Japanische Schwebebahn. Shanghai Maglev ist eine Magnetschwebebahn. Vor- und Nachteile der EDS-Technologie

Die erste Magnetschwebebahn beförderte im Rahmen der Internationalen Verkehrsausstellung IVA 1979 in Deutschland eine Gruppe von Passagieren. Doch nur wenige wissen, dass im selben Jahr eine weitere Magnetschwebebahn, das sowjetische Modell TP-01, ihre ersten Meter über die Teststrecke fuhr. Besonders überraschend ist, dass sowjetische Magnetschwebebahnen bis heute überlebt haben – sie verstauben seit mehr als 30 Jahren am Rande der Geschichte.

Tim Skorenko

Experimente mit Transportmitteln nach dem Prinzip der Magnetschwebebahn begannen bereits vor dem Krieg. IN verschiedene Jahre und in verschiedene Länder Ah, es erschienen funktionierende Prototypen schwebender Züge. 1979 führten die Deutschen ein System ein, das in drei Betriebsmonaten mehr als 50.000 Passagiere beförderte, und 1984 entstand am Birmingham International Airport (UK) die erste permanente Linie für Magnetschwebebahnen. Die anfängliche Länge der Strecke betrug 600 m und die Schwebehöhe überschritt 15 mm nicht. Das System war 11 Jahre lang recht erfolgreich in Betrieb, doch dann kam es aufgrund alternder Ausrüstung immer häufiger zu technischen Ausfällen. Und da das System einzigartig war, musste fast jedes Ersatzteil danach hergestellt werden individuelle Bestellung, und es wurde beschlossen, die Strecke zu schließen, was kontinuierliche Verluste mit sich brachte.

1986, TP-05 auf dem Trainingsgelände in Ramenskoje. Der 800-Meter-Abschnitt erlaubte uns nicht, auf Reisegeschwindigkeit zu beschleunigen, aber die ersten „Rennen“ erforderten dies nicht. Das in extrem kurzer Zeit gebaute Auto kam nahezu ohne „Kinderkrankheiten“ aus, und das war ein gutes Ergebnis.

Neben den Briten wurden auch in Deutschland serielle Magnetzüge recht erfolgreich eingeführt – das Unternehmen Transrapid betrieb ein ähnliches System mit einer Länge von 31,5 km im Emsland zwischen den Städten Derpen und Laten. Die Geschichte der Emsland-Magnetschwebebahn endete jedoch tragisch: Im Jahr 2006 wurde durch das Verschulden von Technikern u. a ernster Unfall, bei dem 23 Menschen starben und die Leitung stillgelegt wurde.

In Japan sind heute zwei Magnetschwebesysteme im Einsatz. Der erste (für den Stadtverkehr) nutzt ein elektromagnetisches Federungssystem für Geschwindigkeiten bis 100 km/h. Der zweite, bekanntere, SCMaglev, ist für Geschwindigkeiten über 400 km/h ausgelegt und basiert auf supraleitenden Magneten. Im Rahmen dieses Programms wurden mehrere Strecken gebaut und ein Geschwindigkeitsweltrekord für Eisenbahnen aufgestellt. Fahrzeug, 581 km/h. Erst vor zwei Jahren wurde eine neue Generation japanischer Magnetschwebebahnen vorgestellt – der Shinkansen der L0-Serie. Darüber hinaus gibt es in China, in Shanghai, ein dem deutschen „Transrapid“ ähnliches System; Es werden auch supraleitende Magnete verwendet.

Der Salon TP-05 hatte zwei Sitzreihen und einen Mittelgang. Das Auto ist breit und gleichzeitig überraschend niedrig – der 184 cm große Redakteur berührte praktisch mit dem Kopf die Decke. Es war unmöglich, im Fahrerhaus zu stehen.

Und 1975 begann die Entwicklung der ersten sowjetischen Magnetschwebebahn. Heute ist es fast vergessen, aber dies ist eine sehr wichtige Seite technische Geschichte unser Land.

Zug der Zukunft

Er steht vor uns – groß, futuristisch im Design, eher so aussehend Raumschiff eher aus einem Science-Fiction-Film als aus einem Fahrzeug. Stromlinienförmiges Aluminiumgehäuse Schiebetür, stilisierte Aufschrift „TP-05“ an der Seite. Auf einem Testgelände in der Nähe von Ramenskoje steht seit 25 Jahren ein experimentelles Magnetschwebefahrzeug, das Zellophan ist mit einer dicken Staubschicht bedeckt, darunter befindet sich eine erstaunliche Maschine, die wie durch ein Wunder nicht nach guter russischer Tradition in Metall geschnitten wurde. Aber nein, es blieb erhalten, und TP-04, sein Vorgänger, der zum Testen einzelner Komponenten gedacht war, blieb erhalten.

Der Versuchswagen in der Werkstatt präsentiert sich bereits in neuer Lackierung. Es wurde mehrmals neu gestrichen und für die Dreharbeiten zu einem fantastischen Kurzfilm wurde an der Seite eine große Feuerball-Inschrift angebracht.

Die Entwicklung der Magnetschwebebahn geht auf das Jahr 1975 zurück, als das Ministerium für Öl- und Gasbau der UdSSR gegründet wurde Produktionsverband„Sojustransprogress“. Ein paar Jahre später ging es los Regierungsprogramm„Umweltfreundlicher Hochgeschwindigkeitsverkehr“, in dessen Rahmen mit den Arbeiten an einer Magnetschwebebahn begonnen wurde. Die Finanzierung war sehr gut, für das Projekt wurde ein spezielles Werkstatt- und Schulungsgelände des VNIIPItransprogress-Instituts mit einem 120 Meter langen Straßenabschnitt in Ramenskoje bei Moskau gebaut. Und 1979 absolvierte das erste Magnetschwebefahrzeug TP-01 die Teststrecke erfolgreich aus eigener Kraft – allerdings immer noch auf einem temporären 36-Meter-Abschnitt des Gazstroymashina-Werks, dessen Teile später nach Ramenskoye „verlagert“ wurden. Bitte beachten Sie – zeitgleich mit den Deutschen und vor vielen anderen Entwicklern! Im Prinzip hatte die UdSSR die Chance, eines der ersten Länder zu werden, das den Magnettransport entwickelte – die Arbeit wurde von echten Enthusiasten ihres Fachs unter der Leitung des Akademiemitglieds Juri Sokolow durchgeführt.

Magnetmodule (grau) auf einer Schiene (orange). Die rechteckigen Balken in der Mitte des Fotos sind Spaltsensoren, die Oberflächenunebenheiten überwachen. Beim TP-05 wurde die Elektronik entfernt, die Magnetausrüstung blieb jedoch erhalten und das Auto kann grundsätzlich wieder gestartet werden.

