serienauto (kein Sportwagen) erreicht werden kann. Bodentransport.
• Wenig Lärm.

Mängel

• Hohe Kosten für die Erstellung und Wartung von Gleisen.
• Gewicht der Magnete, Stromverbrauch.
• Das von der Magnetschwebebahn erzeugte elektromagnetische Feld kann für Zugpersonal und/oder Anwohner schädlich sein. Sogar Traktionstransformatoren werden auf elektrifizierten Anlagen eingesetzt Wechselstrom Eisenbahnen sind für Autofahrer schädlich, aber in diesem Fall ist die Feldstärke um eine Größenordnung höher. Es ist auch möglich, dass Magnetschwebebahnen für Träger von Herzschrittmachern nicht zur Verfügung stehen.
• Bei hohen Geschwindigkeiten (Hunderte km/h) muss der Abstand zwischen Straße und Zug (einige Zentimeter) kontrolliert werden. Dafür sind ultraschnelle Steuerungssysteme erforderlich.
• Erfordert eine komplexe Gleisinfrastruktur.

Beispielsweise stellt ein Pfeil für eine Magnetschwebebahn zwei Straßenabschnitte dar, die sich je nach Abbiegerichtung abwechseln. Daher ist es unwahrscheinlich, dass Magnetschwebebahnen mehr oder weniger verzweigte Netze mit Gabelungen und Kreuzungen bilden.

Entwicklung neuer Transportmittel

An der Entwicklung radloser Hochgeschwindigkeits-Magnetschwebebahnen wird schon seit geraumer Zeit gearbeitet, insbesondere in der Sowjetunion seit 1974. Das Problem des vielversprechendsten Transports der Zukunft bleibt jedoch noch offen und ist ein weites Betätigungsfeld für.

Reis. 2 Modell einer Magnetschwebebahn

Abbildung 2 zeigt ein Modell einer Magnetschwebebahn, bei der die Entwickler beschlossen haben, das Ganze zu drehen Mechanisches System verkehrt herum. Eine Eisenbahnstrecke ist eine Ansammlung von Linien, die in bestimmten gleichen Abständen angeordnet sind. Stahlbetonstützen mit speziellen Öffnungen (Fenstern) für Züge. Es gibt keine Schienen. Warum? Tatsache ist, dass das Modell auf dem Kopf steht und der Zug selbst als Schiene dient und in den Stützfenstern Räder mit Elektromotoren eingebaut sind, deren Drehzahl vom Lokführer ferngesteuert wird. Dadurch scheint der Zug durch die Luft zu fliegen. Die Abstände zwischen den Stützen sind so gewählt, dass sich der Zug in jedem Moment seiner Bewegung in mindestens zwei oder drei davon befindet und ein Wagen eine Länge von mehr als einer Spannweite hat. Dies ermöglicht nicht nur, den Zug in der Schwebe zu halten, sondern gleichzeitig wird die Bewegung fortgesetzt, wenn eines der Räder in irgendeiner Form ausfällt.

Die Verwendung dieses speziellen Modells bietet genügend Vorteile. Erstens wird dadurch Material gespart, zweitens wird das Gewicht des Zuges deutlich reduziert (es werden keine Motoren oder Räder benötigt), drittens ist ein solches Modell äußerst umweltfreundlich und viertens ist es möglich, eine solche Strecke dicht zu verlegen In einer besiedelten Stadt oder einem besiedelten Gebiet ist der Umgang mit unebenem Gelände viel einfacher als mit herkömmlichen Transportmitteln.

Aber wir können nicht umhin, die Mängel zu erwähnen. Wenn beispielsweise eine der Stützen entlang der Strecke stark abweicht, führt dies zu einer Katastrophe. Allerdings sind auch im Rahmen konventioneller Bahnen Katastrophen möglich. Ein weiteres Problem, das zu einem starken Anstieg der Technologiekosten führt, ist körperliche Bewegung auf Stützen. Zum Beispiel das Ende eines Zuges, der gerade eine bestimmte Öffnung verlassen hat, wenn wir sagen in einfachen Worten, sozusagen „hängt“ und belastet die nächste Stütze stark, während sich der Schwerpunkt des Zuges selbst verschiebt, was sich auf alle Stützen insgesamt auswirkt. Etwa die gleiche Situation ergibt sich, wenn der Kopf des Zuges die Öffnung verlässt und in gleicher Weise „hängt“, bis er die nächste Stütze erreicht. Es stellt sich heraus, dass es sich um eine Art Schaukel handelt. Wie die Konstrukteure dieses Problem lösen wollen (mit Hilfe eines tragenden Flügels, enormer Geschwindigkeit, Verringerung des Abstands zwischen den Stützen ...), ist noch unklar. Aber es gibt Lösungen. Und das dritte Problem sind Wendungen. Da die Entwickler entschieden haben, dass die Länge des Autos mehr als eine Spanne beträgt, handelt es sich um Kurven

Reis. 3 Unitsky-Hochgeschwindigkeits-String-Transport

Als Alternative dazu gibt es eine rein russische Entwicklung namens Yunitsky High-Speed ​​String Transport (UST). In diesem Rahmen wird vorgeschlagen, vorgespannte Saitenschienen zu verwenden, die auf Stützen auf eine Höhe von 5 bis 25 Metern angehoben werden und auf denen sich vierrädrige Transportmodule bewegen. Die Kosten für UST sind mit 600.000 bis 800.000 US-Dollar pro Kilometer und mit Infrastruktur und Rollmaterial viel niedriger – 900.000 bis 1.200.000 US-Dollar pro Kilometer.

