Kereta levitasi elektromagnetik. – lebih ekonomis dibandingkan jalur berkecepatan tinggi

Niscaya Shanghai Maglev- salah satu daya tarik Shanghai, dan seluruh China. Ini adalah magnet komersial pertama di dunia Kereta Api dioperasikan pada bulan Januari 2004.

Kini jalur sepanjang 30 kilometer ini terhubung dengan stasiun metro Long Yang Lu di kawasan Shanghai, jarak yang ditempuh kereta levitasi magnetis dalam waktu kurang dari 8 menit, sebagai perbandingan jika lewat akan memakan waktu 40 menit.

Anda perlu menaiki kereta seperti itu setidaknya dua kali - sekali melihat indikator kecepatan saat mencapai maksimum, dan lain kali mengagumi pemandangan dari jendela :)

Shanghai Maglev dibangun menggunakan teknologi Jerman. Perkembangan aktif di bidang ini dilakukan terutama di Jepang dan Jerman.

Bantalan magnet. Bagaimana itu bekerja?

Kata Maglev adalah kependekan dari levitasi magnetik(magnetig levitation, bahasa Inggris), yaitu kereta api seolah-olah melayang di atas permukaan jalan di bawah pengaruh medan elektromagnetik yang kuat.

Terkendali secara elektronik elektromagnet (1). Selain itu, magnet terletak di bagian bawah rel khusus (2). Ketika magnet berinteraksi, kereta melayang satu sentimeter di atas rel. Ada juga magnet yang bertanggung jawab untuk penyelarasan lateral (3). Kelok-kelok yang terletak di sepanjang lintasan menciptakan medan magnet yang menggerakkan kereta.

Kereta melaju tanpa masinis. Pengelolaan dilakukan dari pusat kendali dengan menggunakan komputer. Listrik disuplai dari pusat kendali hanya ke area di mana ia bergerak saat ini kereta. Untuk melambat, medan magnet mengubah vektornya.

Keuntungan dan kerugian

“Jika ada di antara kalian yang memutuskan untuk membangun sebuah menara, bukankah dia akan duduk terlebih dahulu dan menghitung semua biayanya untuk melihat apakah dia punya cukup uang untuk menyelesaikannya?” (Lukas 14 pasal 28 ayat)

Kata-kata ini mengandung salah satu alasan mengapa kereta api seperti itu tidak dibangun di mana-mana.

Pembangunan dan pemeliharaan alat pengukur khusus itu mahal. Misalnya, pembangunan Shanghai Maglev semakin diperumit oleh lahan basah. Setiap penyangga lintasan diletakkan di atas bantalan beton khusus yang bertumpu pada dasar berbatu. Di beberapa tempat ketebalan bantal ini mencapai 85 meter! Akibatnya, jalan magnetis sepanjang 30 km ini menelan biaya 10 miliar yuan.

Selain itu, kendaraan lain sudah tidak diperbolehkan lagi melewati jalan tersebut. Hal ini membedakannya dengan jalur yang dibuat untuk kereta berkecepatan tinggi - kereta biasa masih dapat melewatinya.

Sekarang tentang hal-hal yang menyenangkan. Keunggulan utama Maglev tentu saja adalah kecepatan. Dalam waktu singkat setelah start, kecepatan kereta mencapai 430 km per jam.

Konsumsi listrik yang relatif rendah - beberapa kali lebih sedikit dibandingkan dengan mobil atau pesawat terbang. Dengan demikian, kerusakan terhadap lingkungan menjadi lebih sedikit.

Karena gesekan bagian-bagiannya sangat berkurang, biaya pengoperasian kereta semacam itu menjadi lebih rendah.

Pengujian menunjukkan bahwa medan magnet di kereta bahkan lebih lemah dibandingkan di kereta konvensional. Cara, magnet yang kuat tidak berbahaya bagi penumpang, termasuk penumpang yang menggunakan alat pacu jantung elektronik.

Jika terjadi pemadaman listrik, kereta dilengkapi dengan baterai yang mengaktifkan rem khusus. Mereka menciptakan medan magnet dengan vektor terbalik, dan kecepatan kereta dikurangi menjadi 10 km per jam, dan akhirnya kereta berhenti dan jatuh ke rel.

Masa Depan Shanghai Maglev

Kini panjang jalur maglev adalah 30 km. Diketahui tentang rencana untuk memperpanjang jalur ke bandara Shanghai lainnya - ke Hongqiao, yang terletak di sebelah barat. Dan kemudian memperpanjang jalan ke barat daya menuju Hangzhou. Alhasil, panjang lintasan menjadi 175 km. Namun untuk saat ini proyek tersebut dibekukan hingga tahun 2014. Sejak 2010, Shanghai dan Hangzhou telah terhubung dengan kereta api berkecepatan tinggi. Waktu akan menentukan apakah rencana untuk memperpanjang Maglev akan dilaksanakan.