Die Popular Mechanics-Expedition wurde von niemand anderem als Andrey Aleksandrovich Galenko, Generaldirektor des OJSC Engineering and Scientific Center TEMP, geleitet. „TEMP“ ist dieselbe Organisation, ex-VNIIPItransprogress, ein Zweig der Sojustransprogress, der in Vergessenheit geraten ist, und Andrei Alexandrowitsch arbeitete von Anfang an an dem System, und kaum jemand konnte besser darüber sprechen als er. TP-05 steht unter Zellophan, und das erste, was der Fotograf sagt, ist: Nein, nein, das können wir nicht fotografieren, da ist nichts sofort sichtbar. Doch dann ziehen wir das Zellophan ab – und zum ersten Mal die sowjetische Magnetschwebebahn lange Jahre erscheint vor uns, nicht vor Ingenieuren oder Deponiemitarbeitern, in seiner ganzen Pracht.

Warum brauchen Sie Magnetschwebebahn?

Die Entwicklung von Transportsystemen, die auf dem Prinzip der Magnetschwebebahn basieren, lässt sich in drei Richtungen einteilen. Das erste sind Autos mit einer bauartbedingten Geschwindigkeit von bis zu 100 km/h; In diesem Fall ist das optimalste Schema die Verwendung von Levitationselektromagneten. Der zweite ist der Vorortverkehr mit Geschwindigkeiten von 100–400 km/h; Hier ist es am ratsamsten, eine vollwertige elektromagnetische Federung mit seitlichen Stabilisierungssystemen zu verwenden. Und schließlich sind Fernzüge sozusagen der „modischste“ Trend, der auf 500 km/h und mehr beschleunigen kann. In diesem Fall sollte die Aufhängung elektrodynamisch sein und supraleitende Magnete verwenden.

TP-01 gehörte zur ersten Richtung und wurde bis Mitte 1980 auf dem Testgelände getestet. Sein Gewicht betrug 12 Tonnen, die Länge 9 m und es bot Platz für 20 Personen; Der Federungsspalt war minimal - nur 10 mm. Auf TP-01 folgten neue Abstufungen Prüfmaschinen— TP-02 und TP-03, die Strecke wurde auf 850 m verlängert, dann erschien der Laborwagen TP-04, der die Funktionsweise eines linearen Traktionselektroantriebs untersuchen sollte. Die Zukunft der sowjetischen Magnetschwebebahnen schien wolkenlos, zumal es weltweit außer Ramensky nur zwei solcher Übungsplätze gab – in Deutschland und Japan.

Zuvor war der TP-05 symmetrisch und konnte sich sowohl vorwärts als auch rückwärts bewegen; Bedienfelder und Windschutzscheiben befanden sich auf beiden Seiten. Das Bedienfeld ist heute nur noch auf der Werkstattseite erhalten – das zweite wurde als unnötig demontiert.

Das Funktionsprinzip einer Schwebebahn ist relativ einfach. Die Komposition berührt die Schiene nicht, da sie sich im Schwebezustand befindet – die gegenseitige Anziehung oder Abstoßung der Magnete funktioniert. Vereinfacht gesagt hängen die Waggons dank der vertikal gerichteten Kräfte der Magnetschwebebahn über der Gleisebene und werden durch ähnliche horizontal gerichtete Kräfte vor seitlichem Rollen bewahrt. Ohne Reibung auf der Schiene ist der aerodynamische Widerstand das einzige „Hindernis“ für die Bewegung – theoretisch kann sogar ein Kind einen mehrere Tonnen schweren Wagen bewegen. Der Zug wird durch eine Linearführung in Bewegung gesetzt Asynchronmotor, ähnlich wie es beispielsweise auf der Moskauer Einschienenbahn funktioniert (dieser Motor wurde übrigens vom OJSC Scientific Center „TEMP“ entwickelt). Ein solcher Motor besteht aus zwei Teilen: Der Primärmotor (Induktor) ist unter dem Auto installiert, der Sekundärmotor (Reaktivreifen) ist auf den Gleisen installiert. Das vom Induktor erzeugte elektromagnetische Feld interagiert mit dem Reifen und bewegt den Zug vorwärts.

Zu den Vorteilen der Magnetschwebebahn gehört vor allem das Fehlen anderer Widerstände als der Aerodynamik. Darüber hinaus ist der Geräteverschleiß aufgrund der geringen Anzahl beweglicher Elemente des Systems im Vergleich zu klassischen Zügen minimal. Die Nachteile sind die Komplexität und die hohen Kosten der Routen. Eines der Probleme ist beispielsweise die Sicherheit: Die Magnetschwebebahn muss auf eine Überführung „gehoben“ werden, und wenn es eine Überführung gibt, muss die Möglichkeit in Betracht gezogen werden, Passagiere im Notfall zu evakuieren. Allerdings war der TP-05-Wagen für den Einsatz bei Geschwindigkeiten von bis zu 100 km/h konzipiert und verfügte über eine relativ kostengünstige und technologisch fortschrittliche Gleiskonstruktion.

1980er Jahre Ein Ingenieur von VNIIPI-transprogress arbeitet an einem Computer. Die Ausstattung der Werkstatt war damals die modernste – die Finanzierung des Programms „Umweltfreundlicher Hochgeschwindigkeitsverkehr“ verlief auch zu Perestroika-Zeiten ohne gravierende Ausfälle.

Alles von Grund auf neu

Bei der Entwicklung der TP-Serie haben die Ingenieure praktisch alles von Grund auf neu gemacht. Wir haben die Parameter für die Wechselwirkung zwischen den Magneten des Autos und der Strecke ausgewählt und uns dann mit der elektromagnetischen Aufhängung beschäftigt – wir haben an der Optimierung von Magnetflüssen, Bewegungsdynamik usw. gearbeitet. Die Hauptleistung der Entwickler kann als sogenannte Magnetik bezeichnet werden Sie haben Ski entwickelt, die Gleisunebenheiten ausgleichen und eine angenehme Dynamik des Autos mit den Passagieren gewährleisten können. Die Anpassung an Unebenheiten wurde mithilfe kleiner Elektromagnete realisiert, die durch Scharniere ähnlich wie Ketten verbunden waren. Die Schaltung war komplex, aber wesentlich zuverlässiger und effizienter als mit starr befestigten Magneten. Das System wurde mithilfe von Lückensensoren überwacht, die Gleisunregelmäßigkeiten überwachten und Befehle an den Stromrichter gaben, der den Strom in einem bestimmten Elektromagneten und damit die Hubkraft verringerte oder erhöhte.

TP-01, die erste sowjetische Magnetschwebebahn, 1979. Hier steht das Auto noch nicht in Ramenskoje, sondern auf einem kurzen, 36 Meter langen Streckenabschnitt, der auf dem Trainingsgelände des Gazstroymashina-Werks gebaut wurde. Im selben Jahr führten die Deutschen die erste derartige Kutsche vor – sowjetische Ingenieure gingen mit der Zeit.