Reis. 4 Beispiel für Einschienenbahntransport

Aber die nahe Zukunft wird immer noch als reguläre Monorail-Show angesehen. Darüber hinaus werden im Rahmen von Einschienenbahnsystemen derzeit die neuesten Technologien zur Automatisierung des Transports zurückgedrängt. Beispielsweise baut das amerikanische Unternehmen Taxi 2000 ein Einschienenbahnsystem mit automatischen SkyWeb Express-Taxis auf, das sowohl innerhalb als auch außerhalb der Stadt fahren kann. Ein Fahrer ist in solchen Taxis nicht erforderlich (genau wie in Science-Fiction-Büchern und -Filmen). Sie geben Ihr Ziel an und das Taxi bringt Sie selbst dorthin und erstellt selbstständig die optimale Route. Hier stimmt alles – Sicherheit und Genauigkeit. Taxi 2000 ist derzeit das realistischste und realisierbarste Projekt

Abschluss

Magnetschwebebahnen gelten als eines der vielversprechendsten Fortbewegungsmittel der Zukunft. Magnetschwebebahnen unterscheiden sich von gewöhnlichen Zügen und Einschienenbahnen durch das völlige Fehlen von Rädern – beim Fahren scheinen die Waggons aufgrund der Wirkung magnetischer Kräfte über einer breiten Schiene zu schweben. Dadurch kann die Geschwindigkeit eines solchen Zuges 400 km/h erreichen und in manchen Fällen kann ein solcher Transport ein Flugzeug ersetzen. Derzeit wird weltweit nur ein Magnetstraßenprojekt, auch Transrapid genannt, in die Praxis umgesetzt.

Viele Entwicklungen und Projekte sind bereits 20-30 Jahre alt. Und die Hauptaufgabe ihrer Schöpfer besteht darin, Investoren anzuziehen. Das Problem des Transports selbst ist ziemlich groß, denn oft kaufen wir einige Produkte so teuer, weil viel Geld für den Transport ausgegeben wird. Das zweite Problem ist die Umwelt, das dritte ist die starke Überlastung der Transportwege, die von Jahr zu Jahr zunimmt, bei einigen Transportarten sogar um mehrere zehn Prozent.

Hoffen wir, dass wir in naher Zukunft selbst in einem Fahrzeug mit Magnetschwebebahn fahren können. Die Zeit bewegt sich...

Referenzliste

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Mehr als zweihundert Jahre sind seit der Erfindung der ersten Dampflokomotiven durch die Menschheit vergangen. Allerdings ist der Schienenlandverkehr, bei dem Personen mit Strom und Dieselkraftstoff befördert werden, immer noch weit verbreitet.

Es ist erwähnenswert, dass Ingenieure und Erfinder all die Jahre aktiv daran gearbeitet haben, etwas zu schaffen alternative Wege Bewegung. Das Ergebnis ihrer Arbeit waren Magnetschwebebahnen.

Geschichte des Aussehens

Die Idee, Magnetschwebebahnen zu schaffen, wurde zu Beginn des 20. Jahrhunderts aktiv entwickelt. Allerdings war die Umsetzung dieses Vorhabens zu diesem Zeitpunkt aus mehreren Gründen nicht möglich. Die Produktion eines solchen Zuges begann erst 1969. Damals begann man auf dem Territorium der Bundesrepublik Deutschland mit dem Bau einer Magnetstrecke, auf der ein neues Fahrzeug fahren sollte, das später Magnetschwebebahn genannt wurde. Sie wurde 1971 in Betrieb genommen. Die erste Magnetschwebebahn namens Transrapid-02 fuhr auf der Magnetstrecke.

Eine interessante Tatsache ist, dass deutsche Ingenieure auf der Grundlage der Notizen des Wissenschaftlers Hermann Kemper, der 1934 ein Patent erhielt, das die Erfindung der Magnetebene bestätigte, ein alternatives Fahrzeug herstellten.

Transrapid-02 kann kaum als sehr schnell bezeichnet werden. Er konnte mitziehen maximale Geschwindigkeit mit 90 Stundenkilometern. Auch die Kapazität war gering – nur vier Personen.

1979 wurde ein weiterentwickeltes Modell der Magnetschwebebahn entwickelt. mit dem Namen „Transrapid-05“ konnte bereits 68 Passagiere befördern. Es bewegte sich entlang einer Strecke im Hamburger Stadtgebiet, deren Länge 908 Meter betrug. die dieser Zug entwickelte, entsprach einer Geschwindigkeit von fünfundsiebzig Kilometern pro Stunde.