Perbesar-presentasi:http://zoom.pspu.ru/presentations/145

1. Tujuan

Kereta levitasi magnetik atau maglev(dari bahasa Inggris levitasi magnetik, yaitu "maglev" - bidang magnet) adalah kereta api yang digantung secara magnetis, digerakkan dan dikendalikan oleh gaya magnet, dirancang untuk mengangkut orang (Gbr. 1). Mengacu pada teknologi angkutan penumpang. Berbeda dengan kereta tradisional, kereta ini tidak menyentuh permukaan rel saat bergerak.

2. Bagian utama (perangkat) dan tujuannya

Ada solusi teknologi berbeda dalam pengembangan desain ini (lihat paragraf 6). Mari kita perhatikan prinsip pengoperasian levitasi magnetik kereta Transrapid menggunakan elektromagnet ( suspensi elektromagnetik, EMS) (Gbr. 2).

Elektromagnet yang dikontrol secara elektronik (1) dipasang pada “rok” logam setiap mobil. Mereka berinteraksi dengan magnet di bagian bawah rel khusus (2), menyebabkan kereta melayang di atas rel. Magnet lain memberikan keselarasan lateral. Sebuah belitan (3) dipasang di sepanjang lintasan, yang menciptakan medan magnet yang menggerakkan kereta (motor linier).

3. Prinsip pengoperasian

Prinsip pengoperasian kereta maglev didasarkan pada fenomena dan hukum fisika berikut:

fenomena dan hukum induksi elektromagnetik oleh M. Faraday

aturan Lenz

Hukum Biot-Savart-Laplace

Pada tahun 1831, fisikawan Inggris Michael Faraday menemukan hukum induksi elektromagnetik, Dimana perubahan fluks magnet di dalam rangkaian penghantar akan membangkitkan arus listrik di rangkaian ini meskipun tidak ada sumber listrik di rangkaian tersebut. Pertanyaan tentang arah arus induksi, yang dibiarkan terbuka oleh Faraday, segera dipecahkan oleh fisikawan Rusia Emilius Christianovich Lenz.

Mari kita perhatikan rangkaian pembawa arus melingkar tertutup tanpa baterai atau sumber listrik lain yang terhubung, di mana magnet dimasukkan dengan kutub utara. Hal ini akan meningkatkan fluks magnet yang melewati loop, dan menurut hukum Faraday, arus induksi akan muncul di loop. Arus ini selanjutnya menurut hukum Bio-Savart akan menghasilkan medan magnet yang sifat-sifatnya tidak berbeda dengan sifat medan magnet biasa yang mempunyai kutub utara dan selatan. Lenz baru saja berhasil mengetahui bahwa arus induksi akan diarahkan sedemikian rupa sehingga kutub utara medan magnet yang dihasilkan arus akan berorientasi ke arah kutub utara magnet yang digerakkan. Karena gaya tolak-menolak timbal balik bekerja antara dua kutub utara magnet, arus induksi yang diinduksi dalam rangkaian akan mengalir tepat ke arah yang akan melawan masuknya magnet ke dalam rangkaian. Dan ini hanya kasus khusus, namun dalam rumusan umum, kaidah Lenz menyatakan bahwa arus induksi selalu diarahkan sedemikian rupa untuk melawan akar penyebab yang menyebabkannya.

Aturan Lenz persis seperti yang digunakan saat ini di kereta levitasi magnetik. Magnet yang kuat dipasang di bawah bagian bawah gerbong kereta tersebut, terletak beberapa sentimeter dari lembaran baja (Gbr. 3). Ketika kereta bergerak, fluks magnet yang melewati kontur lintasan terus berubah, dan arus induksi yang kuat muncul di dalamnya, menciptakan medan magnet yang kuat yang menolak suspensi magnet kereta (mirip dengan bagaimana gaya tolak-menolak timbul di antara kontur. dan magnet dalam percobaan yang dijelaskan di atas). Gaya ini begitu besar sehingga, setelah memperoleh kecepatan tertentu, kereta benar-benar terangkat keluar jalur beberapa sentimeter dan, pada kenyataannya, terbang di udara.

