सुखोव विटाली व्लादिमीरोविच, गैलिन एलेक्सी लियोनिदोविच

हम आपके लिए एक परियोजना प्रस्तुत कर रहे हैं जिसका मुख्य विषय "विद्युत चुम्बकीय वाहन और उपकरण" है। इस काम को शुरू करने के बाद हमें इसका सबसे ज्यादा एहसास हुआ दिलचस्प सवालहमारे लिए चुंबकीय उत्तोलन परिवहन है।

हाल ही में मशहूर अंग्रेजी विज्ञान कथा लेखक आर्थर क्लार्क ने एक और भविष्यवाणी की है। “...हम एक नए प्रकार का अंतरिक्ष यान बनाने की कगार पर हैं जो पृथ्वी छोड़ने में सक्षम होगा न्यूनतम लागतउनका मानना ​​है कि गुरुत्वाकर्षण अवरोध पर काबू पाकर। - फिर मौजूदा मिसाइलें वैसी ही हो जाएंगी जैसी थीं गुब्बारेप्रथम विश्व युद्ध से पहले।" यह निर्णय किस पर आधारित है? इसका उत्तर चुंबकीय उत्तोलन परिवहन बनाने के आधुनिक विचारों में खोजा जाना चाहिए।

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"कॉलेज में मेरी परियोजना गतिविधियाँ"

वैज्ञानिक एवं व्यावहारिक परियोजना की दिशा:

विद्युत अभियन्त्रण

प्रोजेक्ट विषय:

विद्युत चुम्बकीय वाहन और उपकरण। चुंबकीय उत्तोलन परिवहन

प्रोजेक्ट तैयार:

सुखोव विटाली व्लादिमीरोविच, समूह 2 ईटी के छात्र

गैलिन एलेक्सी लियोनिदोविच, समूह 2 ईटी के छात्र

संस्था का नाम:

जीबीओयू एसपीओ इलेक्ट्रोमैकेनिकल कॉलेज नंबर 55

प्रोजेक्ट मैनेजर:

उटेनकोवा ईटेरिना सर्गेवना

मॉस्को 2012

परिचय

मैग्नेटोप्लेन या मैग्लेव

हैलबैक स्थापना

निष्कर्ष

ग्रन्थसूची

परिचय

हम आपके लिए एक परियोजना प्रस्तुत कर रहे हैं जिसका मुख्य विषय "विद्युत चुम्बकीय वाहन और उपकरण" है। इस कार्य को करने के बाद, हमें एहसास हुआ कि हमारे लिए सबसे दिलचस्प मुद्दा चुंबकीय उत्तोलन परिवहन है।

हाल ही में मशहूर अंग्रेजी विज्ञान कथा लेखक आर्थर क्लार्क ने एक और भविष्यवाणी की है। उनका मानना ​​है, "...हम एक नए प्रकार का अंतरिक्ष यान बनाने की कगार पर हैं जो गुरुत्वाकर्षण बाधा को पार करके न्यूनतम लागत पर पृथ्वी छोड़ने में सक्षम होगा।" "तब आज के रॉकेट वही होंगे जो प्रथम विश्व युद्ध से पहले गुब्बारे थे।" यह निर्णय किस पर आधारित है? इसका उत्तर चुंबकीय उत्तोलन परिवहन बनाने के आधुनिक विचारों में खोजा जाना चाहिए।

मैग्नेटोप्लेन या मैग्लेव

मैग्नेटोप्लेन या मैग्लेव (अंग्रेजी मैग्नेटिक लेविटेशन से) चुंबकीय निलंबन पर चलने वाली एक ट्रेन है, जो चुंबकीय बलों द्वारा संचालित और नियंत्रित होती है। ऐसी ट्रेन, पारंपरिक ट्रेनों के विपरीत, चलते समय रेल की सतह को नहीं छूती है। चूँकि ट्रेन और चलती सतह के बीच एक अंतर होता है, घर्षण समाप्त हो जाता है, और एकमात्र ब्रेकिंग बल वायुगतिकीय खींचें का बल होता है।

मैग्लेव द्वारा प्राप्त गति एक हवाई जहाज के बराबर है और इसे प्रतिस्पर्धा करने की अनुमति देती है हवाई सेवाएँकम (विमानन के लिए) दूरी पर (1000 किमी तक)। हालाँकि इस तरह के परिवहन का विचार नया नहीं है, आर्थिक और तकनीकी सीमाओं ने इसे पूरी तरह से विकसित होने से रोक दिया है: प्रौद्योगिकी को केवल कुछ ही बार सार्वजनिक उपयोग के लिए लागू किया गया है। वर्तमान में, मैग्लेव मौजूदा परिवहन बुनियादी ढांचे का उपयोग नहीं कर सकता है, हालांकि पारंपरिक रेलवे की पटरियों के बीच या राजमार्ग के नीचे चुंबकीय सड़क तत्वों के स्थान वाली परियोजनाएं हैं।

मैग्नेटिक लेविटेशन ट्रेनों (MAGLEV) की आवश्यकता पर पहले से ही चर्चा की जा रही है लंबे सालहालाँकि, उन्हें वास्तव में लागू करने के प्रयासों के परिणाम हतोत्साहित करने वाले निकले। मैग्लेव ट्रेनों का सबसे महत्वपूर्ण नुकसान विद्युत चुम्बकों के संचालन की ख़ासियत है, जो ट्रैक के ऊपर कारों के उत्तोलन को सुनिश्चित करता है। जिन विद्युत चुम्बकों को अतिचालकता की स्थिति तक ठंडा नहीं किया जाता, वे भारी मात्रा में ऊर्जा की खपत करते हैं। कपड़े में सुपरकंडक्टर्स का उपयोग करते समय, उन्हें ठंडा करने की लागत सभी आर्थिक लाभों और परियोजना की व्यवहार्यता को नकार देगी।

लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी, कैलिफ़ोर्निया के भौतिक विज्ञानी रिचर्ड पोस्ट द्वारा एक विकल्प प्रस्तावित किया गया था। इसका सार विद्युत चुम्बकों के नहीं, बल्कि स्थायी चुम्बकों के उपयोग में निहित है। पहले इस्तेमाल किए गए स्थायी चुंबक ट्रेन को उठाने के लिए बहुत कमजोर थे, और पोस्ट लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी के सेवानिवृत्त भौतिक विज्ञानी क्लाउस हैलबैक द्वारा विकसित आंशिक त्वरण विधि का उपयोग करता है। हैलबैक ने स्थायी चुम्बकों को इस प्रकार व्यवस्थित करने की एक विधि प्रस्तावित की कि उनके कुल क्षेत्र को एक दिशा में केंद्रित किया जा सके। इंडक्ट्रैक, जैसा कि पोस्ट ने सिस्टम कहा है, कार के निचले हिस्से में लगी हेलबैक इकाइयों का उपयोग करता है। फैब्रिक स्वयं इंसुलेटेड कॉपर केबल के घुमावों की एक व्यवस्थित व्यवस्था है।

हैलबैक स्थापना

हैलबैक इंस्टालेशन चुंबकीय क्षेत्र को एक निश्चित बिंदु पर केंद्रित करता है, और इसे अन्य बिंदुओं पर कम करता है। जब इसे कार के निचले हिस्से में लगाया जाता है, तो यह एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है जो चलती कार के नीचे कपड़े की वाइंडिंग में पर्याप्त धाराओं को प्रेरित करता है ताकि कार को कुछ सेंटीमीटर ऊपर उठाया जा सके और इसे स्थिर किया जा सके [चित्र 1]। जब ट्रेन रुकती है, तो उत्तोलन प्रभाव गायब हो जाता है और कारों को अतिरिक्त चेसिस पर उतारा जाता है।

चावल। 1 हैलबैक स्थापना

यह चित्र मैग्लेव इंडक्ट्रैक ट्रेनों के परीक्षण के लिए 20 मीटर का प्रायोगिक ट्रैक दिखाता है, जिसमें लगभग 1000 आयताकार आगमनात्मक वाइंडिंग हैं, प्रत्येक 15 सेमी चौड़ा है। अग्रभूमि में एक परीक्षण ट्रॉली और एक विद्युत सर्किट है। स्थिर उत्तोलन प्राप्त होने तक कैनवास के साथ एल्यूमीनियम रेल गाड़ी को सहारा देती है। हेलबैक इंस्टॉलेशन प्रदान करते हैं: नीचे के नीचे - उत्तोलन, किनारों पर - स्थिरता।