Ebenfalls 1979 wurde in Japan ein weiteres Magnetschwebebahnmodell auf den Markt gebracht. Es wurde „ML-500“ genannt. Auf einer Magnetschwebebahn erreichte es Geschwindigkeiten von bis zu fünfhundertsiebzehn Kilometern pro Stunde.

Wettbewerbsfähigkeit

Die Geschwindigkeit, die Magnetschwebebahnen erreichen können, ist mit vergleichbar. In dieser Hinsicht kann diese Transportart zu einer ernsthaften Konkurrenz für Fluggesellschaften werden, die über eine Entfernung von bis zu tausend Kilometern operieren. Der weitverbreitete Einsatz von Magnetschwebebahnen wird durch die Tatsache erschwert, dass sie sich nicht auf herkömmlichen Eisenbahnoberflächen fortbewegen können. Magnetschwebebahnen erfordern den Bau spezieller Autobahnen. Und das erfordert große Kapitalinvestitionen. Es wird auch angenommen, dass das, was für Magnetschwebebahnen geschaffen wird, negative Auswirkungen auf den menschlichen Körper haben kann, was sich negativ auf die Gesundheit des Fahrers und der Bewohner von Regionen in der Nähe einer solchen Route auswirken wird.

Arbeitsprinzip

Magnetschwebebahnen sind eine besondere Fortbewegungsart. Während der Bewegung scheint die Magnetschwebebahn über dem Bahngleis zu schweben, ohne es zu berühren. Dies geschieht, weil das Fahrzeug durch die Kraft eines künstlich erzeugten Magnetfeldes angetrieben wird. Bei der Bewegung der Magnetschwebebahn entsteht keine Reibung. Die Bremskraft ist in diesem Fall der Luftwiderstand.

Wie funktioniert es? Jeder von uns kennt die grundlegenden Eigenschaften von Magneten aus dem Physikunterricht der sechsten Klasse. Bringt man zwei Magnete mit ihren Nordpolen einander nahe, stoßen sie sich gegenseitig ab. Es entsteht ein sogenanntes Magnetkissen. Wenn verschiedene Pole verbunden werden, ziehen sich die Magnete gegenseitig an. Dieses recht einfache Prinzip liegt der Bewegung einer Magnetschwebebahn zugrunde, die in geringem Abstand zu den Schienen buchstäblich durch die Luft gleitet.

Derzeit wurden bereits zwei Technologien entwickelt, mit deren Hilfe ein magnetisches Kissen bzw. eine magnetische Federung aktiviert wird. Die dritte ist experimentell und existiert nur auf dem Papier.

Elektromagnetische Federung

Diese Technologie wird EMS genannt. Sie basiert auf der Stärke des elektromagnetischen Feldes, die sich im Laufe der Zeit verändert. Es verursacht eine Levitation (Aufsteigen in der Luft) der Magnetschwebebahn. Um den Zug in diesem Fall zu bewegen, sind T-förmige Schienen erforderlich, die aus Leiter (meist Metall) bestehen. Auf diese Weise ähnelt der Betrieb des Systems dem einer herkömmlichen Eisenbahn. Allerdings verfügt der Zug statt über Radpaare über Trag- und Führungsmagnete. Sie werden parallel zu den ferromagnetischen Statoren platziert, die sich am Rand des T-förmigen Blechs befinden.

Der Hauptnachteil der EMS-Technologie ist die Notwendigkeit, den Abstand zwischen Stator und Magneten zu kontrollieren. Und das, obwohl es von vielen Faktoren abhängt, unter anderem von der Launenhaftigkeit der Natur. Um ein plötzliches Anhalten des Zuges zu vermeiden, sind darin spezielle Batterien verbaut. Sie sind in der Lage, die in ihnen eingebauten Stützmagnete wieder aufzuladen und so den Schwebevorgang über einen langen Zeitraum aufrechtzuerhalten.

Das Bremsen von Zügen auf Basis der EMS-Technologie erfolgt durch einen synchronen Linearmotor mit geringer Beschleunigung. Es wird durch Stützmagnete sowie eine Straßenoberfläche dargestellt, über der die Magnetschwebebahn schwebt. Durch Veränderung der Frequenz und Stärke des erzeugten Wechselstroms können Geschwindigkeit und Schubkraft des Zuges angepasst werden. Um langsamer zu werden, reicht es aus, die Richtung der magnetischen Wellen zu ändern.

Elektrodynamische Federung

Es gibt eine Technologie, bei der die Bewegung einer Magnetschwebebahn durch die Wechselwirkung zweier Felder erfolgt. Einer davon entsteht auf der Autobahn, der zweite im Zug. Diese Technologie wird EDS genannt. Auf seiner Basis gebaut Japanischer Zug auf einer Magnetschwebebahn JR-Maglev.

Dieses System weist einige Unterschiede zum EMS-System auf, bei dem herkömmliche Magnete verwendet werden, denen nur dann elektrischer Strom von Spulen zugeführt wird, wenn Strom angelegt wird.