Komposisinya melayang karena adanya tolak-menolak kutub-kutub magnet yang identik dan, sebaliknya, tarik-menarik kutub-kutub yang berbeda. Pencipta kereta TransRapid (Gbr. 1) menggunakan skema suspensi magnetik yang tidak terduga. Mereka tidak menggunakan gaya tolak-menolak kutub-kutub yang sejenis, melainkan gaya tarik-menarik kutub-kutub yang berlawanan. Menggantungkan beban di atas magnet tidaklah sulit (sistem ini stabil), tetapi di bawah magnet hampir tidak mungkin. Tetapi jika Anda menggunakan elektromagnet yang dikendalikan, situasinya berubah. Sistem kontrol menjaga jarak antara magnet tetap konstan beberapa milimeter (Gbr. 3). Ketika celah bertambah, sistem meningkatkan kekuatan arus pada magnet pendukung dan dengan demikian “menarik” mobil; ketika menurun, arus berkurang dan kesenjangan meningkat. Skema ini mempunyai dua keuntungan serius. Elemen magnet lintasan terlindung dari pengaruh cuaca, dan medannya jauh lebih lemah karena jarak yang kecil antara lintasan dan kereta; itu membutuhkan arus yang jauh lebih rendah. Alhasil, kereta dengan desain ini ternyata jauh lebih irit.

Kereta bergerak maju motorik linier. Mesin seperti itu memiliki rotor dan stator yang direntangkan menjadi strip (dalam motor listrik konvensional, mereka digulung menjadi cincin). Gulungan stator dinyalakan secara bergantian, menciptakan medan magnet berjalan. Stator yang dipasang pada lokomotif ditarik ke bidang ini dan menggerakkan seluruh kereta (Gbr. 4, 5). . Elemen kunci dari teknologi ini adalah perubahan kutub pada elektromagnet dengan menyuplai dan menghilangkan arus secara bergantian dengan frekuensi 4.000 kali per detik. Kesenjangan antara stator dan rotor tidak boleh melebihi lima milimeter untuk mendapatkan pengoperasian yang andal. Hal ini sulit dicapai karena goyangan mobil saat bergerak, yang merupakan ciri khas semua jenis jalan monorel, kecuali jalan dengan suspensi samping, terutama saat menikung. Oleh karena itu, diperlukan infrastruktur lintasan yang ideal.

Stabilitas sistem dipastikan dengan pengaturan otomatis arus dalam belitan magnetisasi: sensor secara konstan mengukur jarak dari kereta ke rel dan tegangan pada elektromagnet berubah (Gbr. 3). Sistem kontrol ultra-cepat mengontrol jarak antara jalan dan kereta.

Satu-satunya gaya pengereman adalah gaya drag aerodinamis.

Jadi, diagram pergerakan kereta maglev: elektromagnet pendukung dipasang di bawah mobil, dan kumparan motor listrik linier dipasang di rel. Ketika mereka berinteraksi, timbul gaya yang mengangkat mobil di atas jalan dan menariknya ke depan. Arah arus pada belitan terus berubah, mengubah medan magnet seiring pergerakan kereta.

Magnet pendukung ditenagai oleh baterai terpasang (Gbr. 4), yang diisi ulang di setiap stasiun. Arus disuplai ke motor listrik linier, yang mempercepat kereta hingga kecepatan pesawat, hanya di bagian sepanjang kereta bergerak (Gbr. 6 a). Medan magnet yang cukup kuat pada komposisi tersebut akan menginduksi arus pada belitan lintasan, dan selanjutnya menciptakan medan magnet.

Saat kereta menambah kecepatan atau menanjak, energi disuplai dengan tenaga yang lebih besar. Jika Anda perlu memperlambat atau mengemudi ke arah yang berlawanan, medan magnet berubah vektor.

Lihat klip videonya" Hukum Induksi Elektromagnetik», « Induksi elektromagnetik» « Eksperimen Faraday».

Beras. 6. b Potongan gambar dari cuplikan video “Hukum Induksi Elektromagnetik”, “Induksi Elektromagnetik”, “Eksperimen Faraday”.

Magnetoplane atau Maglev (dari bahasa Inggris magnetic levitation) adalah kereta api dengan suspensi magnetis, digerakkan dan dikendalikan oleh gaya magnet. Kereta api seperti itu, tidak seperti kereta api tradisional, tidak menyentuh permukaan rel selama pergerakan. Karena terdapat celah antara kereta dan permukaan yang bergerak, gesekan dihilangkan, dan satu-satunya gaya pengereman adalah gaya tarik aerodinamis.