Dieses Schema wurde am TP-05 getestet, dem einzigen im Rahmen des Programms gebauten „Zweitrichtungs“-Wagen mit elektromagnetischer Federung. Die Arbeiten am Wagen wurden sehr schnell durchgeführt Aluminiumgehäuse Zum Beispiel haben sie es buchstäblich in drei Monaten geschafft. Die ersten Tests von TP-05 fanden 1986 statt. Es wog 18 Tonnen, bot Platz für 18 Personen, der Rest des Wagens war mit Testgeräten besetzt. Es wurde davon ausgegangen, dass die erste Straße, auf der solche Autos in der Praxis eingesetzt werden, in Armenien gebaut werden würde (von Eriwan nach Abowjan, 16 km). Die Geschwindigkeit sollte auf 180 km/h erhöht werden, die Kapazität auf 64 Personen pro Wagen. Doch in der zweiten Hälfte der 1980er Jahre wurden eigene Anpassungen an die rosige Zukunft der sowjetischen Magnetschwebebahn vorgenommen. Zu diesem Zeitpunkt war in Großbritannien bereits das erste permanente Magnetschwebesystem eingeführt worden; ohne die politischen Wechselfälle hätten wir zu den Briten aufschließen können. Ein weiterer Grund für die Kürzung des Projekts war das Erdbeben in Armenien, das zu einer starken Kürzung der Fördermittel führte.

Projekt B250 – Hochgeschwindigkeits-Magnetschwebebahn „Moskau – Scheremetjewo“. Die Aerodynamik wurde im Yakovlev Design Bureau entwickelt und es wurden Modelle des Segments in Originalgröße mit Sitzen und Cockpit angefertigt. Die Entwurfsgeschwindigkeit – 250 km/h – wurde im Projektindex berücksichtigt. Leider scheiterte die ehrgeizige Idee 1993 aufgrund mangelnder Finanzierung.

Vorfahr von Aeroexpress

Die gesamte Arbeit an der TP-Serie wurde Ende der 1980er Jahre eingestellt, und seit 1990 wurde der TP-05, der zu diesem Zeitpunkt bereits die Hauptrolle im Science-Fiction-Kurzfilm „Robots are No Mess“ gespielt hatte, dauerhaft unter Zellophan gelagert in derselben Werkstatt, in der es gebaut wurde. Wir waren die ersten Journalisten seit einem Vierteljahrhundert, die dieses Auto „live“ sahen. Im Inneren ist fast alles erhalten – vom Bedienfeld bis zur Polsterung der Sitze. Die Restaurierung von TP-05 ist nicht so schwierig, wie es sein könnte – es stand unter einem Dach gute Bedingungen und verdient einen Platz im Verkehrsmuseum.

Anfang der 1990er Jahre setzte das TEMP-Forschungszentrum das Thema Magnetschwebebahn fort, nun im Auftrag der Moskauer Regierung. Dies war die Idee von Aeroexpress, einem Hochgeschwindigkeits-Magnetschwebezug, der die Bewohner der Hauptstadt direkt zum Flughafen Scheremetjewo bringen soll. Das Projekt erhielt den Namen B250. Ein experimenteller Teil des Zuges wurde auf einer Ausstellung in Mailand gezeigt und anschließend in das Projekt aufgenommen ausländische Investoren und Ingenieure; Sowjetische Spezialisten reisten nach Deutschland, um ausländische Entwicklungen zu studieren. Doch 1993 wurde das Projekt aufgrund der Finanzkrise eingeschränkt. 64-Personen-Wagen für Scheremetjewo blieben nur auf dem Papier. Einige Elemente des Systems wurden jedoch in Originalmustern erstellt – Aufhängungseinheiten und Fahrgestelle, Geräte für das Bordnetz und sogar die Erprobung einzelner Einheiten begann.

Das Interessanteste ist, dass es in Russland Entwicklungen für Magnetschwebebahnen gibt. Das JSC Scientific Center „TEMP“ arbeitet und implementiert verschiedene Projekte Für die Zivil- und Verteidigungsindustrie gibt es ein Testgelände und Erfahrungen mit ähnlichen Systemen. Dank der Initiative der JSC Russian Railways gelangten die Gespräche über Magnetschwebebahn vor einigen Jahren erneut in die Designentwicklungsphase – die Fortsetzung der Arbeiten wurde jedoch bereits anderen Organisationen anvertraut. Die Zeit wird zeigen, wozu das führen wird.

Die Herausgeber danken Ihnen für die Unterstützung bei der Aufbereitung des Materials. zum CEO ITC „Elektromagnetischer Personenverkehr“ A.A. Galenko.

Seit der Erfindung der Dampflokomotive sind mehr als 200 Jahre vergangen. Seitdem ist der Schienenverkehr der beliebteste Transportweg für Personen und Güter. Wissenschaftler arbeiten jedoch aktiv daran, diese Bewegungsmethode zu verbessern. Das Ergebnis war die Schaffung der Magnetschwebebahn oder Eisenbahn. magnetische Pads.

Die Idee entstand zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Aber es war zu diesem Zeitpunkt und unter diesen Bedingungen nicht möglich, es umzusetzen. Erst Ende der 60er und Anfang der 70er Jahre wurde in Deutschland eine Magnetschiene montiert und eine neue Fahrzeuggeneration auf den Markt gebracht. Damals erreichte es eine Höchstgeschwindigkeit von 90 km/h und bot nur Platz für 4 Passagiere. 1979 wurde die Magnetschwebebahn modernisiert und konnte 68 Passagiere bei einer Geschwindigkeit von 75 Stundenkilometern befördern. Gleichzeitig wurde in Japan eine andere Variante der Magnetschwebebahn entwickelt. Es beschleunigte auf 517 km/h.

Heutzutage kann die Geschwindigkeit von Magnetschwebebahnen zu einer echten Konkurrenz zu Flugzeugen werden. Magnetoplane könnte ernsthaft mit Luftfahrtunternehmen konkurrieren. Das einzige Hindernis besteht darin, dass Magnetschwebebahnen nicht in der Lage sind, auf normalen Eisenbahnschienen zu gleiten. Sie erfordern spezielle Autobahnen. Darüber hinaus wird davon ausgegangen, dass die Züge dies benötigen Luftkissen Das Magnetfeld kann schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben.

Die magnetische Ebene bewegt sich nicht auf Schienen, sie fliegt im wahrsten Sinne des Wortes. In geringer Höhe (15 cm) von der Oberfläche des Magnetpfads. Durch die Wirkung von Elektromagneten erhebt es sich über das Gleis. Dies erklärt auch die unglaubliche Geschwindigkeit.