Die EDS-Technologie impliziert eine konstante Stromversorgung. Dies geschieht auch, wenn die Stromversorgung ausgeschaltet ist. Die Spulen eines solchen Systems sind mit kryogener Kühlung ausgestattet, wodurch erhebliche Strommengen eingespart werden können.

Vor- und Nachteile der EDS-Technologie

Die positive Seite eines Systems mit elektrodynamischer Federung ist seine Stabilität. Selbst eine geringfügige Verringerung oder Vergrößerung des Abstands zwischen den Magneten und der Leinwand wird durch die Abstoßungs- und Anziehungskräfte reguliert. Dadurch bleibt das System in einem unveränderten Zustand. Bei dieser Technologie ist keine Elektronik zur Steuerung erforderlich. Es sind keine Vorrichtungen zur Einstellung des Abstands zwischen der Klinge und den Magneten erforderlich.

Die EDS-Technologie hat einige Nachteile. Daher kann eine Kraft, die ausreicht, um die Zusammensetzung schweben zu lassen, nur bei entstehen hohe Geschwindigkeit. Deshalb sind Magnetschwebebahnen mit Rädern ausgestattet. Sie sorgen für ihre Fortbewegung mit Geschwindigkeiten von bis zu hundert Kilometern pro Stunde. Ein weiterer Nachteil dieser Technologie ist die Reibungskraft, die bei niedrigen Geschwindigkeiten an der Vorder- und Rückseite der abstoßenden Magnete auftritt.

Aufgrund des starken Magnetfeldes muss im Fahrgastraum ein besonderer Schutz angebracht werden. Ansonsten gilt für Personen mit einem elektronischen Herzschrittmacher ein Reiseverbot. Auch magnetische Speichermedien (Kreditkarten und Festplatten) müssen geschützt werden.

Technologie in Entwicklung

Das dritte System, das derzeit nur auf dem Papier existiert, ist der Einsatz von Permanentmagneten in der EDS-Version, für deren Aktivierung keine Energie erforderlich ist. Noch vor Kurzem hielt man dies für unmöglich. Forscher glaubten, dass Permanentmagnete nicht die Kraft hätten, einen Zug schweben zu lassen. Dieses Problem konnte jedoch vermieden werden. Um dieses Problem zu lösen, wurden Magnete in einer „Halbach-Anordnung“ platziert. Diese Anordnung führt dazu, dass ein Magnetfeld nicht unter, sondern über dem Array entsteht. Dies trägt dazu bei, dass der Zug auch bei einer Geschwindigkeit von etwa fünf Kilometern pro Stunde schwebend bleibt.

Dieses Projekt hat noch keine praktische Umsetzung erfahren. Dies wird erklärt Hohe Kosten Arrays aus Permanentmagneten.

Vorteile von Magnetschwebebahnen

Der attraktivste Aspekt von Magnetschwebebahnen ist die Aussicht auf hohe Geschwindigkeiten, wodurch Magnetschwebebahnen in Zukunft sogar mit Düsenflugzeugen konkurrieren können. Dieser Typ Der Transport ist hinsichtlich des Stromverbrauchs recht sparsam. Auch die Betriebskosten sind gering. Dies wird durch die fehlende Reibung möglich. Erfreulich ist auch der geringe Lärm der Magnetschwebebahn, der sich positiv auf die Umweltsituation auswirken wird.

Mängel

Der Nachteil von Magnetschwebebahnen besteht darin, dass die für ihre Herstellung erforderliche Menge zu groß ist. Auch die Kosten für die Instandhaltung der Gleise sind hoch. Darüber hinaus erfordert die betrachtete Transportart ein komplexes Schienensystem und hochpräzise Instrumente, die den Abstand zwischen der Straßenoberfläche und den Magneten kontrollieren.

in Berlin

In der deutschen Hauptstadt wurde 1980 das erste Magnetschwebebahnsystem namens M-Bahn eröffnet. Die Länge der Straße betrug 1,6 km. Die Magnetschwebebahn verkehrte am Wochenende zwischen drei U-Bahn-Stationen. Die Fahrt für Passagiere war kostenlos. Danach verdoppelte sich die Einwohnerzahl der Stadt fast. Es bedurfte der Schöpfung Verkehrsnetze mit der Fähigkeit, einen hohen Passagierverkehr bereitzustellen. Aus diesem Grund wurde 1991 der Magnetstreifen abgebaut und an seiner Stelle mit dem Bau der U-Bahn begonnen.

Birmingham

In dieser deutschen Stadt verkehrte von 1984 bis 1995 eine langsame Magnetschwebebahn. Flughafen und Bahnhof. Die Länge des magnetischen Weges betrug nur 600 m.

Shanghai

Die erste Magnetbahn in Berlin wurde von der deutschen Firma Transrapid gebaut. Das Scheitern des Projekts schreckte die Entwickler nicht ab. Sie setzten ihre Forschungen fort und erhielten einen Auftrag von der chinesischen Regierung, die beschloss, im Land eine Magnetschwebebahn zu bauen. Shanghai und der Flughafen Pudong sind durch diese Hochgeschwindigkeitsstrecke (bis zu 450 km/h) verbunden.
Die 30 km lange Straße wurde 2002 eröffnet. Zukünftig ist eine Verlängerung auf 175 km geplant.