Kecepatan yang dicapai Maglev sebanding dengan kecepatan pesawat terbang dan memungkinkannya bersaing layanan udara pada jarak pendek (untuk penerbangan) (hingga 1000 km). Meskipun gagasan transportasi semacam itu bukanlah hal baru, keterbatasan ekonomi dan teknis telah menghalangi pengembangannya sepenuhnya: teknologi ini hanya beberapa kali diterapkan untuk kepentingan umum. Saat ini Maglev tidak dapat menggunakan infrastruktur transportasi yang ada, meskipun ada proyek dengan lokasi elemen jalan magnetis di antara rel kereta api konvensional atau di bawah jalan raya.

Saat ini, ada 3 teknologi utama suspensi magnetik kereta api:

1. Pada magnet superkonduktor (suspensi elektrodinamik, EDS).

“Kereta api masa depan” yang dibuat di Jerman sebelumnya telah menimbulkan protes dari warga Shanghai. Namun kali ini pihak berwenang, yang takut dengan demonstrasi yang mengancam akan menimbulkan kerusuhan besar, berjanji akan menangani kereta tersebut. Untuk menghentikan demonstrasi pada waktu yang tepat, para pejabat bahkan menggantungkan kamera video di tempat-tempat yang paling sering terjadi protes massal. Massa Tiongkok sangat terorganisir dan mobile, dapat berkumpul dalam hitungan detik dan berubah menjadi demonstrasi dengan slogan-slogan.

Ini adalah demonstrasi rakyat terbesar di Shanghai sejak demonstrasi anti-Jepang pada tahun 2005. Ini bukan protes pertama yang dipicu oleh kekhawatiran Tiongkok terhadap memburuknya lingkungan. Musim panas lalu, ribuan demonstran memaksa pemerintah menunda pembangunan kompleks kimia tersebut.

Kereta levitasi magnetik adalah transportasi yang ramah lingkungan, senyap, dan cepat. Mereka tidak dapat terbang keluar dari rel dan, jika terjadi masalah, dapat berhenti dengan aman. Namun mengapa angkutan seperti itu belum tersebar luas, dan masyarakat masih menggunakan kereta listrik dan kereta api biasa?

Kereta levitasi magnetik: mengapa “transportasi masa depan” belum populer

Pada tahun 1980-an, kereta api magnetic levitation (maglev) diyakini akan menjadi transportasi masa depan yang akan menghancurkan perjalanan udara domestik. Kereta api ini dapat mengangkut penumpang dengan kecepatan 800 km/jam dan hampir tidak menimbulkan dampak buruk terhadap lingkungan.

Maglev dapat melakukan perjalanan dalam cuaca apa pun dan tidak dapat meninggalkan satu-satunya relnya - semakin jauh kereta menyimpang dari relnya, semakin banyak levitasi magnetik yang mendorongnya mundur. Semua maglev bergerak pada frekuensi yang sama, sehingga tidak akan ada masalah dengan sinyalnya. Bayangkan dampak kereta api tersebut terhadap perekonomian dan transportasi jika jaraknya jauh kota-kota besar diatasi dalam waktu setengah jam.

Namun mengapa Anda tetap tidak bisa berkendara ke tempat kerja dengan kecepatan supersonik di pagi hari? Konsep maglev telah ada selama lebih dari satu abad, dengan banyak paten yang menggunakan teknologi ini sejak awal tahun 1900-an. Namun, hanya tiga sistem kereta levitasi magnetik yang masih berfungsi hingga saat ini, semuanya hanya ada di Asia.

Maglev Jepang. Foto: Yuriko Nakao/Reuters

Bisakah karyawan Anda menjadi ancaman terhadap keamanan perusahaan? apakah organisasi Anda terlindungi dengan baik dari virus, serangan dunia maya, dan kelalaian staf.

Sebelumnya, Maglev pertama yang berfungsi muncul di Inggris: antara tahun 1984 dan 1995, pesawat ulang-alik AirLink beroperasi dari Bandara Birmingham. Maglev adalah transportasi yang populer dan murah, tetapi perawatannya sangat mahal, karena beberapa suku cadang hanya tersedia satu kali dan sulit ditemukan.

Pada akhir tahun 1980-an, Jerman juga menerapkan ide tersebut, dengan kereta M-Bahn tanpa pengemudi yang beroperasi di antara tiga stasiun di Berlin Barat. Namun, mereka memutuskan untuk menunda teknologi kereta melayang untuk nanti, dan jalur tersebut ditutup. Pabrikannya, TransRapid, menguji maglev hingga terjadi kecelakaan di lokasi pelatihan La Tène pada tahun 2006, menewaskan 23 orang.