जब ट्रेन 1-2 किमी/घंटा की गति तक पहुंचती है, तो चुंबक ट्रेन को ऊपर उठाने के लिए प्रेरक वाइंडिंग में पर्याप्त धाराएं उत्पन्न करते हैं। ट्रेन को चलाने वाला बल ट्रैक के किनारे अंतराल पर स्थापित विद्युत चुम्बकों द्वारा उत्पन्न होता है। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र इस तरह से स्पंदित होते हैं कि वे ट्रेन पर लगे हेलबैक इंस्टॉलेशन को पीछे धकेल देते हैं और उसे आगे बढ़ा देते हैं। पोस्ट के अनुसार, जब सही स्थानहेलबैक इंस्टालेशन से कारें किसी भी परिस्थिति में, यहां तक ​​कि भूकंप आने से पहले भी, संतुलन नहीं खोएंगी। वर्तमान में, पोस्ट के 1/20 पैमाने के प्रदर्शन कार्य की सफलता के आधार पर, नासा ने लिवरमोर में अपनी टीम के साथ 3 साल के अनुबंध पर हस्ताक्षर किए हैं अग्रगामी अनुसंधानकक्षा में उपग्रहों के अधिक कुशल प्रक्षेपण के लिए यह अवधारणा। यह परिकल्पना की गई है कि इस प्रणाली का उपयोग पुन: प्रयोज्य बूस्टर वाहन के रूप में किया जाएगा, जो रॉकेट को उसके मुख्य इंजनों को चालू करने से पहले लगभग मैक 1 की गति तक बढ़ा देगा।

हालाँकि, सभी कठिनाइयों के बावजूद, चुंबकीय उत्तोलन परिवहन का उपयोग करने की संभावनाएँ बहुत आकर्षक बनी हुई हैं। इस प्रकार, जापानी सरकार मौलिक रूप से नए प्रकार के जमीनी परिवहन - चुंबकीय उत्तोलन ट्रेनों पर काम फिर से शुरू करने की तैयारी कर रही है। इंजीनियरों के मुताबिक, मैग्लेव कारें जापान के दो सबसे बड़ी आबादी वाले केंद्रों - टोक्यो और ओसाका के बीच की दूरी सिर्फ 1 घंटे में तय करने में सक्षम हैं। वर्तमान हाई-स्पीड ट्रेनों को इसके लिए 2.5 गुना अधिक समय की आवश्यकता होती है।

मैग्लेव गति का रहस्य यह है कि विद्युत चुम्बकीय प्रतिकर्षण बल द्वारा हवा में लटकी हुई कारें ट्रैक के साथ नहीं, बल्कि उसके ऊपर चलती हैं। यह उन नुकसानों को पूरी तरह से समाप्त कर देता है जो पहियों के रेल से रगड़ने पर अपरिहार्य होते हैं। यमनाशी प्रान्त में 18.4 किमी की लंबाई के परीक्षण खंड पर किए गए दीर्घकालिक परीक्षणों ने इसकी विश्वसनीयता और सुरक्षा की पुष्टि की परिवहन प्रणाली. यात्री भार के बिना स्वचालित रूप से चलने वाली कारें 550 किमी/घंटा की गति तक पहुंच गईं। अब तक, हाई-स्पीड रेल यात्रा का रिकॉर्ड फ्रांसीसियों के नाम है, जिनकी टीजीवी ट्रेन 1990 में परीक्षण के दौरान 515 किमी/घंटा तक पहुंच गई थी।

चुंबकीय उत्तोलन वाहनों के संचालन के मुद्दे

जापानी आर्थिक समस्याओं और मुख्य रूप से सुपर-हाई-स्पीड मैग्लेव लाइन की लाभप्रदता के सवाल को लेकर भी चिंतित हैं। आजकल, लगभग 24 मिलियन लोग हर साल टोक्यो और ओसाका के बीच यात्रा करते हैं, और 70% यात्री हाई-स्पीड रेल लाइन का उपयोग करते हैं। भविष्यवेत्ताओं के अनुसार, कंप्यूटर संचार नेटवर्क के क्रांतिकारी विकास से अनिवार्य रूप से देश के दो सबसे बड़े केंद्रों के बीच यात्री यातायात में कमी आएगी। देश की सक्रिय जनसंख्या की संख्या में उभरती गिरावट से परिवहन लाइनों की भीड़ भी प्रभावित हो सकती है

मॉस्को से सेंट पीटर्सबर्ग तक चुंबकीय उत्तोलन ट्रेनों की आवाजाही खोलने की रूसी परियोजना निकट भविष्य में लागू नहीं की जाएगी, कंपनी के प्रमुख ने फरवरी 2011 के अंत में मॉस्को में एक संवाददाता सम्मेलन में कहा। संघीय संस्थारेलवे परिवहन मिखाइल अकुलोव। इस परियोजना में समस्याएँ हो सकती हैं, क्योंकि सर्दियों की परिस्थितियों में चुंबकीय उत्तोलन ट्रेनों के संचालन का कोई अनुभव नहीं है, अकुलोव ने कहा, ऐसी परियोजना रूसी डेवलपर्स के एक समूह द्वारा प्रस्तावित की गई थी जिन्होंने चीन के अनुभव को अपनाया था। उसी समय, अकुलोव ने कहा कि बनाने का विचार हाई स्पीड लाइनमॉस्को-सेंट पीटर्सबर्ग आज फिर से प्रासंगिक है। विशेष रूप से, एक हाई-स्पीड राजमार्ग के निर्माण को एक राजमार्ग के समानांतर निर्माण के साथ संयोजित करने का प्रस्ताव किया गया था। एजेंसी के प्रमुख ने कहा कि एशिया से शक्तिशाली व्यावसायिक संरचनाएं इस परियोजना में भाग लेने के लिए तैयार हैं, बिना यह बताए कि हम किस संरचना के बारे में बात कर रहे हैं।

चुंबकीय ट्रेन उत्तोलन प्रौद्योगिकियाँ

पर इस पलट्रेनों के चुंबकीय निलंबन के लिए 3 मुख्य प्रौद्योगिकियाँ हैं:

1. सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट (इलेक्ट्रोडायनामिक सस्पेंशन, ईडीएस) पर।

सुपरकंडक्टिंग चुंबक एक सोलेनॉइड या इलेक्ट्रोमैग्नेट होता है जिसमें सुपरकंडक्टिंग सामग्री से बनी वाइंडिंग होती है। अतिचालक अवस्था में वाइंडिंग में शून्य ओमिक प्रतिरोध होता है। यदि ऐसी वाइंडिंग को शॉर्ट-सर्किट किया जाता है, तो इसमें प्रेरित विद्युत धारा लगभग अनिश्चित काल तक बनी रहती है।

सुपरकंडक्टिंग चुंबक की वाइंडिंग के माध्यम से प्रसारित होने वाली निरंतर धारा का चुंबकीय क्षेत्र बेहद स्थिर और तरंग-मुक्त होता है, जो वैज्ञानिक अनुसंधान और प्रौद्योगिकी में कई अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है। सुपरकंडक्टिंग चुंबक की वाइंडिंग अपनी सुपरकंडक्टिविटी प्रॉपर्टी खो देती है जब तापमान सुपरकंडक्टर के महत्वपूर्ण तापमान Tk से ऊपर बढ़ जाता है, जब महत्वपूर्ण वर्तमान Ik या महत्वपूर्ण चुंबकीय क्षेत्र Hk वाइंडिंग में पहुंच जाता है। इसे ध्यान में रखते हुए, सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट की वाइंडिंग्स के लिए। Tk, Ik और Hk के उच्च मूल्यों वाली सामग्रियों का उपयोग किया जाता है।

2. विद्युत चुम्बकों पर (विद्युत चुम्बकीय निलंबन, ईएमएस)।

3. पर स्थायी चुम्बक; यह एक नई और संभावित रूप से सबसे अधिक लागत प्रभावी प्रणाली है।

चुम्बक के समान ध्रुवों के प्रतिकर्षण और, इसके विपरीत, विभिन्न ध्रुवों के आकर्षण के कारण संरचना उड़ती है। आंदोलन किया जाता है रैखिक मोटर.

एक रैखिक मोटर एक इलेक्ट्रिक मोटर है जिसमें चुंबकीय प्रणाली के तत्वों में से एक खुला होता है और इसमें एक तैनात घुमावदार होता है जो एक चालू चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, और दूसरा एक गाइड के रूप में बनाया जाता है जो चलती भाग के रैखिक आंदोलन को सुनिश्चित करता है मोटर का.