Japan

Dieses Land war 2005 Gastgeber der Expo-2005-Ausstellung. Zu seiner Eröffnung wurde eine 9 km lange Magnetbahn in Betrieb genommen. Es gibt neun Stationen auf der Linie. Die Magnetschwebebahn bedient den Bereich neben dem Ausstellungsort.

Magnetschwebebahnen gelten als Transportmittel der Zukunft. Bereits im Jahr 2025 ist die Eröffnung einer neuen Autobahn in einem Land wie Japan geplant. Die Magnetschwebebahn wird Passagiere von Tokio in einen der Bereiche im zentralen Teil der Insel transportieren. Seine Geschwindigkeit wird 500 km/h betragen. Das Projekt wird etwa 45 Milliarden Dollar erfordern.

Russland

Auch die Russische Eisenbahn plant den Bau eines Hochgeschwindigkeitszuges. Bis 2030 wird die Magnetschwebebahn in Russland Moskau und Wladiwostok verbinden. Die Passagiere werden die 9.300 km lange Fahrt in 20 Stunden zurücklegen. Die Geschwindigkeit einer Magnetschwebebahn wird bis zu fünfhundert Kilometer pro Stunde erreichen.

Obwohl seit der Erfindung der ersten Dampflokomotiven mehr als zweihundert Jahre vergangen sind, ist die Menschheit immer noch nicht bereit, vollständig auf die Nutzung von Dieselkraftstoff, Dampfkraft und Elektrizität als Antriebskraft für die Fortbewegung zu verzichten schwere Ladung und Passagiere.

Wie Sie jedoch selbst verstehen, waren die Ingenieure und Erfinder die ganze Zeit über nicht völlig untätig, und das Ergebnis ihrer Gedankenarbeit war die Einführung alternativer Transportmethoden entlang der Eisenbahnstrecke.

Die Geschichte der elektromagnetischen Schwebebahnen

Die Idee, einen Zug zu bauen, der sich auf Magnetschwebebahn bewegt, ist nicht so neu. Erst zu Beginn des 20. Jahrhunderts begannen Erfinder über die Schaffung eines solchen Rollmaterials nachzudenken, doch aus mehreren Gründen konnte die Umsetzung dieses Projekts lange Zeit nicht umgesetzt werden.

Erst 1969 begann man auf dem Territorium der damaligen Bundesrepublik Deutschland mit der Herstellung einer ähnlichen Bahn, später Maglev genannt, und der Verlegung der Magnetstrecke. Der Start der ersten Magnetschwebebahn namens Transrapid-02 erfolgte zwei Jahre später.

Eine interessante Tatsache ist, dass sich deutsche Ingenieure bei der Herstellung von Magnetschwebebahnen auf Notizen des Wissenschaftlers Hermann Kemper stützten, der bereits 1934 ein Patent für die Schaffung eines Magnetflugzeugs erhielt. Die erste Magnetschwebebahn „Tranrapid-02“ kann nicht als Hochgeschwindigkeit bezeichnet werden, da sie eine Geschwindigkeit von nur 90 km/h erreichte. Auch die Kapazität war sehr gering: nur vier Personen.

Das 1979 entstandene Nachfolgemodell der Magnetschwebebahn Transrapid-05 bot Platz für bis zu 68 Fahrgäste und bewegte sich mit einer Geschwindigkeit von 75 km/h auf der 908 m langen Hamburger Personenbahn.

TransRapid-05

Zur gleichen Zeit wurde am anderen Ende des Kontinents, in Japan, im selben Jahr 1979 das Magnetschwebebahnmodell „ML-500“ auf den Markt gebracht, das Geschwindigkeiten von bis zu 517 km/h erreichen konnte.

Was ist Magnetschwebebahn und nach welchem ​​Prinzip funktioniert sie?

Maglev (oder einfach Magnetschwebebahn) ist eine Art Transportmittel, das durch die Kraft eines Magnetfelds gesteuert und angetrieben wird. In diesem Fall berührt die Magnetschwebebahn nicht die Bahnstrecke, sondern „schwebt“ darüber, gehalten von einer künstlich geschaffenen Magnetfeld. In diesem Fall entfällt die Reibung; als Bremskraft wirkt nur der Luftwiderstand.

Auf Kurzstreckenstrecken könnte die Magnetschwebebahn in Zukunft zu einem ernstzunehmenden Konkurrenten werden Lufttransport aufgrund seiner Fähigkeit, eine sehr hohe Bewegungsgeschwindigkeit zu entwickeln. Heutzutage wird die flächendeckende Einführung von Magnetschwebebahnen größtenteils durch die Tatsache behindert, dass sie nicht auf herkömmlichen Hauptbahnoberflächen eingesetzt werden können. Die Magnetschwebebahn kann nur auf einer speziell gebauten magnetischen Autobahn fahren, was sehr große Kapitalinvestitionen erfordert.

Es wird auch angenommen, dass der Magnettransport den Körper von Fahrern und Bewohnern von Regionen in der Nähe von Magnetrouten negativ beeinflussen kann.