Kejadian ini bisa saja mengakhiri maglev Jerman jika TransRapid sebelumnya tidak menandatangani kontrak pembangunan maglev untuk Bandara Shanghai pada tahun 2001. Kini maglev ini menjadi kereta listrik tercepat di dunia, melaju dengan kecepatan 431 km/jam. Dengan bantuannya, jarak dari bandara ke kawasan bisnis Shanghai dapat ditempuh hanya dalam delapan menit. Pada transportasi biasa, hal ini akan memakan waktu satu jam penuh. Tiongkok memiliki maglev kecepatan menengah lainnya (kecepatannya sekitar 159 km/jam), yang beroperasi di ibu kota provinsi Hunan, Changsha. Orang Tiongkok sangat menyukai teknologi ini sehingga pada tahun 2020 mereka berencana meluncurkan beberapa maglev lagi di 12 kota.

Kanselir Jerman Angela Merkel adalah orang pertama yang menaiki maglev TransRapid ke Bandara Shanghai. Foto: Rolf Vennenbernd/EPA

Di Asia, pekerjaan sedang dilakukan pada proyek kereta levitasi magnetik lainnya. Salah satu yang paling terkenal adalah shuttle self-driving EcoBee yang beroperasi dari Bandara Incheon Korea Selatan sejak tahun 2012. Sendirian garis pendek Ada tujuh stasiun, di antaranya maglev melaju dengan kecepatan 109 km/jam. Dan perjalanannya benar-benar gratis.

Kereta levitasi magnetik pertama membawa sekelompok penumpang sebagai bagian dari Pameran Transportasi Internasional IVA 1979 di Jerman. Tetapi hanya sedikit orang yang tahu bahwa pada tahun yang sama maglev lain, model Soviet TP-01, melaju beberapa meter pertamanya di sepanjang jalur uji. Sangat mengejutkan bahwa maglev Soviet masih bertahan hingga hari ini - mereka telah mengumpulkan debu di pinggiran sejarah selama lebih dari 30 tahun.

Tim Skorenko

Eksperimen dengan transportasi yang beroperasi berdasarkan prinsip levitasi magnetik dimulai bahkan sebelum perang. DI DALAM tahun yang berbeda dan masuk negara lain prototipe kerja kereta melayang muncul. Pada tahun 1979, Jerman memperkenalkan sistem yang mengangkut lebih dari 50.000 penumpang dalam tiga bulan beroperasi, dan pada tahun 1984, jalur permanen pertama untuk kereta levitasi magnetik muncul di Bandara Internasional Birmingham (Inggris). Panjang awal rute adalah 600 m, dan ketinggian levitasi tidak melebihi 15 mm. Sistem ini beroperasi cukup sukses selama 11 tahun, tetapi kegagalan teknis menjadi lebih sering terjadi karena peralatan yang menua. Dan karena sistemnya unik, hampir semua suku cadang harus diproduksi sesuai dengan itu pesanan individu, dan diputuskan untuk menutup jalur yang menyebabkan kerugian terus menerus.

1986, TP-05 di tempat latihan di Ramenskoe. Bagian 800 meter tidak memungkinkan kami untuk berakselerasi hingga kecepatan jelajah, tetapi “balapan” awal tidak memerlukan hal ini. Mobil, yang dibuat dalam waktu yang sangat singkat, mampu bertahan hampir tanpa “penyakit masa kanak-kanak”, dan ini adalah hasil yang baik.

Selain Inggris, serial kereta magnet Mereka meluncurkan semuanya dengan cukup sukses di Jerman - perusahaan Transrapid mengoperasikan sistem serupa sepanjang 31,5 km di wilayah Emsland antara kota Derpen dan Laten. Kisah Emsland Maglev, bagaimanapun, berakhir tragis: pada tahun 2006, karena kesalahan teknisi, a kecelakaan serius, di mana 23 orang tewas, dan jalur tersebut ditutup.

Ada dua sistem levitasi magnetik yang digunakan di Jepang saat ini. Yang pertama (untuk angkutan perkotaan) menggunakan sistem suspensi elektromagnetik untuk kecepatan hingga 100 km/jam. Yang kedua, lebih dikenal, SCMaglev, dirancang untuk kecepatan lebih dari 400 km/jam dan didasarkan pada magnet superkonduktor. Sebagai bagian dari program ini, beberapa jalur dibangun dan rekor kecepatan dunia untuk kendaraan kereta api ditetapkan, 581 km/jam. Baru dua tahun lalu generasi baru diperkenalkan kereta api Jepang suspensi magnetik - Shinkansen Seri L0. Selain itu, sistem yang mirip dengan “Transrapid” Jerman beroperasi di Tiongkok, di Shanghai; itu juga menggunakan magnet superkonduktor.