आजकल, कई रैखिक मोटर डिज़ाइन विकसित किए गए हैं, लेकिन उन सभी को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है - कम त्वरण वाली मोटरें और उच्च त्वरण वाली मोटरें।

सार्वजनिक परिवहन (मैग्लेव, मोनोरेल, सबवे) में कम त्वरण वाले इंजनों का उपयोग किया जाता है। उच्च त्वरण वाले थ्रस्टर्स लंबाई में काफी छोटे होते हैं, और आमतौर पर किसी वस्तु को उच्च गति तक तेज करने और फिर उसे छोड़ने के लिए उपयोग किया जाता है। इनका उपयोग अक्सर हाइपरवेलोसिटी प्रभाव अनुसंधान, जैसे हथियार या लॉन्चर के लिए किया जाता है। अंतरिक्ष यान. धातु-काटने वाली मशीनों के फीड ड्राइव और रोबोटिक्स में भी रैखिक मोटर्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। या तो ट्रेन पर, या ट्रैक पर, या दोनों पर स्थित है। डिज़ाइन की एक प्रमुख समस्या भारी वजन है शक्तिशाली चुम्बकचूँकि हवा में एक विशाल संरचना को बनाए रखने के लिए एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है।

अर्नशॉ के प्रमेय (एस. अर्नशॉ, जिसे कभी-कभी अर्नशॉ भी कहा जाता है) के अनुसार, केवल विद्युत चुम्बकों और स्थायी चुम्बकों द्वारा बनाए गए स्थैतिक क्षेत्र, डायमैग्नेटिक सामग्रियों के क्षेत्रों के विपरीत, अस्थिर होते हैं।

डायमैग्नेट वे पदार्थ होते हैं जो उन पर कार्य करने वाले बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा की ओर चुम्बकित होते हैं। बाह्य चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में, प्रतिचुंबकीय पदार्थों में कोई चुंबकीय क्षण नहीं होता है। और अतिचालक चुम्बक। स्थिरीकरण प्रणालियाँ हैं: सेंसर लगातार ट्रेन से ट्रैक तक की दूरी को मापते हैं और विद्युत चुम्बकों पर वोल्टेज तदनुसार बदलता रहता है।

आप निम्नलिखित चित्र में चुंबकीय उत्तोलन वाहनों की गति के सिद्धांत पर विचार कर सकते हैं।

यह बदलते चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में वाहनों के आगे बढ़ने के सिद्धांत को दर्शाता है। चुम्बकों की व्यवस्था गाड़ी को विपरीत ध्रुव की ओर आगे की ओर खींचती हुई प्रतीत होती है, जिससे पूरी संरचना गतिमान हो जाती है।

सामी चुंबकीय स्थापना को आरेख में अधिक विस्तार से प्रस्तुत किया गया हैरैखिक अतुल्यकालिक मशीनों पर आधारित चालक दल के चुंबकीय निलंबन और इलेक्ट्रिक ड्राइव के डिजाइन

चावल। 1. रैखिक अतुल्यकालिक मशीनों के आधार पर गाड़ी के चुंबकीय निलंबन और इलेक्ट्रिक ड्राइव का डिज़ाइन:
1 - चुंबकीय निलंबन प्रारंभ करनेवाला; 2 - द्वितीयक तत्व; 3 - आवरण; 4.5 - निलंबन प्रारंभ करनेवाला के दांत और घुमावदार; 6,7 - द्वितीयक तत्व का प्रवाहकीय पिंजरा और चुंबकीय सर्किट; 8 - आधार; 9-मंच; 10 - चालक दल का शरीर; 11, 12 - स्प्रिंग्स; 13 - स्पंज; 14 - छड़ी; 15 - बेलनाकार काज; 16 - स्लाइडिंग समर्थन; 17 - ब्रैकेट; 18 - स्टॉप; 19 - रॉड। वॉन - चुंबकीय क्षेत्र की गति: एफएन - निलंबन का उठाने वाला बल: डब्ल्यूबी - निलंबन के कामकाजी अंतराल का प्रेरण

अंक 2। कर्षण रैखिक अतुल्यकालिक मोटर का डिज़ाइन:
1 - कर्षण ड्राइव प्रारंभ करनेवाला; 2 - द्वितीयक तत्व; 3 - ड्राइव प्रारंभ करनेवाला का चुंबकीय सर्किट; 4 - दबाव प्लेटेंड्राइव प्रारंभ करनेवाला; 5 - ड्राइव प्रारंभ करनेवाला दांत; 6 - ड्राइव प्रारंभ करनेवाला घुमावदार कॉइल्स; 7 - आधार.

चुंबकीय उत्तोलन परिवहन के फायदे और नुकसान

लाभ

• सैद्धांतिक रूप से, उच्चतम गति जो स्टॉक (गैर-स्पोर्ट्स) कार पर हासिल की जा सकती है। जमीन परिवहन.
• कम शोर।

कमियां

• ट्रैक बनाने और रखरखाव की उच्च लागत।
• चुम्बकों का वजन, बिजली की खपत।
• मैग्लेव द्वारा उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र प्रशिक्षित कर्मचारियों और/या आस-पास के निवासियों के लिए हानिकारक हो सकता है। यहां तक ​​कि ट्रैक्शन ट्रांसफार्मर का भी विद्युतीकरण किया गया प्रत्यावर्ती धारारेलवे ड्राइवरों के लिए हानिकारक है, लेकिन इस मामले में क्षेत्र की ताकत बहुत अधिक है। यह भी संभव है कि पेसमेकर का उपयोग करने वाले लोगों के लिए मैग्लेव लाइनें उपलब्ध नहीं होंगी।
• उच्च गति (सैकड़ों किमी/घंटा) पर सड़क और ट्रेन के बीच के अंतर (कई सेंटीमीटर) को नियंत्रित करना आवश्यक होगा। इसके लिए अल्ट्रा-फास्ट नियंत्रण प्रणालियों की आवश्यकता होती है।
• जटिल ट्रैक बुनियादी ढांचे की आवश्यकता है।

उदाहरण के लिए, मैग्लेव के लिए एक तीर सड़क के दो खंडों का प्रतिनिधित्व करता है जो मोड़ की दिशा के आधार पर वैकल्पिक होते हैं। इसलिए, यह संभावना नहीं है कि मैग्लेव लाइनें कांटे और चौराहों के साथ कम या ज्यादा शाखित नेटवर्क बनाएंगी।

परिवहन के नये साधनों का विकास

हाई-स्पीड व्हीललेस मैग्नेटिक लेविटेशन ट्रेन बनाने पर काम काफी लंबे समय से चल रहा है, खासकर सोवियत संघ में 1974 से। हालाँकि, भविष्य के सबसे आशाजनक परिवहन की समस्या अभी भी खुली हुई है और इसके लिए गतिविधि का एक विस्तृत क्षेत्र है।

चावल। 2 चुंबकीय उत्तोलन ट्रेन मॉडल

चित्र 2 एक चुंबकीय उत्तोलन ट्रेन का एक मॉडल दिखाता है, जहां डेवलपर्स ने पूरी तरह से चालू करने का फैसला किया यांत्रिक प्रणालीउल्टा। रेलवे मार्ग कुछ समान दूरी पर फैली लाइनों का एक संग्रह है। प्रबलित कंक्रीट समर्थनट्रेनों के लिए विशेष उद्घाटन (खिड़कियाँ) के साथ। कोई रेल नहीं हैं. क्यों? तथ्य यह है कि मॉडल उल्टा है, और ट्रेन स्वयं रेल के रूप में कार्य करती है, और इलेक्ट्रिक मोटर वाले पहिये सहायक खिड़कियों में स्थापित होते हैं, जिनकी घूर्णन गति को ट्रेन चालक द्वारा दूर से नियंत्रित किया जाता है। इस प्रकार, ट्रेन हवा में उड़ती हुई प्रतीत होती है। समर्थनों के बीच की दूरी इस तरह से चुनी जाती है कि अपनी गति के प्रत्येक क्षण में ट्रेन उनमें से कम से कम दो या तीन में स्थित हो, और एक कार की लंबाई एक स्पैन से अधिक हो। यह न केवल ट्रेन को निलंबित रखने की अनुमति देता है, बल्कि साथ ही, यदि पहियों में से एक किसी भी समर्थन में विफल हो जाता है, तो आंदोलन जारी रहेगा।

इस विशेष मॉडल का उपयोग करने के पर्याप्त फायदे हैं। सबसे पहले, यह सामग्री पर बचत करता है, दूसरे, ट्रेन का वजन काफी कम हो जाता है (किसी इंजन या पहियों की आवश्यकता नहीं होती है), तीसरा, ऐसा मॉडल बेहद पर्यावरण के अनुकूल है, और चौथा, इस तरह के मार्ग को घनी दूरी पर रखना संभव है आबादी वाले शहर या क्षेत्र में असमान भूभाग को संभालना परिवहन के मानक साधनों की तुलना में बहुत आसान है।

लेकिन हम कमियों का उल्लेख किये बिना नहीं रह सकते। उदाहरण के लिए, यदि कोई समर्थन मार्ग में महत्वपूर्ण रूप से भटक जाता है, तो इससे आपदा हो जाएगी। हालाँकि, पारंपरिक रेलवे के ढांचे के भीतर भी आपदाएँ संभव हैं। एक और मुद्दा जो प्रौद्योगिकी की लागत में भारी वृद्धि का कारण बनता है वह है शारीरिक व्यायामसमर्थन पर. उदाहरण के लिए, अगर हम कहें तो एक ट्रेन का पिछला हिस्सा जिसने अभी-अभी एक खास जगह छोड़ी है सरल शब्दों में, जैसा कि यह था, "लटकता है" और अगले समर्थन पर एक बड़ा भार डालता है, जबकि ट्रेन का गुरुत्वाकर्षण का केंद्र स्वयं बदल जाता है, जो समग्र रूप से सभी समर्थनों को प्रभावित करता है। लगभग यही स्थिति तब उत्पन्न होती है जब ट्रेन का हेड ओपनिंग छोड़ देता है और अगले समर्थन तक पहुंचने तक उसी तरह "लटका" रहता है। यह एक प्रकार का झूला साबित होता है। डिजाइनर इस समस्या को कैसे हल करना चाहते हैं (लोड-बेयरिंग विंग की मदद से, जबरदस्त गति, समर्थन के बीच की दूरी को कम करना ...) अभी भी स्पष्ट नहीं है। लेकिन समाधान हैं. और तीसरी समस्या है घुमाव की. चूँकि डेवलपर्स ने निर्णय लिया कि कार की लंबाई एक स्पैन से अधिक है, इसलिए घुमावों का प्रश्न उठता है