Vorteile von Magnetschwebebahnen

Zu den Vorteilen von Magnetschwebebahnen gehört die enorme Aussicht, hohe Geschwindigkeiten zu erreichen, die sogar mit Düsenflugzeugen konkurrieren können. Darüber hinaus ist die Magnetschwebebahn hinsichtlich des Energieverbrauchs ein recht sparsamer Transport. Darüber hinaus gibt es praktisch keine Reibung zwischen den Teilen, was die Betriebskosten erheblich senken kann.

Zweifellos Shanghai Magnetschwebebahn- eine der Attraktionen Shanghais und ganz Chinas. Diese weltweit erste kommerzielle Magnetbahn wurde im Januar 2004 in Betrieb genommen.

Jetzt verbindet diese 30 Kilometer lange Linie mit der U-Bahn-Station Long Yang Lu im Raum Shanghai. Diese Strecke wird mit einer Magnetschwebebahn in weniger als 8 Minuten zurückgelegt. Zum Vergleich: Wenn Sie vorbeifahren, dauert die Fahrt 40 Minuten.

Mit einem solchen Zug muss man mindestens zweimal fahren – einmal auf die Geschwindigkeitsanzeige achten, wenn die Höchstgeschwindigkeit erreicht ist, und ein anderes Mal, um die Aussicht aus dem Fenster zu bewundern :)

Die Shanghai Maglev wird mit deutscher Technologie gebaut. Aktive Entwicklungen in diesem Bereich werden hauptsächlich in Japan und Deutschland durchgeführt.

Magnetisches Pad. Wie es funktioniert?

Das Wort Maglev ist die Abkürzung für Magnetschwebetechnik(magnetische Levitation, englisch), das heißt, der Zug scheint unter dem Einfluss eines starken elektromagnetischen Feldes über der Fahrbahnoberfläche zu schweben.

Kontrolliert elektronisch Elektromagnete (1). Außerdem befinden sich Magnete an der Unterseite der Spezialschiene (2). Durch das Zusammenwirken der Magnete schwebt der Zug einen Zentimeter über der Schiene. Es gibt auch Magnete, die für die seitliche Ausrichtung verantwortlich sind (3). Die entlang der Strecke verlegte Wicklung erzeugt ein Magnetfeld, das den Zug in Bewegung setzt.

Der Zug fährt ohne Fahrer. Die Steuerung erfolgt computergesteuert von der Zentrale aus. Elektrischer Strom wird von der Zentrale nur an den Abschnitt geliefert, auf dem sich der Zug gerade bewegt. Zum Abbremsen ändert das Magnetfeld seinen Vektor.

Vorteile und Nachteile

„Wenn einer von euch beschließt, einen Turm zu bauen, wird er sich dann nicht zuerst hinsetzen und alle Kosten zählen, um zu sehen, ob er genug Geld hat, um ihn fertigzustellen?“ (Lukas 14, Kapitel 28, Vers)

In diesen Worten steckt einer der Gründe, warum solche Züge nicht überall gebaut wurden.

Der Bau und die Wartung eines speziellen Messgeräts sind teuer. Beispielsweise wurde der Bau der Shanghai Maglev durch Feuchtgebiete zusätzlich erschwert. Jeder Gleisträger wird auf eine spezielle Betonplatte gelegt, die auf einem felsigen Untergrund ruht. An manchen Stellen erreicht dieses Kissen eine Dicke von 85 Metern! Infolgedessen kosteten diese 30 km magnetischen Straße 10 Milliarden Yuan.

Darüber hinaus ist es nicht mehr möglich, andere Fahrzeuge auf dieser Straße zuzulassen. Dies unterscheidet es von Gleisen, die für Hochgeschwindigkeitszüge gebaut wurden – auf ihnen können weiterhin normale Züge fahren.

Nun zu den angenehmen Dingen. Der Hauptvorteil von Maglev ist natürlich die Geschwindigkeit. Schon kurze Zeit nach dem Start beschleunigt der Zug auf 430 km/h.

Relativ geringer Stromverbrauch – um ein Vielfaches geringer als der eines Autos oder Flugzeugs. Dementsprechend wird die Umwelt weniger belastet.

Da die Reibung der Teile stark reduziert wird, sind die Betriebskosten eines solchen Zuges geringer.

Tests haben gezeigt, dass das Magnetfeld im Zug noch schwächer ist als in herkömmlichen Zügen. Das bedeutet, dass starke Magnete für Passagiere, auch mit einem elektronischen Herzschrittmacher, keine Gefahr darstellen.

Im Falle eines Stromausfalls ist der Zug mit Batterien ausgestattet, die spezielle Bremsen aktivieren. Sie erzeugen ein Magnetfeld mit umgekehrtem Vektor, und die Geschwindigkeit des Zuges wird auf 10 km/h reduziert, und schließlich hält der Zug an und stürzt auf die Gleise.