Salon TP-05 memiliki dua baris kursi dan lorong tengah. Mobil itu lebar dan sekaligus sangat rendah - editor dengan tinggi 184 cm itu praktis menyentuh langit-langit dengan kepalanya. Tidak mungkin untuk berdiri di dalam kabin pengemudi.

Dan pada tahun 1975, pengembangan maglev Soviet pertama dimulai. Hari ini hampir terlupakan, tapi ini adalah halaman yang sangat penting sejarah teknis negara kami.

Kereta masa depan

Dia berdiri di depan kami - besar, berdesain futuristik, lebih mirip pesawat ruang angkasa dari film fiksi ilmiah daripada kendaraan. Bodi aluminium yang ramping pintu geser, tulisan bergaya “TP-05” di sampingnya. Sebuah mobil maglev eksperimental telah berdiri di tempat pengujian dekat Ramenskoe selama 25 tahun, plastiknya ditutupi lapisan debu tebal, di bawahnya ada mesin luar biasa yang secara ajaib tidak dipotong menjadi logam sesuai dengan tradisi baik Rusia. Tapi tidak, itu dipertahankan, dan TP-04, pendahulunya, yang dimaksudkan untuk menguji komponen individu, tetap dipertahankan.

Mobil percobaan di bengkel sudah dalam corak baru. Itu dicat ulang beberapa kali, dan untuk pembuatan film pendek yang fantastis, sebuah tulisan Bola Api besar dibuat di sampingnya.

Perkembangan maglev dimulai pada tahun 1975, ketika Kementerian Konstruksi Minyak dan Gas Uni Soviet muncul Asosiasi Produksi"Kemajuan Soyuz". Beberapa tahun kemudian dimulai Program pemerintah“Transportasi ramah lingkungan berkecepatan tinggi”, di mana pekerjaan dimulai pada kereta levitasi magnetik. Pembiayaannya sangat bagus; bengkel khusus dan tempat pelatihan Institut VNIIPItransprogress dengan ruas jalan sepanjang 120 meter di Ramenskoe dekat Moskow dibangun untuk proyek tersebut. Dan pada tahun 1979, mobil levitasi magnetik pertama TP-01 berhasil melewati jarak uji dengan kekuatannya sendiri - namun, masih di bagian sementara pabrik Gazstroymashina sepanjang 36 meter, yang elemennya kemudian “dipindahkan” ke Ramenskoe. Harap dicatat - pada saat yang sama dengan Jerman dan sebelum banyak pengembang lainnya! Pada prinsipnya, Uni Soviet memiliki peluang untuk menjadi salah satu negara pertama yang mengembangkan transportasi magnetik - pekerjaan tersebut dilakukan oleh para penggemar nyata kerajinan mereka, yang dipimpin oleh Akademisi Yuri Sokolov.

Modul magnetik (abu-abu) pada rel (oranye). Batang persegi panjang di tengah foto merupakan sensor celah yang memantau ketidakrataan permukaan. Barang elektronik telah dilepas dari TP-05, tetapi peralatan magnetisnya tetap ada, dan pada prinsipnya mobil dapat dihidupkan kembali.

Ekspedisi Popular Mechanics dipimpin oleh Andrey Aleksandrovich Galenko, Direktur Jenderal Pusat Teknik dan Ilmiah OJSC TEMP. “TEMP” adalah organisasi yang sama, bekas VNIIPItransprogress, cabang dari Soyuztransprogress yang telah terlupakan, dan Andrei Aleksandrovich mengerjakan sistem tersebut sejak awal, dan hampir tidak ada orang yang dapat membicarakannya lebih baik dari dia. TP-05 berdiri di bawah plastik, dan hal pertama yang dikatakan fotografer adalah: tidak, tidak, kami tidak dapat memotretnya, tidak ada yang langsung terlihat. Tapi kemudian kami melepas plastiknya - dan Maglev Soviet untuk pertama kalinya masuk bertahun-tahun yang panjang muncul di hadapan kita, bukan para insinyur atau pegawai TPA, dengan segala kemegahannya.

Mengapa Anda membutuhkan Maglev?

Perkembangan sistem transportasi, yang beroperasi berdasarkan prinsip levitasi magnetik, dapat dibagi menjadi tiga arah. Yang pertama adalah mobil dengan kecepatan desain hingga 100 km/jam; dalam hal ini, skema yang paling optimal adalah dengan elektromagnet levitasi. Kedua, angkutan pinggiran kota dengan kecepatan 100-400 km/jam; di sini paling disarankan untuk menggunakan suspensi elektromagnetik lengkap dengan sistem stabilisasi lateral. Dan terakhir, tren yang paling “modis” adalah kereta api jarak jauh yang mampu melaju hingga 500 km/jam atau lebih. Dalam hal ini, suspensi harus bersifat elektrodinamik, menggunakan magnet superkonduktor.