चावल। 3 यूनिटस्की हाई-स्पीड स्ट्रिंग ट्रांसपोर्ट

इसके विकल्प के रूप में, युनित्सकी हाई-स्पीड स्ट्रिंग ट्रांसपोर्ट (यूएसटी) नामक एक विशुद्ध रूसी विकास है। इसके ढांचे के भीतर, 5-25 मीटर की ऊंचाई तक समर्थन पर उठाए गए पूर्व-तनावग्रस्त स्ट्रिंग रेल का उपयोग करने का प्रस्ताव है, जिसके साथ चार-पहिया परिवहन मॉड्यूल चलते हैं। यूएसटी की लागत बहुत कम हो जाती है - $600-800 हजार प्रति किलोमीटर, और बुनियादी ढांचे और रोलिंग स्टॉक के साथ - $900-1200 हजार प्रति किमी।

चावल। 4 मोनोरेल परिवहन का उदाहरण

लेकिन निकट भविष्य को अभी भी नियमित मोनोरेल शो के रूप में देखा जाता है। इसके अलावा, मोनोरेल सिस्टम के ढांचे के भीतर, परिवहन को स्वचालित करने की नवीनतम तकनीकों को अब वापस लाया जा रहा है। उदाहरण के लिए, अमेरिकी निगम टैक्सी 2000 स्काईवेब एक्सप्रेस स्वचालित टैक्सियों की एक मोनोरेल प्रणाली बना रही है, जो शहर के भीतर और बाहर दोनों जगह यात्रा कर सकती है। ऐसी टैक्सियों में ड्राइवर की आवश्यकता नहीं होती (बिल्कुल विज्ञान कथा पुस्तकों और फिल्मों की तरह)। आप अपना गंतव्य बताते हैं, और टैक्सी आपको स्वतंत्र रूप से इष्टतम मार्ग बनाते हुए, वहां ले जाती है। यहां सब कुछ काम करता है - सुरक्षा और सटीकता दोनों। टैक्सी 2000 वर्तमान में सबसे यथार्थवादी और व्यवहार्य परियोजना है

निष्कर्ष

चुंबकीय उत्तोलन ट्रेनों को भविष्य के परिवहन के सबसे आशाजनक प्रकारों में से एक माना जाता है। चुंबकीय उत्तोलन वाली ट्रेनें पहियों की पूर्ण अनुपस्थिति में सामान्य ट्रेनों और मोनोरेल से भिन्न होती हैं - चलते समय, चुंबकीय बलों की कार्रवाई के कारण कारें एक चौड़ी रेल के ऊपर तैरती हुई प्रतीत होती हैं। नतीजतन, ऐसी ट्रेन की गति 400 किमी/घंटा तक पहुंच सकती है, और कुछ मामलों में ऐसा परिवहन हवाई जहाज की जगह ले सकता है। वर्तमान में, दुनिया में केवल एक चुंबकीय सड़क परियोजना, जिसे ट्रांसरैपिड भी कहा जाता है, व्यवहार में लागू की जा रही है।

कई विकास और परियोजनाएं पहले से ही 20-30 साल पुरानी हैं। और इनके रचनाकारों का मुख्य कार्य निवेशकों को आकर्षित करना है। परिवहन की समस्या अपने आप में काफी महत्वपूर्ण है, क्योंकि अक्सर हम कुछ उत्पाद इतने महंगे खरीदते हैं क्योंकि उनके परिवहन पर बहुत अधिक खर्च होता है। दूसरी समस्या पर्यावरण है, तीसरी परिवहन मार्गों की भारी भीड़ है, जो साल-दर-साल बढ़ती है, और कुछ प्रकार के परिवहन के लिए दसियों प्रतिशत तक बढ़ जाती है।

आइए आशा करें कि निकट भविष्य में हम स्वयं चुंबकीय उत्तोलन वाले वाहन में सवारी कर सकेंगे। समय चलता है...

ग्रन्थसूची

1. ड्रोज़्डोवा टी.ई. सैद्धांतिक आधारप्रगतिशील प्रौद्योगिकियाँ। - मॉस्को: एमजीओयू, 2001. - 212 पी।
2. सामग्री विज्ञान और संरचनात्मक सामग्रियों की प्रौद्योगिकी / टायलिना एल.एन., फेडोरोवा एन.वी. ट्यूटोरियल। - टैम्बोव: टीएसटीयू, 2006. - 457 पी।
3. अंतर्देशीय जल को प्रदूषण और कमी से बचाने के तरीके / एड। गैविच आई.के. - एम.: यूनिटी-दाना, 2002. - 287 पी।
4. औद्योगिक सफाई के तरीके अपशिष्ट/ ज़ुकोव ए.आई. मोंगेट आई.एल., रोडज़िलर आई.डी. - एम.: इंफ्रा-एम, 2005. - 338 पी।
5. सबसे महत्वपूर्ण उद्योगों / एड के लिए प्रौद्योगिकियों के बुनियादी सिद्धांत। सिदोरोवा आई.ए. विश्वविद्यालयों के लिए पाठ्यपुस्तक. - एम.: हायर स्कूल, 2003. - 396 पी।
6. सबसे महत्वपूर्ण उद्योगों की प्रौद्योगिकियों की प्रणाली राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था/ ड्वोर्त्सिन एम.डी., दिमित्रिएन्को वी.वी., क्रुटिकोवा एल.वी., माशिखिना एल.जी. ट्यूटोरियल। - खाबरोवस्क: केएचपीआई, 2003. - 523 पी।

उस क्षण से दो सौ से अधिक वर्ष बीत चुके हैं जब मानवता ने पहले भाप इंजन का आविष्कार किया था। हालाँकि, रेल भूमि परिवहन, बिजली और डीजल ईंधन का उपयोग करके यात्रियों का परिवहन, अभी भी बहुत आम है।

यह कहने योग्य है कि इन सभी वर्षों में, इंजीनियर-आविष्कारक सक्रिय रूप से निर्माण पर काम कर रहे हैं वैकल्पिक तरीकेआंदोलन। उनके काम का परिणाम चुंबकीय उत्तोलन ट्रेनें थीं।

उपस्थिति का इतिहास

चुंबकीय उत्तोलन रेलगाड़ियाँ बनाने का विचार बीसवीं सदी की शुरुआत में सक्रिय रूप से विकसित किया गया था। हालाँकि, कई कारणों से उस समय इस परियोजना को लागू करना संभव नहीं था। ऐसी ट्रेन का उत्पादन 1969 में ही शुरू हुआ था। यह तब था जब जर्मनी के संघीय गणराज्य के क्षेत्र में एक चुंबकीय मार्ग बिछाया जाने लगा, जिसके साथ एक नया वाहन गुजरना था, जिसे बाद में मैग्लेव ट्रेन कहा गया। इसे 1971 में लॉन्च किया गया था। ट्रांसरैपिड-02 नामक पहली मैग्लेव ट्रेन चुंबकीय मार्ग से गुजरी थी।

एक दिलचस्प तथ्य यह है कि जर्मन इंजीनियरों ने वैज्ञानिक हरमन केम्पर द्वारा छोड़े गए नोट्स के आधार पर एक वैकल्पिक वाहन का निर्माण किया, जिन्होंने 1934 में चुंबकीय विमान के आविष्कार की पुष्टि करने वाला पेटेंट प्राप्त किया था।

ट्रांसरैपिड-02 को शायद ही बहुत तेज़ कहा जा सकता है। वह साथ घूम सकता था अधिकतम गति 90 किलोमीटर प्रति घंटे की रफ्तार से. इसकी क्षमता भी कम थी - केवल चार लोग।

1979 में मैग्लेव का एक अधिक उन्नत मॉडल बनाया गया। "ट्रांसरैपिड-05" नाम वाला यह विमान पहले से ही अड़सठ यात्रियों को ले जा सकता था। यह हैम्बर्ग शहर में स्थित एक रेखा के साथ चला गया, जिसकी लंबाई 908 मीटर थी। इस ट्रेन ने जो विकसित किया वह पचहत्तर किलोमीटर प्रति घंटे के बराबर था।