Die Zukunft der Shanghaier Magnetschwebebahn

Jetzt beträgt die Länge der Magnetschwebebahn 30 km. Es sind Pläne bekannt, die Linie zu einem weiteren Flughafen Shanghais zu verlängern – nach Hongqiao, westlich von Shanghai gelegen. Und dann die Straße nach Südwesten nach Hangzhou verlängern. Damit würde die Streckenlänge 175 km betragen. Doch vorerst ist das Projekt bis 2014 eingefroren. Seit 2010 sind Shanghai und Hangzhou durch eine Hochgeschwindigkeitsbahn verbunden. Die Zeit wird zeigen, ob die Pläne zur Erweiterung der Magnetschwebebahn umgesetzt werden.

Er ist auch eine Magnetschwebebahn, er ist auch Magnetschwebebahn, vom englischen „magnetic levitation“ („magnetische Levitation“) – das ist eine Magnetschwebebahn, angetrieben und mit Gewalt angetrieben elektromagnetisches Feld. Ein solcher Zug berührt im Gegensatz zu herkömmlichen Zügen während der Fahrt nicht die Schienenoberfläche. Da zwischen dem Zug und der Lauffläche ein Spalt besteht, entfällt die Reibung und die einzige Bremskraft ist der Luftwiderstand. Unter Maglev versteht man den Einschienenbahntransport.

Einschienenbahn:

Der Hochgeschwindigkeits-Bodentransport (HSLT) ist ein Schienentransport, bei dem Züge mit Geschwindigkeiten von mehr als 200 km/h (120 mph) betrieben werden. Obwohl zu Beginn des 20. Jahrhunderts Züge mit Geschwindigkeiten über 150–160 km/h als Hochgeschwindigkeitszüge bezeichnet wurden.
Heutzutage fahren VSNT-Züge auf speziell dafür vorgesehenen Bahngleisen – einer Hochgeschwindigkeitsstrecke (HSL) oder auf einer Magnetschwebebahn, auf der sich die oben gezeigte Magnetschwebebahn bewegt.

Der erste reguläre Betrieb von Hochgeschwindigkeitszügen begann 1964 in Japan. Im Jahr 1981 begannen VSNT-Züge in Frankreich zu verkehren, und bald waren es die meisten Westeuropa, einschließlich Großbritannien, wurde zu einem einzigen Hochgeschwindigkeitsbahnnetz vereint. Moderne Hochgeschwindigkeitszüge erreichen im Betrieb Geschwindigkeiten von etwa 350–400 km/h und können in Tests sogar auf 560–580 km/h beschleunigen, wie zum Beispiel der JR-Maglev MLX01, der einen Geschwindigkeitsrekord von 581 km/h aufstellte. h während der Tests im Jahr 2003. h.
In Russland Regelmäßiger Gebrauch Hochgeschwindigkeitszüge auf gemeinsamen Gleisen mit regulären Zügen wurden 2009 eingeführt. Und erst 2017 ist der Bau der ersten spezialisierten Hochgeschwindigkeitsstrecke Russlands Moskau – St. Petersburg abgeschlossen.

Neben Passagieren befördern Hochgeschwindigkeitszüge beispielsweise auch Güter: Für den Transport von Post und Paketen verfügt der französische Dienst La Poste über eine Flotte spezieller TGV-Elektrozüge.

Die Geschwindigkeit von „magnetischen“ Zügen, also Magnetschwebebahnen, ist vergleichbar mit der Geschwindigkeit eines Flugzeugs und ermöglicht es ihnen, auf Kurz- und Mittelstrecken (bis zu 1000 km) mit dem Luftverkehr zu konkurrieren. Obwohl die Idee eines solchen Transports an sich nicht neu ist, konnten wirtschaftliche und technische Einschränkungen sie nicht vollständig entwickeln.

Derzeit gibt es drei Haupttechnologien für die Magnetfederung von Zügen:

1. Über supraleitende Magnete (elektrodynamische Suspension, EDS);
2. Auf Elektromagneten (elektromagnetische Aufhängung, EMS);
3. Auf Permanentmagneten; Dies ist ein neues und möglicherweise kostengünstigstes System.

Die Komposition schwebt aufgrund der Abstoßung identischer Magnetpole und umgekehrt der Anziehung entgegengesetzter Pole. Die Bewegung wird durch einen Linearmotor ausgeführt, der entweder am Zug, am Gleis oder an beiden angebracht ist. Eine große Designherausforderung ist das hohe Gewicht ausreichend starker Magnete, da ein starkes Magnetfeld erforderlich ist, um die massive Zusammensetzung in der Luft aufrechtzuerhalten.

Vorteile der Magnetschwebebahn:

• theoretisch die höchste Geschwindigkeit, die mit öffentlichen (nicht sportlichen) Bodentransportmitteln erreicht werden kann;
• große Aussichten, Geschwindigkeiten zu erreichen, die um ein Vielfaches höher sind als die der Jet-Luftfahrt;
• wenig Lärm.