TP-01 termasuk jurusan pertama dan diuji di lokasi pengujian hingga pertengahan tahun 1980. Beratnya 12 ton, panjangnya 9 m, dan mampu menampung 20 orang; Kesenjangan suspensi minimal - hanya 10 mm. TP-01 dilanjutkan dengan gradasi baru mesin pengujian— TP-02 dan TP-03, lintasan diperpanjang hingga 850 m, kemudian muncul mobil laboratorium TP-04, yang dirancang untuk mempelajari pengoperasian penggerak listrik traksi linier. Masa depan maglev Soviet tampak tidak berawan, terutama karena di dunia, selain Ramensky, hanya ada dua tempat pelatihan seperti itu - di Jerman dan Jepang.

Sebelumnya, TP-05 berbentuk simetris dan dapat bergerak maju dan mundur; panel kontrol dan kaca depan berada di kedua sisinya. Saat ini, panel kontrol hanya dipertahankan di sisi bengkel - panel kedua dibongkar karena tidak diperlukan.

Prinsip pengoperasian kereta melayang relatif sederhana. Komposisinya tidak menyentuh rel, berada dalam keadaan melayang - gaya tarik-menarik atau tolak-menolak magnet bekerja. Sederhananya, mobil-mobil tersebut menggantung di atas bidang lintasan berkat gaya levitasi magnetik yang diarahkan secara vertikal, dan dicegah dari gulungan lateral oleh gaya serupa yang diarahkan secara horizontal. Dengan tidak adanya gesekan pada rel, satu-satunya “penghalang” pergerakan adalah hambatan aerodinamis - secara teoritis, bahkan seorang anak pun dapat menggerakkan kereta berbobot banyak. Kereta api digerakkan secara linier motor asinkron, mirip dengan yang berfungsi, misalnya, pada monorel Moskow (omong-omong, mesin ini dikembangkan oleh OJSC Scientific Center "TEMP"). Mesin seperti itu memiliki dua bagian: bagian utama (induktor) dipasang di bawah mobil, bagian sekunder (ban reaktif) dipasang di trek. Medan elektromagnetik yang diciptakan oleh induktor berinteraksi dengan ban, menggerakkan kereta ke depan.

Keunggulan maglev terutama antara lain tidak adanya hambatan selain aerodinamis. Selain itu, keausan peralatan minimal karena sedikitnya jumlah elemen sistem yang bergerak dibandingkan dengan kereta api klasik. Kerugiannya adalah kompleksitas dan tingginya biaya rute. Misalnya, salah satu permasalahannya adalah keselamatan: maglev perlu “diangkat” ke jalan layang, dan jika ada jalan layang, maka perlu mempertimbangkan kemungkinan mengevakuasi penumpang jika terjadi keadaan darurat. Namun mobil TP-05 direncanakan dapat beroperasi dengan kecepatan hingga 100 km/jam dan memiliki struktur lintasan yang relatif murah dan berteknologi maju.

tahun 1980-an Seorang insinyur dari VNIIPI-transprogress bekerja di komputer. Peralatan bengkel pada waktu itu adalah yang paling modern - pembiayaan program “Transportasi Ramah Lingkungan Berkecepatan Tinggi” dilakukan tanpa kegagalan serius bahkan pada masa perestroika.

Semuanya dari awal

Saat mengembangkan seri TP, para insinyur pada dasarnya melakukan segalanya dari awal. Kami memilih parameter interaksi antara magnet mobil dan lintasan, kemudian mengambil suspensi elektromagnetik - kami berupaya mengoptimalkan fluks magnet, dinamika gerak, dll. Pencapaian utama para pengembang dapat disebut apa yang disebut magnet ski yang mereka ciptakan, mampu mengimbangi ketidakrataan lintasan dan memastikan kenyamanan dinamika mobil dengan penumpang. Adaptasi terhadap ketidakrataan diwujudkan dengan menggunakan elektromagnet berukuran kecil yang dihubungkan dengan engsel menjadi sesuatu yang mirip dengan rantai. Sirkuitnya rumit, tetapi jauh lebih andal dan efisien dibandingkan dengan magnet yang dipasang secara kaku. Sistem dipantau berkat sensor celah, yang memantau ketidakteraturan lintasan dan memberikan perintah ke konverter daya, yang mengurangi atau meningkatkan arus dalam elektromagnet tertentu, dan juga gaya angkat.