इसके अलावा 1979 में, जापान में एक और मैग्लेव मॉडल जारी किया गया था। इसे "ML-500" कहा जाता था। चुंबकीय उत्तोलन पर यह पाँच सौ सत्रह किलोमीटर प्रति घंटे तक की गति तक पहुँच गया।

प्रतिस्पर्धा

चुंबकीय उत्तोलन ट्रेनों की गति की तुलना इस संबंध में की जा सकती है, इस प्रकार का परिवहन उन एयरलाइनों के लिए एक गंभीर प्रतिस्पर्धी बन सकता है जो एक हजार किलोमीटर तक की दूरी पर संचालित होती हैं। मैग्लेव के व्यापक उपयोग में इस तथ्य से बाधा आती है कि वे पारंपरिक रेलवे सतहों पर नहीं चल सकते हैं। चुंबकीय उत्तोलन ट्रेनों को विशेष राजमार्गों के निर्माण की आवश्यकता होती है। और इसके लिए बड़े पैमाने पर पूंजी निवेश की आवश्यकता होती है। यह भी माना जाता है कि मैग्लेव वाहनों के लिए जो बनाया गया है वह मानव शरीर पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकता है, जो ऐसे मार्ग के पास स्थित क्षेत्रों के चालक और निवासियों के स्वास्थ्य पर नकारात्मक प्रभाव डालेगा।

संचालन का सिद्धांत

चुंबकीय उत्तोलन रेलगाड़ियाँ एक विशेष प्रकार का परिवहन हैं। चलते समय मैग्लेव रेलवे ट्रैक को बिना छुए उसके ऊपर तैरता हुआ प्रतीत होता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि वाहन कृत्रिम रूप से निर्मित चुंबकीय क्षेत्र के बल से संचालित होता है। जब मैग्लेव चलता है तो कोई घर्षण नहीं होता है। इस मामले में ब्रेकिंग बल वायुगतिकीय ड्रैग है।

यह कैसे काम करता है? हम में से प्रत्येक छठी कक्षा के भौतिकी पाठ से चुम्बक के मूल गुणों के बारे में जानता है। यदि दो चुम्बकों को उनके उत्तरी ध्रुवों के साथ एक-दूसरे के करीब लाया जाए, तो वे एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करेंगे। एक तथाकथित चुंबकीय तकिया बनाया जाता है। जब विभिन्न ध्रुव जुड़े होंगे तो चुम्बक एक दूसरे को आकर्षित करेंगे। यह अपेक्षाकृत सरल सिद्धांत मैग्लेव ट्रेन की गति को रेखांकित करता है, जो वस्तुतः रेल से थोड़ी दूरी पर हवा में सरकती है।

वर्तमान में, दो प्रौद्योगिकियां पहले ही विकसित की जा चुकी हैं जिनकी मदद से चुंबकीय कुशन या सस्पेंशन को सक्रिय किया जाता है। तीसरा प्रायोगिक है और केवल कागज पर मौजूद है।

विद्युत चुम्बकीय निलंबन

इस तकनीक को ईएमएस कहा जाता है। यह विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की ताकत पर आधारित है, जो समय के साथ बदलता रहता है। यह मैग्लेव के उत्तोलन (हवा में ऊपर उठना) का कारण बनता है। ऐसे में ट्रेन को चलाने के लिए टी-आकार की रेल की आवश्यकता होती है, जो कंडक्टर (आमतौर पर धातु) से बनी होती है। इस प्रकार, सिस्टम का संचालन पारंपरिक रेलवे के समान है। हालाँकि, ट्रेन में व्हील पेयर के बजाय सपोर्ट और गाइड मैग्नेट होते हैं। उन्हें टी-आकार की शीट के किनारे स्थित लौहचुंबकीय स्टेटर के समानांतर रखा गया है।

ईएमएस तकनीक का मुख्य नुकसान स्टेटर और मैग्नेट के बीच की दूरी को नियंत्रित करने की आवश्यकता है। और यह इस तथ्य के बावजूद है कि यह चंचल स्वभाव सहित कई कारकों पर निर्भर करता है। ट्रेन के अचानक रुकने से बचने के लिए इसमें विशेष बैटरियां लगाई जाती हैं। वे अपने अंदर बने सहायक चुम्बकों को रिचार्ज करने में सक्षम हैं, और इस तरह लंबे समय तक उत्तोलन प्रक्रिया को बनाए रखते हैं।

ईएमएस तकनीक पर आधारित ट्रेनों की ब्रेकिंग कम-एक्सेलेरेशन सिंक्रोनस लीनियर मोटर द्वारा की जाती है। इसे सहायक चुम्बकों के साथ-साथ एक सड़क की सतह द्वारा दर्शाया जाता है जिस पर मैग्लेव तैरता है। उत्पन्न प्रत्यावर्ती धारा की आवृत्ति और शक्ति को बदलकर ट्रेन की गति और जोर को समायोजित किया जा सकता है। गति को धीमा करने के लिए चुंबकीय तरंगों की दिशा बदलना ही काफी है।

इलेक्ट्रोडायनामिक सस्पेंशन

एक ऐसी तकनीक है जिसमें मैग्लेव की गति दो क्षेत्रों की परस्पर क्रिया के माध्यम से होती है। उनमें से एक राजमार्ग पर बनाया गया है, और दूसरा ट्रेन पर। इस तकनीक को ईडीएस कहा जाता है। इसके आधार पर बनाया गया है जापानी ट्रेनएक चुंबकीय उत्तोलन जेआर-मैग्लेव पर।

इस प्रणाली में ईएमएस से कुछ अंतर हैं, जहां पारंपरिक चुंबकों का उपयोग किया जाता है, जिसमें बिजली लागू होने पर ही कॉइल से विद्युत प्रवाह की आपूर्ति की जाती है।

ईडीएस तकनीक का तात्पर्य बिजली की निरंतर आपूर्ति से है। बिजली आपूर्ति बंद होने पर भी ऐसा होता है। ऐसी प्रणाली के कॉइल क्रायोजेनिक कूलिंग से सुसज्जित हैं, जो महत्वपूर्ण मात्रा में बिजली बचाने की अनुमति देता है।

ईडीएस तकनीक के फायदे और नुकसान

इलेक्ट्रोडायनामिक सस्पेंशन पर काम करने वाले सिस्टम का सकारात्मक पक्ष इसकी स्थिरता है। चुम्बक और कैनवास के बीच की दूरी में थोड़ी सी भी कमी या वृद्धि प्रतिकर्षण और आकर्षण की शक्तियों द्वारा नियंत्रित होती है। यह सिस्टम को अपरिवर्तित स्थिति में रहने की अनुमति देता है। इस तकनीक से नियंत्रण के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स स्थापित करने की आवश्यकता नहीं है। ब्लेड और मैग्नेट के बीच की दूरी को समायोजित करने के लिए उपकरणों की कोई आवश्यकता नहीं है।

ईडीएस तकनीक के कुछ नुकसान हैं। इस प्रकार, रचना को ऊपर उठाने के लिए पर्याप्त बल केवल तभी उत्पन्न हो सकता है उच्च गति. इसीलिए मैग्लेव पहियों से सुसज्जित होते हैं। वे एक सौ किलोमीटर प्रति घंटे तक की गति से अपनी आवाजाही सुनिश्चित करते हैं। इस तकनीक का एक और नुकसान घर्षण बल है जो कम गति पर प्रतिकर्षक चुम्बकों के पीछे और सामने होता है।

मजबूत चुंबकीय क्षेत्र के कारण यात्री अनुभाग में विशेष सुरक्षा स्थापित की जानी चाहिए। अन्यथा, इलेक्ट्रॉनिक पेसमेकर वाले व्यक्ति को यात्रा करने से प्रतिबंधित किया जाता है। चुंबकीय भंडारण मीडिया (क्रेडिट कार्ड और एचडीडी) के लिए भी सुरक्षा की आवश्यकता है।

विकासाधीन प्रौद्योगिकी

तीसरी प्रणाली, जो वर्तमान में केवल कागज पर मौजूद है, ईडीएस संस्करण में स्थायी मैग्नेट का उपयोग है, जिसे सक्रिय करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है। अभी हाल ही में यह सोचा गया था कि यह असंभव है। शोधकर्ताओं का मानना ​​था कि स्थायी चुम्बकों में ट्रेन को उछालने की ताकत नहीं होती। हालाँकि, इस समस्या से बचा गया. इस समस्या को हल करने के लिए, चुम्बकों को "हैलबैक ऐरे" में रखा गया। यह व्यवस्था सरणी के नीचे नहीं, बल्कि उसके ऊपर एक चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण की ओर ले जाती है। इससे लगभग पांच किलोमीटर प्रति घंटे की गति पर भी ट्रेन का उत्तोलन बनाए रखने में मदद मिलती है।

इस परियोजना को अभी तक व्यावहारिक कार्यान्वयन नहीं मिला है। यह समझाया गया है उच्च लागतस्थायी चुम्बकों से बनी सारणियाँ।

