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La cosa più interessante dei treni su una sospensione magnetica
Magnetoplan o Maglev (dalla levitazione magnetica inglese) è un treno su una sospensione magnetica, guidato e controllato da forze magnetiche. Tale composizione, a differenza dei treni tradizionali, non tocca la superficie della rotaia durante il movimento. Poiché esiste uno spazio tra il treno e la superficie del movimento, l'attrito viene eliminato e l'unica forza di resistenza è la forza di resistenza aerodinamica.
La velocità raggiungibile dal Babbano è paragonabile alla velocità dell'aeromobile e consente di competere con il traffico aereo a piccole distanze (per l'aviazione) (fino a 1000 km). Sebbene l'idea di tale trasporto non sia nuova, le limitazioni economiche e tecniche non gli hanno permesso di svilupparsi completamente: per uso pubblico, la tecnologia è stata implementata solo poche volte. Attualmente, Maglev non può utilizzare l'infrastruttura di trasporto esistente, sebbene esistano progetti con la posizione degli elementi della strada magnetica tra le rotaie di una ferrovia convenzionale o sotto il binario.
Panoramica del treno a sospensione magnetica
Al momento, ci sono 3 principali tecnologie per la sospensione magnetica dei treni:
1. Su magneti superconduttori (sospensione elettrodinamica, EDS).
Magnete superconduttore - un solenoide o elettromagnete con un avvolgimento di materiale superconduttore. Un avvolgimento in uno stato di superconduttività non ha resistenza ohmica. Se un tale avvolgimento viene cortocircuitato, la corrente elettrica indotta in esso viene mantenuta per quasi ogni momento.
Il campo magnetico della corrente non smorzata che circola attraverso l'avvolgimento del magnete superconduttore è estremamente stabile e privo di increspature, il che è importante per una serie di applicazioni nella ricerca scientifica e nella tecnologia. L'avvolgimento di un magnete superconduttore perde la sua proprietà di superconduttività quando la temperatura sale al di sopra della temperatura critica Tk del superconduttore, quando la corrente critica Ik o il campo magnetico critico Hk raggiunge l'avvolgimento. Detto questo, per avvolgimenti di magneti superconduttori. applicare materiali con valori elevati di Tk, Ik e Nk.
2. Sugli elettromagneti (sospensione elettromagnetica, EMS).
3. Su magneti permanenti; è un sistema nuovo e potenzialmente il più economico.
La composizione levita a causa della repulsione degli stessi poli di magneti e, al contrario, l'attrazione di poli diversi. Il movimento viene eseguito da un motore lineare.
Un motore lineare è un motore elettrico in cui uno degli elementi del sistema magnetico è aperto e presenta un avvolgimento espanso che crea un campo magnetico mobile e l'altro è realizzato sotto forma di una guida che fornisce un movimento lineare della parte mobile del motore.
Oggi sono stati sviluppati molti progetti di motori lineari, ma tutti possono essere suddivisi in due categorie: motori a bassa accelerazione e motori ad alta accelerazione.
I motori a bassa accelerazione sono utilizzati nei trasporti pubblici (maglev, monorotaia, metropolitana). I motori ad alta accelerazione sono molto piccoli di lunghezza e vengono solitamente utilizzati per accelerare un oggetto ad alta velocità e quindi rilasciarlo. Sono spesso utilizzati per la ricerca sulle collisioni ad alta velocità, come armi o lanciatori di veicoli spaziali. I motori lineari sono anche ampiamente utilizzati negli alimentatori di macchine per il taglio dei metalli e nella robotica. situato sul treno, o sulla strada, o entrambi qua e là. Un grave problema di progettazione è il grande peso dei magneti sufficientemente potenti, poiché è necessario un forte campo magnetico per mantenere una composizione massiccia nell'aria.
Secondo il teorema di Earnshaw (a volte scritto da Earnshaw), i campi statici creati solo da elettromagneti e magneti permanenti sono instabili, a differenza dei campi diamagnetici.
Diamagnet: sostanze magnetizzate nella direzione del campo magnetico esterno che agisce su di esse. In assenza di un campo magnetico esterno, le diamagnet non hanno un momento magnetico. e magneti superconduttori. Esistono sistemi di stabilizzazione: i sensori misurano costantemente la distanza dal treno al binario e, di conseguenza, la tensione sugli elettromagneti cambia. Gli sviluppi Babbani più attivi sono la Germania e il Giappone.
dignità
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Teoricamente, la massima velocità che si può ottenere sul trasporto via terra seriale (non sportivo).
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A basso rumore.
carenze
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L'elevato costo di creazione e mantenimento di un indicatore.
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Peso dei magneti, consumo energetico.