Magnetschwebebahn sieht aus wie eine Schnur Betonplatten. Unter dieser Oberfläche befinden sich Magnete. Sie erzeugen künstlich ein Magnetfeld, entlang dem der Zug „fährt“. Während der Fahrt entsteht keine Reibung, daher wird der Luftwiderstand zum Bremsen genutzt.

Wenn eingeschaltet in einfacher Sprache Erklären Sie das Funktionsprinzip, es wird so aussehen. Wenn ein Magnetpaar mit identischen Polen einander angenähert wird, scheint es, als würden sie sich gegenseitig abstoßen. Es stellt sich heraus, dass es sich um ein magnetisches Kissen handelt. Und wenn sich entgegengesetzte Pole nähern, ziehen sich die Magnete an und der Zug hält an. Dieses Grundprinzip bildet die Grundlage für den Betrieb eines magnetischen Flugzeugs, das sich in geringer Höhe durch die Luft bewegt.

Heute kommen 3 Magnetschwebebahn-Aufhängungstechnologien zum Einsatz.

1. Elektrodynamische Federung, EDS.

Ansonsten spricht man von supraleitenden Magneten, also Varianten mit einer Wicklung aus supraleitendem Material. Diese Wicklung hat einen ohmschen Widerstand von Null. Und wenn es kurzgeschlossen ist, dann elektrischer Strom es bleibt auf unbestimmte Zeit bestehen.

2. Elektromagnetische Federung, EMS (oder elektromagnetisch).

3. Auf Permanentmagneten. Heute ist es die kostengünstigste Technologie. Für den Bewegungsvorgang sorgt ein Linearmotor, also ein Elektromotor, bei dem ein Element des Magnetsystems offen ist und über eine entfaltete Wicklung verfügt, die ein fließendes Magnetfeld erzeugt, und das zweite Element in Form einer Führung verantwortlich ist für die lineare Bewegung des beweglichen Teils des Motors.

Viele Menschen fragen sich: Ist dieser Zug sicher, wird er nicht einstürzen? Natürlich wird es nicht fallen. Das soll nicht heißen, dass die Magnetschwebebahn nichts auf der Straße zurückhält. Es ruht auf dem Gleis mithilfe spezieller „Klauen“ an der Unterseite des Zugs, die Elektromagnete enthalten, die den Zug in die Luft heben. Dort befinden sich auch die Magnete, die die magnetische Ebene auf der Schiene halten.

Diejenigen, die mit der Magnetschwebebahn gefahren sind, behaupten, dass sie nichts Inspirierendes gespürt haben. Der Zug fährt so leise, dass man die atemberaubende Geschwindigkeit nicht spürt. Objekte außerhalb des Fensters fliegen schnell vorbei, befinden sich aber sehr weit von der Strecke entfernt. Der Magnetoplane beschleunigt sanft, sodass auch keine Überlastungen zu spüren sind. Der einzig interessante und ungewöhnliche Moment ist, als der Zug hochfährt.

Die Hauptvorteile von Maglev:

• die maximal mögliche Geschwindigkeit, die im Bodentransport (nicht im Sportbereich) erreicht werden kann,
• benötigt wenig Strom,
• durch fehlende Reibung, geringe Wartungskosten,
• ruhige Bewegung.

Mängel:

• die Notwendigkeit hoher finanzieller Kosten für den Bau und die Instandhaltung der Strecke,
• Das elektromagnetische Feld kann die Gesundheit derjenigen schädigen, die an diesen Leitungen arbeiten und in der Umgebung leben.
• Um den Abstand zwischen Zug und Gleis ständig zu überwachen, sind Hocund Hochleistungsinstrumente erforderlich.
• Komplexe Gleisanlagen und Straßeninfrastruktur sind erforderlich.

Zoomen-Präsentation:http://zoom.pspu.ru/presentations/145

1. Zweck

Magnetschwebebahn oder Magnetschwebebahn(aus dem Englischen „Magnetic Levitation“, d. h. „Maglev“ – magnetisches Flugzeug) ist ein magnetisch schwebender Zug, der durch Magnetkräfte angetrieben und gesteuert wird und für den Personentransport bestimmt ist (Abb. 1). Bezieht sich auf Personentransporttechnik. Im Gegensatz zu herkömmlichen Zügen berührt er während der Fahrt nicht die Oberfläche der Schiene.

2. Hauptteile (Gerät) und ihr Zweck

Bei der Entwicklung dieses Designs gibt es unterschiedliche technologische Lösungen (siehe Abschnitt 6). Betrachten wir das Funktionsprinzip der Magnetschwebebahn des Transrapid-Zuges mit Elektromagneten ( elektromagnetische Federung, EMS) (Abb. 2).

An der Metallschürze jedes Wagens sind elektronisch gesteuerte Elektromagnete (1) angebracht. Sie interagieren mit Magneten an der Unterseite einer speziellen Schiene (2), wodurch der Zug über der Schiene schwebt. Andere Magnete sorgen für seitliche Ausrichtung. Entlang des Gleises ist eine Wicklung (3) verlegt, die ein Magnetfeld erzeugt, das den Zug in Bewegung setzt (Linearmotor).

3. Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip einer Magnetschwebebahn basiert auf folgenden physikalischen Phänomenen und Gesetzen:

Phänomen und Gesetz der elektromagnetischen Induktion von M. Faraday

Lenzsche Regel

Biot-Savart-Laplace-Gesetz

Im Jahr 1831 entdeckte der englische Physiker Michael Faraday Gesetz der elektromagnetischen Induktion, Wobei Eine Änderung des magnetischen Flusses innerhalb eines leitenden Stromkreises regt einen elektrischen Strom in diesem Stromkreis an, selbst wenn im Stromkreis keine Stromquelle vorhanden ist. Die von Faraday offen gelassene Frage nach der Richtung des Induktionsstroms wurde bald vom russischen Physiker Emilius Christianovich Lenz gelöst.

Betrachten wir einen geschlossenen kreisförmigen Stromkreis ohne angeschlossene Batterie oder andere Stromquelle, in den ein Magnet mit dem Nordpol eingefügt ist. Dadurch erhöht sich der durch die Schleife fließende Magnetfluss, und gemäß dem Faradayschen Gesetz entsteht in der Schleife ein induzierter Strom. Dieser Strom wiederum erzeugt nach dem Bio-Savart-Gesetz ein Magnetfeld, dessen Eigenschaften sich nicht von den Eigenschaften des Feldes eines gewöhnlichen Magneten mit Nord- und Südpolen unterscheiden. Lenz hat gerade herausgefunden, dass der induzierte Strom so gerichtet ist, dass der Nordpol des durch den Strom erzeugten Magnetfelds zum Nordpol des angetriebenen Magneten ausgerichtet ist. Da zwischen den beiden Nordpolen der Magnete gegenseitige Abstoßungskräfte wirken, fließt der im Stromkreis induzierte Induktionsstrom genau in die Richtung, die dem Einführen des Magneten in den Stromkreis entgegenwirkt. Und das ist nur ein Sonderfall, aber in einer verallgemeinerten Formulierung besagt die Lenzsche Regel, dass der induzierte Strom immer so gerichtet ist, dass er der Grundursache, die ihn verursacht hat, entgegenwirkt.