मैग्लेव के लाभ

चुंबकीय उत्तोलन ट्रेनों का सबसे आकर्षक पहलू उनमें उच्च गति प्राप्त करने की संभावना है, जो भविष्य में मैग्लेव को जेट विमानों के साथ भी प्रतिस्पर्धा करने की अनुमति देगा। इस प्रकारबिजली की खपत के मामले में परिवहन काफी किफायती है। इसके संचालन की लागत भी कम है. घर्षण के अभाव के कारण यह संभव हो पाता है। मैग्लेव का कम शोर भी सुखद है, जिसका पर्यावरण की स्थिति पर सकारात्मक प्रभाव पड़ेगा।

कमियां

मैग्लेव का नकारात्मक पक्ष यह है कि उन्हें बनाने के लिए आवश्यक मात्रा बहुत बड़ी है। ट्रैक रखरखाव की लागत भी अधिक है। इसके अलावा, जिस प्रकार के परिवहन पर विचार किया जा रहा है, उसके लिए पटरियों और अति-सटीक उपकरणों की एक जटिल प्रणाली की आवश्यकता होती है जो सड़क की सतह और चुंबकों के बीच की दूरी को नियंत्रित करते हैं।

बर्लिन में

1980 में जर्मनी की राजधानी में एम-बान नामक पहली मैग्लेव-प्रकार प्रणाली खोली गई थी। सड़क की लंबाई 1.6 किमी थी. चुंबकीय उत्तोलन ट्रेन सप्ताहांत पर तीन मेट्रो स्टेशनों के बीच चलती थी। यात्रियों के लिए यात्रा निःशुल्क थी। बाद में, शहर की जनसंख्या लगभग दोगुनी हो गई। इसमें सृजन हुआ परिवहन नेटवर्कउच्च यात्री यातायात प्रदान करने की क्षमता के साथ। इसीलिए 1991 में चुंबकीय पट्टी को तोड़ दिया गया और उसके स्थान पर मेट्रो का निर्माण शुरू हुआ।

बर्मिंघम

इस जर्मन शहर में, कम गति वाला मैग्लेव 1984 से 1995 तक जुड़ा रहा। हवाई अड्डा और रेलवे स्टेशन. चुंबकीय पथ की लंबाई केवल 600 मीटर थी।

शंघाई

बर्लिन में पहला चुंबकीय रेलवे जर्मन कंपनी ट्रांसरैपिड द्वारा बनाया गया था। परियोजना की विफलता ने डेवलपर्स को निराश नहीं किया। उन्होंने अपना शोध जारी रखा और चीनी सरकार से एक आदेश प्राप्त किया, जिसने देश में मैग्लेव ट्रैक बनाने का निर्णय लिया। शंघाई और पुडोंग हवाई अड्डे इस उच्च गति (450 किमी/घंटा तक) मार्ग से जुड़े हुए हैं।
30 किमी लंबी सड़क 2002 में खोली गई थी। भविष्य की योजनाओं में इसका 175 किमी तक विस्तार शामिल है।

जापान

इस देश ने 2005 में एक्सपो-2005 प्रदर्शनी की मेजबानी की थी। इसके उद्घाटन के लिए 9 किमी लंबे चुंबकीय ट्रैक को चालू किया गया था। लाइन पर नौ स्टेशन हैं। मैग्लेव प्रदर्शनी स्थल से सटे क्षेत्र में कार्य करता है।

मैग्लेव को भविष्य का परिवहन माना जाता है। 2025 में ही जापान जैसे देश में एक नया सुपरहाइवे खोलने की योजना बनाई गई है। चुंबकीय उत्तोलन ट्रेन यात्रियों को टोक्यो से द्वीप के मध्य भाग के एक क्षेत्र तक पहुंचाएगी। इसकी स्पीड 500 किमी/घंटा होगी. इस परियोजना के लिए लगभग पैंतालीस अरब डॉलर की आवश्यकता होगी।

रूस

रूसी रेलवे भी एक हाई-स्पीड ट्रेन बनाने की योजना बना रहा है। 2030 तक रूस में मैग्लेव मॉस्को और व्लादिवोस्तोक को जोड़ देगा। यात्री 9,300 किलोमीटर का सफर 20 घंटे में तय करेंगे. मैग्नेटिक लेविटेशन ट्रेन की गति पांच सौ किलोमीटर प्रति घंटे तक पहुंच जाएगी।

इस तथ्य के बावजूद कि पहले भाप इंजनों के निर्माण के बाद से दो सौ से अधिक साल बीत चुके हैं, मानवता अभी भी चलने में सक्षम प्रेरक शक्ति के रूप में डीजल ईंधन, भाप ऊर्जा और बिजली के उपयोग को पूरी तरह से छोड़ने के लिए तैयार नहीं है। भारी मालऔर यात्री.

हालाँकि, जैसा कि आप स्वयं समझते हैं, इस समय इंजीनियर और आविष्कारक पूरी तरह से निष्क्रिय नहीं थे, और उनके विचारों के काम का परिणाम रेलवे ट्रैक के साथ परिवहन के वैकल्पिक तरीकों की रिहाई था।

विद्युत चुम्बकीय उत्तोलन ट्रेनों का इतिहास

चुंबकीय उत्तोलन पर चलने वाली ट्रेन बनाने का विचार इतना नया नहीं है। पहली बार, आविष्कारकों ने 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में ही इस तरह के रोलिंग स्टॉक बनाने के बारे में सोचना शुरू कर दिया था, लेकिन कई कारणों से, इस परियोजना का कार्यान्वयन काफी लंबे समय तक नहीं किया जा सका।

केवल 1969 में, जर्मनी के तत्कालीन संघीय गणराज्य के क्षेत्र में, उन्होंने एक समान ट्रेन का निर्माण शुरू किया, जिसे बाद में मैग्लेव कहा गया, और चुंबकीय मार्ग बिछाया गया। ट्रांसरैपिड-02 नामक पहले मैग्लेव का प्रक्षेपण दो साल बाद हुआ।

एक दिलचस्प तथ्य यह है कि मैग्लेव के निर्माण में, जर्मन इंजीनियर वैज्ञानिक हरमन केम्पर द्वारा बनाए गए नोट्स पर आधारित थे, जिन्हें 1934 में एक चुंबकीय विमान के निर्माण के लिए पेटेंट प्राप्त हुआ था। पहले मैग्लेव "ट्रानरैपिड-02" को उच्च गति नहीं कहा जा सकता, क्योंकि यह केवल 90 किमी/घंटा की गति तक पहुंच गया था। इसकी क्षमता भी बहुत कम थी: केवल चार लोग।

1979 में बनाया गया अगला मैग्लेव मॉडल, ट्रांसरैपिड-05, 68 यात्रियों को समायोजित कर सकता था और 75 किमी/घंटा की गति से हैम्बर्ग यात्री लाइन के साथ चलता था, जिसकी लंबाई 908 मीटर थी।

ट्रांसरैपिड-05

उसी समय, महाद्वीप के दूसरे छोर पर, जापान में, उसी 1979 में, मैग्लेव मॉडल "एमएल-500" लॉन्च किया गया था, जो 517 किमी/घंटा तक की गति तक पहुंचने में सक्षम था।

मैग्लेव क्या है और इसके संचालन का सिद्धांत क्या है?

मैग्लेव (या बस चुंबकीय उत्तोलन ट्रेन) एक प्रकार का परिवहन है जो चुंबकीय क्षेत्र के बल द्वारा नियंत्रित और संचालित होता है। इस मामले में, मैग्लेव रेलवे ट्रैक को छूता नहीं है, बल्कि कृत्रिम रूप से बनाए गए एक यंत्र द्वारा पकड़कर उसके ऊपर "उड़ता" है चुंबकीय क्षेत्र. इस मामले में, घर्षण समाप्त हो जाता है; केवल वायुगतिकीय खिंचाव ब्रेकिंग बल के रूप में कार्य करता है।

भविष्य में छोटी दूरी के मार्गों पर मैग्लेव एक गंभीर प्रतिस्पर्धी बन सकता है वायु परिवहनइसकी गति की बहुत तेज़ गति विकसित करने की क्षमता के कारण। आज, मैग्लेव का व्यापक परिचय इस तथ्य से काफी हद तक बाधित है कि उनका उपयोग पारंपरिक मेनलाइन रेलवे सतहों पर नहीं किया जा सकता है। मैग्लेव केवल विशेष रूप से निर्मित चुंबकीय राजमार्ग पर ही यात्रा कर सकता है, जिसके लिए बहुत बड़े पूंजी निवेश की आवश्यकता होती है।

यह भी माना जाता है कि चुंबकीय परिवहन चुंबकीय मार्गों के करीब के क्षेत्रों के ड्राइवरों और निवासियों के शरीर पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकता है।