TP-01, maglev Soviet pertama, 1979. Di sini mobil belum berdiri di Ramenskoe, tetapi di jalur pendek sepanjang 36 meter, yang dibangun di tempat pelatihan pabrik Gazstroymashina. Pada tahun yang sama, Jerman mendemonstrasikan gerbong pertama - para insinyur Soviet mengikuti perkembangan zaman.

Skema inilah yang diuji pada TP-05, satu-satunya mobil “arah kedua” yang dibuat dalam program tersebut, dengan suspensi elektromagnetik. Pengerjaan gerbong dilakukan dengan sangat cepat - itu kotak aluminium, misalnya, mereka melakukannya hanya dalam tiga bulan. Tes pertama TP-05 dilakukan pada tahun 1986. Beratnya 18 ton, mampu menampung 18 orang, sisa mobil ditempati alat uji. Diasumsikan bahwa jalan pertama yang menggunakan mobil semacam itu dalam praktiknya akan dibangun di Armenia (dari Yerevan ke Abovyan, 16 km). Kecepatannya ditingkatkan menjadi 180 km/jam, kapasitas menjadi 64 orang per gerbong. Namun paruh kedua tahun 1980-an membuat penyesuaian tersendiri terhadap masa depan maglev Soviet yang cerah. Pada saat itu, sistem levitasi magnetik permanen pertama telah diluncurkan di Inggris; kita bisa saja menyusul Inggris jika bukan karena perubahan politik. Alasan lain penghentian proyek ini adalah gempa bumi di Armenia, yang menyebabkan penurunan tajam pendanaan.

Proyek B250 - maglev berkecepatan tinggi "Moskow - Sheremetyevo". Aerodinamika dikembangkan di Biro Desain Yakovlev, dan model segmen ukuran penuh dengan kursi dan kokpit dibuat. Kecepatan desain - 250 km/jam - tercermin dalam indeks proyek. Sayangnya, pada tahun 1993, ide ambisius tersebut gagal karena kurangnya dana.

Nenek moyang Aeroexpress

Semua pengerjaan seri TP dihentikan pada akhir 1980-an, dan sejak 1990, TP-05, yang pada saat itu berhasil membintangi film pendek fiksi ilmiah “Robots are No Mess,” disimpan secara permanen di bawah plastik. di bengkel yang sama tempat ia dibangun. Kami menjadi jurnalis pertama dalam seperempat abad yang melihat mobil ini “langsung”. Hampir semua bagian dalamnya telah dipertahankan - mulai dari panel kontrol hingga pelapis jok. Pemulihan TP-05 tidak sesulit yang diharapkan - TP-05 berdiri di bawah atap kondisi bagus dan layak mendapat tempat di museum transportasi.

Pada awal 1990-an, Pusat Penelitian TEMP melanjutkan topik maglev, yang sekarang ditugaskan oleh pemerintah Moskow. Itu adalah ide Aeroexpress, kereta kecepatan tinggi pada levitasi magnetik untuk mengantarkan penduduk ibu kota langsung ke Bandara Sheremetyevo. Proyek tersebut diberi nama B250. Segmen eksperimental kereta ditampilkan di sebuah pameran di Milan, setelah itu proyek tersebut disertakan investor asing dan insinyur; Pakar Soviet melakukan perjalanan ke Jerman untuk mempelajari perkembangan luar negeri. Namun pada tahun 1993, karena krisis keuangan, proyek tersebut dibatasi. Gerbong 64 tempat duduk untuk Sheremetyevo hanya tinggal di atas kertas. Namun, beberapa elemen sistem dibuat dalam sampel skala penuh - unit suspensi dan sasis, perangkat untuk sistem catu daya terpasang, dan bahkan pengujian masing-masing unit dimulai.

Hal yang paling menarik adalah ada perkembangan maglev di Rusia. JSC Scientific Center "TEMP" sedang bekerja dan melaksanakan berbagai proyek untuk industri sipil dan pertahanan, terdapat lokasi pengujian, terdapat pengalaman bekerja dengan sistem serupa. Beberapa tahun yang lalu, berkat inisiatif JSC Russian Railways, pembicaraan tentang maglev kembali berpindah ke tahap pengembangan desain - namun, kelanjutan pekerjaan telah dipercayakan kepada organisasi lain. Waktu akan memberi tahu apa yang akan terjadi.

Redaksi mengucapkan terima kasih atas bantuannya dalam mempersiapkan materi. kepada CEO ITC "Angkutan Penumpang Elektromagnetik" A.A. Galenko.