Die Lenzsche Regel ist genau das, was heute in Magnetschwebebahnen verwendet wird. Unter dem Wagenboden eines solchen Zuges sind leistungsstarke Magnete angebracht, die sich einige Zentimeter vom Stahlblech entfernt befinden (Abb. 3). Wenn sich der Zug bewegt, ändert sich ständig der Magnetfluss, der durch die Gleiskontur fließt, und es entstehen starke Induktionsströme, die ein starkes Magnetfeld erzeugen, das die magnetische Aufhängung des Zuges abstößt (ähnlich wie abstoßende Kräfte zwischen den Konturen entstehen). und der Magnet im oben beschriebenen Experiment). Diese Kraft ist so groß, dass der Zug, nachdem er etwas an Geschwindigkeit gewonnen hat, buchstäblich um mehrere Zentimeter vom Gleis abhebt und tatsächlich durch die Luft fliegt.

Die Komposition schwebt aufgrund der Abstoßung identischer Magnetpole und umgekehrt der Anziehung unterschiedlicher Pole. Die Erfinder des TransRapid-Zugs (Abb. 1) verwendeten ein unerwartetes magnetisches Aufhängungsschema. Sie nutzten nicht die Abstoßung gleichnamiger Pole, sondern die Anziehung entgegengesetzter Pole. Eine Last über einen Magneten zu hängen ist nicht schwierig (dieses System ist stabil), aber unter einem Magneten ist es fast unmöglich. Nimmt man jedoch einen gesteuerten Elektromagneten, ändert sich die Situation. Die Steuerung hält den Abstand zwischen den Magneten konstant bei mehreren Millimetern (Abb. 3). Mit zunehmendem Abstand erhöht das System die Stromstärke in den Tragmagneten und „zieht“ so das Auto; Wenn es abnimmt, nimmt der Strom ab und die Lücke vergrößert sich. Das System hat zwei gravierende Vorteile. Gleismagnetelemente sind vor Witterungseinflüssen geschützt und ihr Feld ist aufgrund des geringen Spalts zwischen Gleis und Zug deutlich schwächer; es erfordert viel geringere Ströme. Folglich erweist sich ein Zug dieser Bauart als wesentlich wirtschaftlicher.

Der Zug fährt vorwärts Linearmotor. Bei einem solchen Motor sind Rotor und Stator in Streifen gespannt (bei einem herkömmlichen Elektromotor sind sie zu Ringen gerollt). Die Statorwicklungen werden abwechselnd eingeschaltet, wodurch ein magnetisches Wanderfeld entsteht. Der an der Lokomotive montierte Stator wird in dieses Feld hineingezogen und bewegt den gesamten Zug (Abb. 4, 5). . Kernelement der Technologie ist der Polwechsel von Elektromagneten durch abwechselnde Zu- und Ableitung von Strom mit einer Frequenz von 4.000 Mal pro Sekunde. Für einen zuverlässigen Betrieb sollte der Spalt zwischen Stator und Rotor fünf Millimeter nicht überschreiten. Dies ist aufgrund des Schwankens der Wagen während der Fahrt, das für alle Arten von Einschienenbahnstraßen charakteristisch ist, mit Ausnahme von Straßen mit Seitenfederung, insbesondere bei Kurvenfahrten, schwierig zu erreichen. Daher ist eine optimale Gleisinfrastruktur notwendig.

Die Stabilität des Systems wird durch eine automatische Regelung des Stroms in den Magnetisierungswicklungen gewährleistet: Sensoren messen ständig den Abstand vom Zug zum Gleis und die Spannung an den Elektromagneten ändert sich entsprechend (Abb. 3). Ultraschnelle Steuerungssysteme kontrollieren den Abstand zwischen Straße und Zug.

Die einzige Bremskraft ist die Luftwiderstandskraft.

Also das Bewegungsdiagramm einer Magnetschwebebahn: Unter dem Wagen sind unterstützende Elektromagnete installiert, und auf der Schiene sind Spulen eines linearen Elektromotors installiert. Wenn sie zusammenwirken, entsteht eine Kraft, die das Auto über die Straße hebt und nach vorne zieht. Die Stromrichtung in den Wicklungen ändert sich ständig, wodurch sich die Magnetfelder ändern, während sich der Zug bewegt.

Die Stützmagnete werden von Bordbatterien gespeist (Abb. 4), die an jeder Station wieder aufgeladen werden. Der elektrische Linearmotor, der den Zug auf Flugzeuggeschwindigkeit beschleunigt, wird nur in dem Abschnitt mit Strom versorgt, auf dem sich der Zug bewegt (Abb. 6 a). Ein ausreichend starkes Magnetfeld der Zusammensetzung induziert Strom in den Gleiswicklungen, die wiederum ein Magnetfeld erzeugen.

Wo der Zug seine Geschwindigkeit erhöht oder bergauf fährt, wird die Energie mit größerer Leistung zugeführt. Wenn Sie langsamer fahren oder in die entgegengesetzte Richtung fahren müssen, ändert das Magnetfeld seinen Vektor.

Schauen Sie sich die Videoclips an " Gesetz der elektromagnetischen Induktion», « Elektromagnetische Induktion» « Faradays Experimente».

Reis. 6. b Standbilder aus Videofragmenten „Das Gesetz der elektromagnetischen Induktion“, „Elektromagnetische Induktion“, „Faradays Experimente“.

Magnetschwebebahnen und Magnetschwebebahnen sind die schnellste Form des öffentlichen Nahverkehrs. Und obwohl bisher nur drei kleine Gleise in Betrieb genommen wurden, ist die Forschung und Erprobung von Prototypen noch nicht abgeschlossen magnetische Züge finden in verschiedenen Ländern statt. Wie sich die Magnetschwebetechnik entwickelt hat und was sie in naher Zukunft erwartet, erfahren Sie in diesem Artikel.

Entstehungsgeschichte

Die ersten Seiten der Magnetschwebebahn-Geschichte waren gefüllt mit einer Reihe von Patenten, die zu Beginn des 20. Jahrhunderts in verschiedenen Ländern erteilt wurden. Bereits 1902 erhielt der deutsche Erfinder Alfred Seiden ein Patent für die Konstruktion eines mit einem Linearmotor ausgestatteten Zuges. Und vier Jahre später entwickelte Franklin Scott Smith einen weiteren frühen Prototyp einer elektromagnetischen Schwebebahn. Wenig später, in der Zeit von 1937 bis 1941, erhielt der deutsche Ingenieur Hermann Kemper mehrere weitere Patente im Zusammenhang mit Zügen, die mit linearen Elektromotoren ausgestattet waren. Das 2004 erbaute Rollmaterial des Moskauer Einschienenbahn-Verkehrssystems nutzt übrigens asynchrone Linearmotoren für die Fortbewegung – dies ist die weltweit erste Einschienenbahn mit Linearmotor.