मैग्लेव के फायदे

मैग्लेव के फायदों में उच्च गति प्राप्त करने की व्यापक संभावना शामिल है जो जेट विमानों से भी प्रतिस्पर्धा कर सकती है। इसके अलावा, मैग्लेव ऊर्जा खपत के मामले में काफी किफायती परिवहन है। इसके अलावा, भागों के बीच वस्तुतः कोई घर्षण नहीं होता है, जो परिचालन लागत को काफी कम कर सकता है।

निश्चित रूप से शंघाई मैग्लेव- शंघाई और पूरे चीन के आकर्षणों में से एक। दुनिया का यह पहला वाणिज्यिक चुंबकीय रेलवे जनवरी 2004 में परिचालन में लाया गया था।

अब यह 30 किलोमीटर की लाइन शंघाई क्षेत्र में लॉन्ग यांग लू मेट्रो स्टेशन से जुड़ती है। यह दूरी चुंबकीय उत्तोलन ट्रेन द्वारा 8 मिनट से भी कम समय में तय की जाती है। तुलना के लिए, यदि आप देखें, तो इसमें 40 मिनट लगेंगे।

आपको ऐसी ट्रेन में कम से कम दो बार यात्रा करने की ज़रूरत है - एक बार गति संकेतक को देखते हुए जब यह अधिकतम तक पहुँच जाती है, और दूसरी बार खिड़की से दृश्य की प्रशंसा करते हुए :)

शंघाई मैग्लेव को जर्मन तकनीक का उपयोग करके बनाया गया है। इस क्षेत्र में सक्रिय विकास मुख्य रूप से जापान और जर्मनी में किया जाता है।

चुंबकीय पैड. यह काम किस प्रकार करता है?

मैग्लेव शब्द का संक्षिप्त रूप है चुंबकीय उत्तोलन(मैग्नेटिग लेविटेशन, अंग्रेजी), अर्थात, ट्रेन एक शक्तिशाली विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के प्रभाव में सड़क की सतह से ऊपर उड़ती हुई प्रतीत होती है।

को नियंत्रित इलेक्ट्रॉनिक रूप सेविद्युत चुम्बक (1). इसके अलावा, चुंबक विशेष रेल (2) के नीचे स्थित होते हैं। जब चुम्बक परस्पर क्रिया करते हैं, तो ट्रेन रेल से एक सेंटीमीटर ऊपर घूमती है। पार्श्व संरेखण (3) के लिए जिम्मेदार चुंबक भी हैं। ट्रैक के किनारे बिछाई गई वाइंडिंग एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती है जो ट्रेन को गति देती है।

ट्रेन बिना ड्राइवर के चलती है. प्रबंधन कंप्यूटर का उपयोग करके नियंत्रण केंद्र से किया जाता है। बिजलीनियंत्रण केंद्र से केवल उस अनुभाग तक आपूर्ति की जाती है जिस पर ट्रेन वर्तमान में चल रही है। धीमा करने के लिए, चुंबकीय क्षेत्र अपने वेक्टर को बदलता है।

फायदे और नुकसान

"यदि आप में से कोई एक टावर बनाने का फैसला करता है, तो क्या वह पहले बैठकर सभी लागतों की गणना नहीं करेगा कि क्या उसके पास इसे पूरा करने के लिए पर्याप्त पैसा है?" (लूका 14 अध्याय 28 श्लोक)

इन शब्दों में एक कारण यह है कि ऐसी रेलगाड़ियाँ हर जगह क्यों नहीं बनाई गईं।

विशेष गेज का निर्माण और रखरखाव महंगा है। उदाहरण के लिए, शंघाई मैग्लेव का निर्माण आर्द्रभूमियों के कारण और अधिक जटिल हो गया था। प्रत्येक ट्रैक सपोर्ट चट्टानी आधार पर टिके एक विशेष कंक्रीट पैड पर रखा गया है। कुछ स्थानों पर यह तकिया 85 मीटर मोटाई तक पहुँच जाता है! परिणामस्वरूप, इन 30 किमी की चुंबकीय सड़क की लागत 10 बिलियन युआन है।

इसके अलावा इस सड़क पर अन्य वाहनों को अनुमति देना अब संभव नहीं है. यह इसे हाई-स्पीड ट्रेनों के लिए बनाए गए ट्रैक से अलग करता है - नियमित ट्रेनें अभी भी उन पर यात्रा कर सकती हैं।

अब सुखद चीज़ों के बारे में। बेशक, मैग्लेव का मुख्य लाभ गति है। शुरुआत के कुछ ही समय में ट्रेन 430 किमी प्रति घंटे की रफ्तार पकड़ लेती है।

अपेक्षाकृत कम बिजली की खपत - कार या हवाई जहाज की तुलना में कई गुना कम। इस हिसाब से पर्यावरण को कम नुकसान होता है.

चूँकि भागों का घर्षण बहुत कम हो जाता है, ऐसी ट्रेन की परिचालन लागत कम होती है।

परीक्षणों से पता चला है कि ट्रेन में चुंबकीय क्षेत्र पारंपरिक ट्रेनों की तुलना में भी कमजोर है। इसका मतलब यह है कि शक्तिशाली चुम्बक यात्रियों के लिए खतरनाक नहीं हैं, जिनमें इलेक्ट्रॉनिक हृदय पेसमेकर वाले चुम्बक भी शामिल हैं।

बिजली की हानि के मामले में, ट्रेन बैटरी से सुसज्जित है जो विशेष ब्रेक को सक्रिय करती है। वे रिवर्स वेक्टर के साथ एक चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं, और ट्रेन की गति 10 किमी प्रति घंटा तक कम हो जाती है, और अंततः ट्रेन रुक जाती है और पटरियों पर गिर जाती है।

शंघाई मैग्लेव का भविष्य

अब मैग्लेव पथ की लंबाई 30 किमी है. यह लाइन को एक अन्य शंघाई हवाई अड्डे तक विस्तारित करने की योजना के बारे में जाना जाता है - होंगकिआओ तक, जो पश्चिम में स्थित है। और फिर सड़क को दक्षिण-पश्चिम में हांग्जो तक बढ़ाएं। परिणामस्वरूप, मार्ग की लंबाई 175 किमी होगी। लेकिन फिलहाल यह परियोजना 2014 तक रुकी हुई है। 2010 से, शंघाई और हांग्जो हाई-स्पीड रेल से जुड़ गए हैं। समय बताएगा कि मैग्लेव का विस्तार करने की योजना लागू की जाएगी या नहीं।

वह एक चुंबकीय उत्तोलन ट्रेन भी है, वह अंग्रेजी चुंबकीय उत्तोलन ("चुंबकीय उत्तोलन") से मैग्लेव भी है - यह एक चुंबकीय उत्तोलन ट्रेन है, जो संचालित होती है और बल द्वारा संचालितविद्युत चुम्बकीय। ऐसी ट्रेन, पारंपरिक ट्रेनों के विपरीत, चलते समय रेल की सतह को नहीं छूती है। चूंकि ट्रेन और चलने वाली सतह के बीच एक अंतर है, घर्षण समाप्त हो जाता है और एकमात्र ब्रेकिंग बल वायुगतिकीय खींचें है। मैग्लेव मोनोरेल परिवहन को संदर्भित करता है।

मोनोरेल:

हाई-स्पीड ग्राउंड ट्रांसपोर्ट (एचएसएलटी) रेल परिवहन है जो 200 किमी/घंटा (120 मील प्रति घंटे) से अधिक गति से ट्रेनों का संचालन करता है। हालाँकि 20वीं सदी की शुरुआत में 150-160 किमी/घंटा से अधिक गति से चलने वाली ट्रेनों को हाई-स्पीड कहा जाता था।
आज, वीएसएनटी ट्रेनें विशेष रूप से नामित रेलवे ट्रैक - एक हाई-स्पीड लाइन (एचएसएल), या चुंबकीय उत्तोलन पर यात्रा करती हैं, जिसके साथ ऊपर दिखाया गया मैग्लेव चलता है।

हाई-स्पीड ट्रेनों की पहली नियमित सेवा 1964 में जापान में शुरू हुई। 1981 में, फ्रांस में वीएसएनटी ट्रेनों का परिचालन शुरू हुआ और जल्द ही अधिकांश ट्रेनें भी चलने लगीं पश्चिमी यूरोपग्रेट ब्रिटेन सहित, एक एकल हाई-स्पीड रेल नेटवर्क में एकजुट किया गया था। संचालन में आधुनिक हाई-स्पीड ट्रेनें लगभग 350-400 किमी/घंटा की गति तक पहुंचती हैं, और परीक्षणों में वे 560-580 किमी/घंटा तक भी तेज हो सकती हैं, जैसे कि जेआर-मैग्लेव एमएलएक्स01, जिसने 581 किमी/घंटा की गति का रिकॉर्ड बनाया है। 2003 में परीक्षण के दौरान एच. एच.
रूस में नियमित उपयोगनियमित ट्रेनों के साथ आम पटरियों पर हाई-स्पीड ट्रेनें 2009 में शुरू हुईं। और केवल 2017 तक रूस की पहली विशेष हाई-स्पीड रेलवे लाइन मॉस्को - सेंट पीटर्सबर्ग का निर्माण पूरा हो जाएगा।