Nachteile der Magnetschwebebahn:

• Hohe Kosten für den Bau und die Instandhaltung der Strecke – die Kosten für den Bau eines Kilometers Magnetschwebebahn sind vergleichbar mit dem Graben eines Kilometers U-Bahn-Tunnel auf geschlossene Weise;
• Das erzeugte elektromagnetische Feld kann für das Zugpersonal und die Anwohner schädlich sein. Sogar Traktionstransformatoren, die auf wechselstromelektrifizierten Eisenbahnen eingesetzt werden, sind schädlich für die Fahrer. In diesem Fall ist die Feldstärke jedoch um eine Größenordnung größer. Es ist auch möglich, dass Magnetschwebebahnen für Träger von Herzschrittmachern nicht verfügbar sein werden.
• Bahngleise Standardbreite Die für den Hochgeschwindigkeitsverkehr umgebauten Bahnhöfe bleiben weiterhin für den regulären Personen- und Nahverkehr zugänglich. Für alles andere ist die Hochgeschwindigkeits-Magnetschwebebahn nicht geeignet; Für den Langsamverkehr sind zusätzliche Gleise erforderlich.

Die aktivsten Entwicklungen der Magnetschwebebahn werden von Deutschland und Japan durchgeführt.

*Hilfe: Was ist Shinkansen?
Shinkansen ist der Name des Hochgeschwindigkeitsbahnnetzes in Japan, das für den Personentransport zwischen Japan konzipiert ist Großstädte Länder. Im Besitz der Japan Railways. Die erste Linie zwischen Osaka und Tokio wurde 1964 eröffnet, der Tokaido Shinkansen. Diese Strecke ist die verkehrsreichste Hochgeschwindigkeitsstrecke der Welt. Es befördert täglich etwa 375.000 Passagiere.

„Bullet Train“ ist einer der Namen für Shinkansen-Züge. Züge können bis zu 16 Wagen haben. Jeder Wagen erreicht eine Länge von 25 Metern, mit Ausnahme der Kopfwagen, die meist etwas länger sind. Gesamtlänge Die Zugentfernung beträgt etwa 400 Meter. Auch die Bahnhöfe für solche Züge sind sehr lang und speziell für diese Züge angepasst.

In Japan werden Magnetschwebebahnen aufgrund des an Bord verwendeten Linearmotors oft „riniaka“ (japanisch: リニアカー) genannt, abgeleitet vom englischen „linear car“.

JR-Maglev verwendet eine elektrodynamische Aufhängung mit supraleitenden Magneten (EDS), die sowohl im Zug als auch auf der Strecke installiert ist. Im Gegensatz zum deutschen Transrapid-System verwendet JR-Maglev kein Einschienenbahn-Design: Züge fahren in einem Kanal zwischen Magneten. Diese Konstruktion ermöglicht höhere Geschwindigkeiten, sorgt für mehr Sicherheit der Passagiere im Evakuierungsfall und eine einfache Bedienung.

Im Gegensatz zur elektromagnetischen Federung (EMS) benötigen Züge mit EDS-Technologie bei niedrigen Geschwindigkeiten (bis zu 150 km/h) zusätzliche Räder. Bei Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit werden die Räder vom Boden getrennt und der Zug „fliegt“ in einem Abstand von mehreren Zentimetern über der Oberfläche. Im Falle eines Unfalls ermöglichen die Räder außerdem ein sanfteres Anhalten des Zuges.

Zum Bremsen im Normalbetrieb kommen elektrodynamische Bremsen zum Einsatz. Für den Notfall ist der Zug mit einziehbaren Aerodynamik- und Scheibenbremsen an den Drehgestellen ausgestattet.

Fahren Sie mit der Magnetschwebebahn mit einer Höchstgeschwindigkeit von 501 km/h. In der Beschreibung heißt es, das Video sei im Jahr 2005 entstanden:

Mehrere Züge mit in verschiedenen Formen Nasenkegel: von der üblichen Spitze bis fast flach, 14 Meter lang, entworfen, um den lauten Knall zu beseitigen, der einen Zug begleitet, der mit hoher Geschwindigkeit in einen Tunnel einfährt. Die Magnetschwebebahn kann vollständig computergesteuert sein. Der Fahrer überwacht den Betrieb des Computers und erhält über eine Videokamera ein Bild der Strecke (die Fahrerkabine hat keine Sichtfenster nach vorne).

Die JR-Maglev-Technologie ist teurer als eine ähnliche Entwicklung von Transrapid, die in China umgesetzt wird (Strecke zum Flughafen Shanghai), da sie hohe Kosten für die Ausrüstung der Strecke mit supraleitenden Magneten und die Verlegung von Tunneln in den Bergen im Sprengverfahren erfordert. Die Gesamtkosten des Projekts könnten 82,5 Milliarden US-Dollar betragen. Wenn die Strecke entlang der Tokaido-Küstenstraße verlegt würde, wäre dies zwar günstiger, würde aber Bauarbeiten erfordern große Menge kurze Tunnel. Trotz der Tatsache, dass die Magnetschwebebahn selbst geräuschlos ist, verursacht jede Einfahrt in den Tunnel mit hoher Geschwindigkeit einen Knall, dessen Lautstärke einer Explosion entspricht, sodass eine Verlegung der Strecke in dicht besiedelten Gebieten unmöglich ist.