Ein Zug der Moskauer Einschienenbahn in der Nähe des Bahnhofs Teletsentr

In den späten 1940er Jahren gingen die Forscher von Worten zu Taten über. Dem britischen Ingenieur Eric Lazethwaite, den viele als „Vater der Magnetschwebebahn“ bezeichnen, gelang es, den ersten funktionsfähigen Prototyp eines linearen Induktionsmotors in Originalgröße zu entwickeln. Später in den 1960er Jahren beteiligte er sich an der Entwicklung des Hochgeschwindigkeitszuges Tracked Hovercraft. Leider wurde das Projekt 1973 aus Geldmangel eingestellt.

1979 erschien der weltweit erste Prototyp einer Magnetschwebebahn mit Zulassung zur Personenbeförderung, der Transrapid 05. In Hamburg wurde eine 908 m lange Teststrecke gebaut und auf der IVA 79 präsentiert. Das Interesse an dem Projekt war groß so großartig, dass der Transrapid 05 nach Messeende noch drei Monate erfolgreich verkehren und insgesamt rund 50.000 Fahrgäste befördern konnte. Die Höchstgeschwindigkeit dieses Zuges betrug 75 km/h.

Und das erste kommerzielle Magnetflugzeug erschien 1984 in Birmingham, England. Eine Magnetschwebebahn verband das Terminal des Birmingham International Airport mit dem nahegelegenen Bahnhof. Sie war von 1984 bis 1995 erfolgreich tätig. Die Länge der Strecke betrug nur 600 m und die Höhe, bis zu der der Zug mit einem linearen Asynchronmotor über die Straßenoberfläche stieg, betrug 15 Millimeter. Im Jahr 2003 wurde an seiner Stelle das Personentransportsystem AirRail Link auf Basis der Cable Liner-Technologie gebaut.

In den 1980er Jahren begann die Entwicklung und Umsetzung von Projekten zur Schaffung von Hochgeschwindigkeits-Magnetschwebebahnen nicht nur in England und Deutschland, sondern auch in Japan, Korea, China und den USA.

Wie es funktioniert

Die grundlegenden Eigenschaften von Magneten kennen wir seit dem Physikunterricht der 6. Klasse. Wenn Sie den Nordpol eines Permanentmagneten in die Nähe des Nordpols eines anderen Magneten bringen, stoßen sie sich gegenseitig ab. Wenn einer der Magnete umgedreht wird und dadurch verschiedene Pole verbindet, zieht er an. Dieses einfache Prinzip findet man in Magnetschwebebahnen, die über eine Schiene eine kurze Strecke durch die Luft gleiten.

Die magnetische Aufhängungstechnologie basiert auf drei Hauptsubsystemen: Schweben, Stabilisierung und Beschleunigung. Gleichzeitig weiter dieser Moment Es gibt zwei wesentliche magnetische Aufhängungstechnologien und eine experimentelle, die sich nur auf dem Papier bewährt hat.

Züge, die auf der Technologie der elektromagnetischen Federung (EMS) basieren, nutzen zum Schweben ein elektromagnetisches Feld, dessen Stärke sich im Laufe der Zeit ändert. Darüber hinaus ähnelt die praktische Umsetzung dieses Systems stark dem Betrieb des konventionellen Schienenverkehrs. Hier wird ein T-förmiges Schienenbett aus einem Leiter (meist Metall) verwendet, der Zug verwendet jedoch anstelle von Radpaaren ein System aus Elektromagneten – Stützen und Führungen. Die Stütz- und Führungsmagnete sind parallel zu den ferromagnetischen Statoren an den Rändern der T-förmigen Bahn angeordnet. Der Hauptnachteil der EMS-Technologie ist der Abstand zwischen Tragmagnet und Stator, der 15 Millimeter beträgt und durch Spezialgeräte kontrolliert und eingestellt werden muss automatisierte Systeme hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich der variablen Natur der elektromagnetischen Wechselwirkung. Das Schwebesystem funktioniert übrigens dank an Bord des Zugs installierter Batterien, die durch in den Tragmagneten eingebaute Lineargeneratoren aufgeladen werden. So kann der Zug im Falle eines Halts lange Zeit mit Batterien schweben. Transrapid-Züge und insbesondere die Shanghai Maglev werden auf Basis der EMS-Technologie gebaut.

Züge auf Basis der EMS-Technologie werden synchron angetrieben und gebremst Linearmotor geringe Beschleunigung, dargestellt durch die Stützmagnete und die Leinwand, über der die Magnetebene schwebt. Von im Großen und Ganzen Das in die Leinwand eingebaute Motorsystem ist ein herkömmlicher Stator (der stationäre Teil eines linearen Elektromotors), der entlang der Unterseite der Leinwand angeordnet ist, und die unterstützenden Elektromagnete fungieren wiederum als Anker des Elektromotors. Anstatt also ein Drehmoment zu erzeugen, erzeugt der Wechselstrom in den Spulen ein Magnetfeld aus angeregten Wellen, das den Zug berührungslos bewegt. Änderung der Stärke und Frequenz Wechselstrom ermöglicht es Ihnen, die Traktion und Geschwindigkeit des Zuges anzupassen. Um langsamer zu werden, müssen Sie lediglich die Richtung des Magnetfelds ändern.

Bei der Verwendung der elektrodynamischen Aufhängungstechnologie (EDS) erfolgt die Levitation durch die Wechselwirkung des Magnetfelds in der Leinwand und des durch supraleitende Magnete an Bord des Zuges erzeugten Felds. Japanische JR-Maglev-Züge werden auf Basis der EDS-Technologie gebaut. Im Gegensatz zur EMS-Technologie, die herkömmliche Elektromagnete und Spulen verwendet, die Strom nur dann leiten, wenn Strom angelegt wird, können supraleitende Elektromagnete Strom auch dann leiten, wenn die Stromquelle entfernt wurde, beispielsweise während eines Stromausfalls. Durch die Kühlung der Spulen im EDS-System können Sie viel Energie sparen. Allerdings musste das kryogene Kühlsystem früher mehr aufrechterhalten niedrige Temperaturen in Spulen kann recht teuer sein.

Der Hauptvorteil des EDS-Systems ist seine hohe Stabilität – bei einer leichten Verringerung des Abstands zwischen Blech und Magneten entsteht eine Abstoßungskraft, die die Magnete in ihre ursprüngliche Position zurückführt, während bei Vergrößerung des Abstands die Abstoßungskraft abnimmt und zunimmt die Anziehungskraft, die wiederum zur Stabilisierung des Systems führt. In diesem Fall ist keine Elektronik zur Steuerung und Anpassung des Abstands zwischen Zug und Gleis erforderlich.