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Il campo elettromagnetico creato dalla sospensione magnetica può essere dannoso per la formazione degli equipaggi e / o dei residenti circostanti. Anche i trasformatori di trazione utilizzati sulle ferrovie elettrificati con corrente alternata sono dannosi per i conducenti, ma in questo caso l'intensità di campo è un ordine di grandezza maggiore. È anche possibile che le linee Babbane non siano disponibili per le persone che usano pacemaker.
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Sarà necessario ad alta velocità (centinaia di km / h) per controllare il divario tra la strada e il treno (diversi centimetri). Ciò richiede sistemi di controllo ultraveloci.
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È necessaria un'infrastruttura di viaggio complessa.
Ad esempio, la freccia per il Babbano è due sezioni della strada che si sostituiscono a seconda del senso di rotazione. Pertanto, è improbabile che le linee Babbane formino reti più o meno ramificate con forche e incroci.
opzioni
Esistono progetti di strade magnetiche con vari tipi di sospensione magnetica, ad esempio, Tubular Rail offre di abbandonare la guida in quanto tale e di utilizzare solo supporti anulari distanziati periodicamente.
implementazione
M-Bahn a Berlino
Il primo sistema Babbano pubblico (M-Bahn) fu costruito a Berlino negli anni '80.
Una strada lunga 1,6 km collegava 3 stazioni della metropolitana dallo svincolo ferroviario di Gleisdreieck al polo fieristico di Potsdamer Strasse. Dopo lunghe prove, la strada era aperta al traffico passeggeri il 28 agosto 1989. Il viaggio era gratuito, le auto venivano controllate automaticamente senza conducente, la strada funzionava solo nei fine settimana. Nell'area in cui la strada si avvicinava, doveva eseguire la costruzione di massa. La strada fu costruita sul cavalletto dell'ex linea metropolitana U2, dove il traffico fu interrotto a causa della divisione della Germania e della distruzione durante la guerra. 18 luglio 1991 la linea è entrata in esercizio commerciale ed è inclusa nel sistema metropolitano di Berlino.
Dopo la distruzione del muro di Berlino, la popolazione di Berlino in realtà raddoppiò ed era necessario collegare le reti di trasporto di Oriente e Occidente. La nuova strada interruppe un'importante linea della metropolitana e la città doveva garantire un elevato traffico di passeggeri. 13 giorni dopo la messa in esercizio commerciale, il 31 luglio 1991, il comune decise di smantellare la strada magnetica e ripristinare la metropolitana. Il 17 settembre la strada fu smantellata e, successivamente, la metropolitana fu restaurata.
Birmingham
Una veloce navetta Babbana corse dall'aeroporto di Birmingham alla stazione ferroviaria più vicina tra il 1984 e il 1995. La lunghezza della carreggiata era di 600 me il divario di sospensione era di 1,5 cm. Dopo aver lavorato per 10 anni, la strada fu chiusa a causa di lamentele dei passeggeri per disagi e fu sostituita da una monorotaia tradizionale.
Shanghai
Il fallimento con la prima strada Babbana a Berlino non ha impedito alla società tedesca Transrapid, una sussidiaria di Siemens AG e ThyssenKrupp, di continuare le ricerche, e successivamente la società ha ricevuto un ordine dal governo cinese per costruire una linea Babbana ad alta velocità (450 km / h) dall'aeroporto di Shanghai Pudong a Shanghai. La strada è stata aperta nel 2002, la sua lunghezza è di 30 km. In futuro, si prevede di estenderlo dall'altra parte della città al vecchio aeroporto di Hongqiao e più a sud-ovest di Hangzhou, dopo di che la sua lunghezza totale dovrebbe essere di 175 km.
Giappone
In Giappone, una strada viene testata nelle vicinanze della prefettura di Yamanashi utilizzando la tecnologia JR-Maglev. La velocità raggiunta durante le prove con MLX01-901 con passeggeri il 2 dicembre 2003 era di 581 km / h.
Lì, in Giappone, una nuova pista è stata messa in funzione commerciale all'apertura di Expo 2005 nel marzo 2005. La linea Linimo (Nagoya) di 9 km è composta da 9 stazioni. Il raggio minimo è di 75 m, la pendenza massima è del 6%. Il motore lineare consente al treno di accelerare a 100 km / h in pochi secondi. La linea serve l'area adiacente alla sede, l'Università di Aichi e alcune parti di Nagakute. Treni prodotti da Chubu HSST Development Corp.
Esistono prove del fatto che le suddette società giapponesi stanno costruendo una linea simile in Corea del Sud.
Il Giappone lancerà un treno a cuscino magnetico
Il Giappone prevede di lanciare un treno di cuscinetti magnetici ultraveloce nell'anno fiscale 2025. La costruzione della linea e dei treni costerà circa $ 45 miliardi, riferisce AFP.
Il treno utilizzerà tecnologia di levitazione magnetica (a volte chiamato Babbano). Un campo magnetico consente alla composizione, nonostante la gravità terrestre, di salire sopra la linea e, grazie a questo, muoversi molto più velocemente di un treno normale.