यात्रियों के अलावा, हाई-स्पीड ट्रेनें कार्गो का भी परिवहन करती हैं, उदाहरण के लिए: फ्रांसीसी सेवा ला पोस्टे के पास मेल और पार्सल के परिवहन के लिए विशेष टीजीवी इलेक्ट्रिक ट्रेनों का बेड़ा है।

"चुंबकीय" ट्रेनों, यानी मैग्लेव ट्रेनों की गति, एक हवाई जहाज की गति के बराबर है और उन्हें छोटे और मध्यम दूरी के मार्गों (1000 किमी तक) पर हवाई परिवहन के साथ प्रतिस्पर्धा करने की अनुमति देती है। हालाँकि ऐसे परिवहन का विचार स्वयं नया नहीं है, आर्थिक और तकनीकी सीमाओं ने इसे पूरी तरह से विकसित नहीं होने दिया है।

फिलहाल, ट्रेनों के चुंबकीय निलंबन के लिए 3 मुख्य प्रौद्योगिकियां हैं:

1. सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट पर (इलेक्ट्रोडायनामिक सस्पेंशन, ईडीएस);
2. विद्युत चुम्बकों पर (विद्युत चुम्बकीय निलंबन, ईएमएस);
3. स्थायी चुम्बकों पर; यह एक नई और संभावित रूप से सबसे अधिक लागत प्रभावी प्रणाली है।

रचना समान चुंबकीय ध्रुवों के प्रतिकर्षण और, इसके विपरीत, विपरीत ध्रुवों के आकर्षण के कारण उड़ती है। यह संचलन ट्रेन, ट्रैक या दोनों पर स्थित एक रैखिक मोटर द्वारा किया जाता है। एक प्रमुख डिज़ाइन चुनौती पर्याप्त शक्तिशाली चुम्बकों का भारी वजन है, क्योंकि हवा में विशाल संरचना को बनाए रखने के लिए एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है।

मैग्लेव के लाभ:

• सैद्धांतिक रूप से उच्चतम गति जो सार्वजनिक (गैर-खेल) जमीनी परिवहन पर हासिल की जा सकती है;
• जेट विमानन में उपयोग की जाने वाली गति से कई गुना अधिक गति प्राप्त करने की बेहतरीन संभावनाएँ;
• कम शोर।

मैग्लेव के नुकसान:

• ट्रैक बनाने और रखरखाव की उच्च लागत - एक किलोमीटर मैग्लेव ट्रैक बनाने की लागत एक किलोमीटर मेट्रो सुरंग खोदने के बराबर है बंद तरीके से;
• निर्मित विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र प्रशिक्षित कर्मचारियों और आसपास के निवासियों के लिए हानिकारक हो सकता है। यहां तक ​​कि एसी-विद्युतीकृत रेलवे पर उपयोग किए जाने वाले ट्रैक्शन ट्रांसफार्मर भी ड्राइवरों के लिए हानिकारक हैं। लेकिन इस मामले में, क्षेत्र की ताकत परिमाण का एक क्रम अधिक है। यह भी संभव है कि पेसमेकर का उपयोग करने वाले लोगों के लिए मैग्लेव लाइनें उपलब्ध नहीं होंगी;
• रेल पटरियाँ मानक चौड़ाई, उच्च गति यातायात के लिए पुनर्निर्माण किया गया, नियमित यात्री और कम्यूटर ट्रेनों के लिए सुलभ बना रहा। हाई-स्पीड मैग्लेव मार्ग किसी और चीज़ के लिए उपयुक्त नहीं है; कम गति वाली सेवा के लिए अतिरिक्त ट्रैक की आवश्यकता होगी।

मैग्लेव का सबसे सक्रिय विकास जर्मनी और जापान द्वारा किया जाता है।

*सहायता: शिंकानसेन क्या है?
शिंकानसेन जापान में हाई-स्पीड रेलवे नेटवर्क का नाम है, जिसे यात्रियों के बीच परिवहन के लिए डिज़ाइन किया गया है बड़े शहरदेशों. जापान रेलवे के स्वामित्व में। 1964 में ओसाका और टोक्यो के बीच पहली लाइन टोकैडो शिंकानसेन खोली गई। यह लाइन दुनिया की सबसे व्यस्त हाई-स्पीड रेल लाइन है। यह प्रतिदिन लगभग 375,000 यात्रियों को ले जाता है।

"बुलेट ट्रेन" शिंकानसेन ट्रेनों के नामों में से एक है। ट्रेनों में 16 कारें तक हो सकती हैं। प्रत्येक गाड़ी 25 मीटर की लंबाई तक पहुँचती है, मुख्य गाड़ियों को छोड़कर, जो आमतौर पर थोड़ी लंबी होती हैं। कुल लंबाईट्रेन की दूरी लगभग 400 मीटर है। ऐसी ट्रेनों के स्टेशन भी बहुत लंबे होते हैं और इन ट्रेनों के लिए विशेष रूप से अनुकूलित होते हैं।

जापान में, मैग्लेव को अक्सर "रिनियाका" (जापानी: リニアカー) कहा जाता है, जो बोर्ड पर उपयोग की जाने वाली रैखिक मोटर के कारण अंग्रेजी "लीनियर कार" से लिया गया है।

जेआर-मैग्लेव सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट (ईडीएस) के साथ इलेक्ट्रोडायनामिक सस्पेंशन का उपयोग करता है, जो ट्रेन और ट्रैक दोनों पर स्थापित होता है। जर्मन ट्रांसरैपिड प्रणाली के विपरीत, जेआर-मैग्लेव मोनोरेल डिज़ाइन का उपयोग नहीं करता है: ट्रेनें मैग्नेट के बीच एक चैनल में चलती हैं। यह डिज़ाइन उच्च गति की अनुमति देता है, निकासी की स्थिति में अधिक यात्री सुरक्षा सुनिश्चित करता है, और संचालन में आसानी सुनिश्चित करता है।

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक सस्पेंशन (ईएमएस) के विपरीत, ईडीएस तकनीक का उपयोग करने वाली ट्रेनों को कम गति (150 किमी/घंटा तक) पर यात्रा करते समय अतिरिक्त पहियों की आवश्यकता होती है। जब एक निश्चित गति हो जाती है, तो पहिए जमीन से अलग हो जाते हैं और ट्रेन सतह से कई सेंटीमीटर की दूरी पर "उड़ती" है। दुर्घटना की स्थिति में, पहिये ट्रेन को अधिक आसानी से रुकने की सुविधा भी देते हैं।

सामान्य मोड में ब्रेक लगाने के लिए इलेक्ट्रोडायनामिक ब्रेक का उपयोग किया जाता है। आपात स्थिति के लिए, ट्रेन बोगियों पर वापस लेने योग्य वायुगतिकीय और डिस्क ब्रेक से सुसज्जित है।

501 किमी/घंटा की अधिकतम गति के साथ मैग्लेव में सवारी करें। विवरण में कहा गया है कि वीडियो 2005 में बनाया गया था:

के साथ कई ट्रेनें विभिन्न रूपों मेंनाक शंकु: सामान्य नुकीले से लगभग सपाट तक, 14 मीटर लंबा, तेज गति से सुरंग में प्रवेश करने वाली ट्रेन के साथ होने वाले तेज धमाके से छुटकारा पाने के लिए डिज़ाइन किया गया। मैग्लेव ट्रेन पूरी तरह से कंप्यूटर नियंत्रित हो सकती है। ड्राइवर कंप्यूटर के संचालन की निगरानी करता है और एक वीडियो कैमरे के माध्यम से ट्रैक की एक छवि प्राप्त करता है (ड्राइवर के केबिन में आगे देखने वाली खिड़कियां नहीं हैं)।

जेआर-मैग्लेव तकनीक चीन (शंघाई हवाई अड्डे के लिए लाइन) में लागू ट्रांसरैपिड के समान विकास की तुलना में अधिक महंगी है, क्योंकि इसमें मार्ग को सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट से लैस करने और विस्फोटक विधि का उपयोग करके पहाड़ों में सुरंगें बिछाने के लिए बड़े खर्च की आवश्यकता होती है। परियोजना की कुल लागत 82.5 बिलियन अमेरिकी डॉलर हो सकती है। यदि लाइन टोकैडो तटीय राजमार्ग के साथ बिछाई गई, तो इसकी लागत कम होगी लेकिन निर्माण की आवश्यकता होगी बड़ी मात्राछोटी सुरंगें. इस तथ्य के बावजूद कि चुंबकीय उत्तोलन ट्रेन स्वयं मौन है, उच्च गति पर सुरंग में प्रत्येक प्रवेश एक विस्फोट के बराबर मात्रा में धमाका करेगा, इसलिए घनी आबादी वाले क्षेत्रों में लाइन बिछाना असंभव है।