Allerdings gibt es auch hier einige Nachteile: Nur bei hohen Geschwindigkeiten entsteht eine Kraft, die ausreicht, um den Zug schweben zu lassen. Aus diesem Grund muss ein EDS-Zug mit beweglichen Rädern ausgestattet sein niedrige Geschwindigkeiten(bis 100 km/h). Auch auf der gesamten Streckenlänge müssen entsprechende Änderungen vorgenommen werden, da der Zug aufgrund technischer Störungen an jedem beliebigen Ort anhalten kann.

Ein weiterer Nachteil von EDS besteht darin, dass bei niedrigen Geschwindigkeiten an der Vorder- und Rückseite der abstoßenden Magnete in der Bahn eine Reibungskraft entsteht, die diesen entgegenwirkt. Dies ist einer der Gründe, warum JR-Maglev das vollständig abstoßende System aufgab und sich einem seitlichen Levitationssystem zuwandte.

Zu beachten ist auch, dass starke Magnetfelder im Fahrgastraum den Einbau eines Magnetschutzes erforderlich machen. Ohne Abschirmung ist die Fahrt in einem solchen Wagen für Passagiere mit elektronischem Herzschrittmacher oder magnetischen Speichermedien (HDD und Kreditkarten) kontraindiziert.

Das Beschleunigungssubsystem in Zügen mit EDS-Technologie funktioniert auf die gleiche Weise wie in Zügen mit EMS-Technologie, mit der Ausnahme, dass die Statoren nach einem Polaritätswechsel vorübergehend anhalten.

Die dritte, der Umsetzung am nächsten kommende Technologie, die derzeit nur auf dem Papier existiert, ist die EDS-Option mit Permanentmagnete Inductrack, für dessen Aktivierung keine Energie erforderlich ist. Bis vor kurzem glaubten Forscher, dass Permanentmagnete nicht genug Kraft hätten, um einen Zug schweben zu lassen. Dieses Problem wurde jedoch durch die Platzierung von Magneten im sogenannten „Halbach-Array“ gelöst. Die Magnete sind so angeordnet, dass das Magnetfeld über der Anordnung und nicht darunter entsteht, und sind in der Lage, den Zug bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten schweben zu lassen – etwa 5 km/h. Zwar sind die Kosten für solche Permanentmagnetanordnungen sehr hoch, weshalb es noch kein einziges kommerzielles Projekt dieser Art gibt.

Guinness-Buch der Rekorde

Im Moment die erste Zeile in der Liste der Meisten Schnellzüge Die Magnetschwebebahn ist mit der japanischen Lösung JR-Maglev MLX01 besetzt, die am 2. Dezember 2003 auf der Teststrecke in Yamanashi eine Rekordgeschwindigkeit von 581 km/h erreichte. Es ist erwähnenswert, dass der JR-Maglev MLX01 mehrere weitere Rekorde hält, die zwischen 1997 und 1999 aufgestellt wurden – 531, 550, 552 km/h.

Wenn Sie sich Ihre engsten Konkurrenten ansehen, ist unter ihnen der in Deutschland gebaute Shanghai-Magnetschwebebahn Transrapid SMT erwähnenswert, der bei Tests im Jahr 2003 eine Geschwindigkeit von 501 km/h erreichte, und sein Vorläufer – der Transrapid 07, der diesen übertraf 1988 die Marke von 436 km/h

Praktische Anwendung

Die im März 2005 in Betrieb genommene Magnetschwebebahn Linimo wurde von Chubu HSST entwickelt und ist in Japan immer noch im Einsatz. Sie verläuft zwischen zwei Städten in der Präfektur Aichi. Die Länge der Leinwand, über der die Magnetschwebebahn schwebt, beträgt etwa 9 km (9 Stationen). Dabei maximale Geschwindigkeit Linimo entspricht 100 km/h. Dies hinderte sie jedoch nicht daran, allein in den ersten drei Monaten nach ihrer Einführung mehr als 10 Millionen Passagiere zu befördern.

Bekannter ist die von Shanghai entwickelte Magnetschwebebahn Deutsches Unternehmen Transrapid und am 1. Januar 2004 in Betrieb genommen. Diese Magnetschwebebahn verbindet den Bahnhof Shanghai Longyang Lu mit dem internationalen Flughafen Pudong. Gesamtentfernung beträgt 30 km, der Zug bewältigt sie in etwa 7,5 Minuten und beschleunigt auf eine Geschwindigkeit von 431 km/h.

Eine weitere Magnetschwebebahnlinie ist in Daejeon, Südkorea, erfolgreich in Betrieb. UTM-02 wurde am 21. April 2008 für Passagiere verfügbar und die Entwicklung und Erstellung dauerte 14 Jahre. Die Magnetschwebebahn verbindet das National Science Museum und den Exhibition Park, die nur 1 km voneinander entfernt sind.

Unter den Magnetschwebebahnen, die in naher Zukunft ihren Betrieb aufnehmen werden, ist die Magnetschwebebahn L0 in Japan hervorzuheben, deren Tests kürzlich wieder aufgenommen wurden. Es wird erwartet, dass es bis 2027 auf der Strecke Tokio-Nagoya verkehren wird.

Sehr teures Spielzeug

Vor nicht allzu langer Zeit nannten populäre Zeitschriften Magnetschwebebahnen einen revolutionären Transport, und sowohl Privatunternehmen als auch Behörden aus der ganzen Welt berichteten mit beneidenswerter Regelmäßigkeit über den Start neuer Projekte solcher Systeme. Die meisten dieser grandiosen Projekte wurden jedoch in der Anfangsphase geschlossen und einige Magnetschwebebahnstrecken wurden später abgebaut, obwohl sie für kurze Zeit der Bevölkerung zugute kamen.

Der Hauptgrund für das Scheitern ist, dass Magnetschwebebahnen extrem teuer sind. Sie benötigen eine eigens für sie gebaute Infrastruktur, die in der Regel den größten Ausgabenposten im Projektbudget darstellt. Beispielsweise kostete die Shanghai Maglev China 1,3 Milliarden US-Dollar oder 43,6 Millionen US-Dollar pro 1 km Strecke in beide Richtungen (einschließlich der Kosten für den Bau von Zügen und Bahnhöfen). Nur auf längeren Strecken können Magnetschwebebahnen mit Fluggesellschaften konkurrieren. Aber andererseits gibt es nur wenige Orte auf der Welt, an denen so viel Passagierverkehr herrscht, dass sich eine Magnetschwebebahnstrecke lohnt.

Was weiter?

Derzeit sieht die Zukunft der Magnetschwebebahnen vage aus, was vor allem auf die unerschwinglichen Kosten solcher Projekte und die lange Amortisationszeit zurückzuführen ist. Gleichzeitig investieren viele Länder weiterhin enorme Summen in Hochgeschwindigkeitsbahnprojekte (HSR). Vor nicht allzu langer Zeit wurden in Japan die Hochgeschwindigkeitstests der Magnetschwebebahn Maglev L0 wieder aufgenommen.

Die japanische Regierung hofft auch, das Interesse der USA für ihre eigenen Magnetschwebebahnen zu wecken. Kürzlich statteten Vertreter der Northeast Maglev Company, die Washington und New York mithilfe einer Magnetschwebebahn verbinden will, Japan einen offiziellen Besuch ab. Vielleicht werden Magnetschwebebahnen in Ländern mit einem weniger effizienten Hochgeschwindigkeitsbahnnetz eine größere Verbreitung finden. Zum Beispiel in den USA und Großbritannien, aber ihre Kosten werden trotzdem hoch bleiben.

Es gibt ein anderes Szenario für die Entwicklung von Ereignissen. Eine Möglichkeit, die Effizienz von Magnetschwebebahnen zu steigern, ist bekanntlich der Einsatz von Supraleitern, die bei Abkühlung auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt vollständig verlieren elektrischer Wiederstand. Allerdings ist die Aufbewahrung großer Magnete in Tanks mit extrem kalten Flüssigkeiten sehr teuer gewünschte Temperatur Es werden riesige „Kühlschränke“ benötigt, was die Kosten weiter erhöht.

Aber niemand schließt die Möglichkeit aus, dass Koryphäen der Physik in naher Zukunft in der Lage sein werden, eine kostengünstige Substanz zu schaffen, die auch bei atmosphärischen Eigenschaften ihre supraleitenden Eigenschaften behält Zimmertemperatur. Wenn Supraleitung erreicht wird hohe Temperaturen Starke Magnetfelder, die Autos und Züge in der Schwebe halten können, werden so zugänglich, dass sogar „fliegende Autos“ wirtschaftlich rentabel sein werden. Wir warten also auf Neuigkeiten aus den Laboren.

Die Technologie befindet sich in der Entwicklung!

Eine Magnetschwebebahn – ein fliegender Zug, Magnetoplane oder Magnetschwebebahn – ist eine über der Straßenoberfläche gehaltene, angetriebene und angetriebene Bahn mit Gewalt angetrieben elektromagnetisches oder magnetisches Feld.

Beschreibung:

Eine Magnetschwebebahn – ein fliegender Zug, ein Magnetflugzeug oder eine Magnetschwebebahn (aus dem Englischen „Magnetschwebebahn“ – „Magnetschwebebahn“) ist eine über der Straßenoberfläche gehaltene Bahn, die durch die Kraft eines elektromagnetischen oder magnetischen Feldes angetrieben und gesteuert wird.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Eisenbahnzügen berührt die Magnetschwebebahn während der Fahrt nicht die Oberfläche Schiene. Daher kann die Geschwindigkeit dieses Transports mit der Geschwindigkeit vergleichbar sein Flugzeug. Heute beträgt die Höchstgeschwindigkeit eines solchen Zuges 581 km/h (Japan).

In der Praxis werden zwei Magnetschwebesysteme eingesetzt: elektromagnetische Federung (EMS) und elektrodynamische Federung (EDS). Andere Systeme: Permanentmagnete existieren nur in der Theorie und das RusMaglev-System befindet sich in der Entwicklung.

Zug mit elektromagnetischer Federung (EMS):

Die elektromagnetische Federung (EMS) ermöglicht das Schweben des Zuges mithilfe eines elektromagnetischen Feldes mit zeitlich veränderlicher Kraft. Das System ist ein Weg aus Dirigent und ein im Zug installiertes System von Elektromagneten.

Vorteile dieses Systems:

– Magnetfelder innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs sind geringer als die des EDS-Systems,

– wirtschaftlich tragfähig, marktfähig und zugängliche Technologie,

– hohe Geschwindigkeiten(500 km/h),

– Es sind keine zusätzlichen Federungssysteme erforderlich.

Nachteile dieses Systems:

– Instabilität: Eine ständige Überwachung und Anpassung der Schwankungen im Magnetfeld von Spuren und Zusammensetzung ist erforderlich.

– Der Prozess des Toleranzausgleichs durch externe Mittel kann zu unerwünschten Vibrationen führen.

Elektrodynamischer Federungszug (EDS):

Das elektrodynamische Federungssystem (EDS) erzeugt durch Veränderung Schweben Magnetfeld in den Gleisen und dem durch Magnete im Zug erzeugten Feld.

Vorteile dieses Systems:

– Entwicklung ultrahoher Geschwindigkeiten (603 km/h) und der Fähigkeit, schweren Lasten standzuhalten.

Nachteile dieses Systems:

– Unfähigkeit, bei niedrigen Geschwindigkeiten zu schweben, Bedarf an hohe Geschwindigkeit, damit genügend Abstoßungskraft vorhanden ist, um mindestens das Gewicht des Zuges zu halten (deshalb verwenden solche Züge Räder),

– Starke magnetische Strahlung ist gesundheitsgefährdend und gefährlich für Passagiere mit einem schlechten Gesundheitszustand und mit Herzschrittmachern sowie für magnetische Speichermedien.

Inductrack Permanentmagnetbahn-Magnetschwebesysteme:

Derzeit relevant für die Umsetzung ist das Inductrack-Permanentmagnetsystem, eine Art EDS-System.

Vorteile dieses Systems:

– möglicherweise das wirtschaftlichste System,

– geringe Leistung zur Aktivierung der Magnete,

– das Magnetfeld ist unterhalb des Autos lokalisiert,

– das Levitationsfeld wird bereits bei einer Geschwindigkeit von 5 km/h erzeugt,

– bei Stromausfall halten die Autos sicher an,

– Mehrere Permanentmagnete können effizienter sein als Elektromagnete.

Nachteile dieses Systems:

– erfordert Räder oder ein spezielles Gleisstück, um den Zug beim Anhalten zu stützen.

RusMaglev-System:

Levitation RusMaglev ist eine russische Entwicklung. Die Levitation wird durch Permanentmagnete (Neodym-Eisen-Bor) an Bord des Zuges erzeugt. Die Schienen bestehen aus Aluminium. Das System benötigt keinerlei Stromversorgung.

Vorteile dieses Systems:

- wirtschaftlicher Hochgeschwindigkeitsstrecke,

– kein Strom erforderlich

– hohe Geschwindigkeiten – mehr als 400 km/h,

– Der Zug schwebt mit Geschwindigkeit Null,

– Der Gütertransport ist doppelt so günstig wie der Gütertransport auf der bestehenden Eisenbahn.

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