L'unica linea ferroviaria a levitazione magnetica passeggeri operativa al mondo si trova a Shanghai e ha una lunghezza di 30,5 chilometri. Il treno lo percorre ad una velocità di 430 chilometri all'ora.
Una linea giapponese di 290 chilometri collegherà Tokyo e l'area non ancora definita nel Giappone centrale. Si prevede che i treni con un motore elettrico lineare raggiungeranno velocità di circa 500 chilometri all'ora.
La costruzione della linea sarà intrapresa dalla Central Japan Railway Co. (JR Central), che già nel 2003 ha testato la tecnologia della levitazione magnetica. Il team di esperti ha quindi stabilito un record di velocità mondiale per il treno: 581 chilometri all'ora. Ricordiamo che il record di velocità per un treno ferroviario convenzionale appartiene alla Francia - 574,8 chilometri all'ora.
La società spenderà circa $ 45 miliardi per il progetto. Inizialmente, si prevedeva che il governo avesse parzialmente finanziato la costruzione della linea, ma queste speranze non sono state realizzate, di conseguenza, la società troverà fondi aumentando il suo debito a lungo termine. JR-Maglev
JR-Maglev utilizza sospensioni elettrodinamiche con magneti superconduttori (EDS), installati sia sul treno che in pista. A differenza del sistema Transrapid tedesco (linea operativa da Shanghai all'aeroporto di Shanghai in Cina), JR-Maglev non utilizza uno schema monorotaia: i treni si muovono nel canale tra i magneti. Tale schema consente di sviluppare velocità più elevate, offre una maggiore sicurezza dei passeggeri in caso di evacuazione e facilità di funzionamento.
Il movimento del maglev è dovuto al motore lineare.
A differenza delle sospensioni elettromagnetiche (EMS), i treni creati utilizzando la tecnologia EDS richiedono ruote aggiuntive quando viaggiano a bassa velocità (fino a 150 km / h). Quando viene raggiunta una certa velocità, le ruote vengono separate dal suolo e il treno "vola" a una distanza di alcuni centimetri dalla superficie. In caso di incidente, le ruote consentono anche una fermata più morbida del treno. Tuttavia, a costo di costruzione e funzionamento del sistema EDS implementato da JR-Maglev è più costoso del sistema Transrapid EMS.
Per la frenata in modalità normale, vengono utilizzati freni elettrodinamici. Per i casi di emergenza, il treno è dotato di aerodinamica a scomparsa e freni a disco sui carrelli.
Sulla linea di Yamanashi sono in fase di test diversi treni con diverse forme della carenatura del naso: dai soliti a punta, a quasi piatti, lunghi 14 metri, progettati per sbarazzarsi del forte cotone che accompagna il treno che entra nel tunnel ad alta velocità. Un treno Babbano può essere completamente controllato da computer.Il conducente monitora il funzionamento del computer e riceve un'immagine del percorso attraverso la videocamera (la cabina del conducente non ha finestrini a vista frontale).
I cinesi contro la "strada del futuro"
Il popolo di Shanghai ha lanciato proteste di massa contro l'orgoglio locale - una ferrovia a cuscino magnetico unica, i cui treni sembrano volare in aria.
Inoltre, non erano i lavoratori affamati che scendevano in piazza, ma piuttosto i rappresentanti della classe media benestanti. Hanno violato il divieto del paese di manifestare e hanno cantato: "Salva i bambini, resisti alle radiazioni!"
Potenti magneti, per così dire, appendono il treno sopra la piattaforma e lo spingono in avanti ad una velocità fino a 430 chilometri all'ora. 1,4 miliardi di dollari sono stati pagati per lanciare la prima rotta - dall'aeroporto alla periferia della città, e ora a Shanghai hanno deciso di estendere questa strada per altri 30 chilometri attraverso la città.
"Ci sentiamo come vivere in un forno a microonde, le nostre case si sono deprezzate, gli agenti immobiliari si rifiutano di trattare con noi quando scoprono che le nostre case sono vicine alla linea ferroviaria", si lamentano i cinesi, le cui case erano nelle immediate vicinanze della "strada del futuro" ". Secondo loro, l'autostrada emette un forte radiazione elettromagnetica.
La "ferrovia del futuro" è stata creata in Germania e in precedenza ha causato proteste da parte del popolo di Shanghai. Ma questa volta, le autorità, spaventate dalle manifestazioni che minacciano di riversarsi in gravi disordini, hanno promesso di occuparsi dei treni. Per fermare le manifestazioni in tempo, i funzionari hanno persino appeso le videocamere in quei luoghi in cui le proteste di massa hanno avuto luogo più spesso. La folla cinese è molto organizzata e mobile, può riunirsi in pochi secondi e trasformarsi in una dimostrazione con slogan.
Queste sono le più grandi esibizioni folk a Shanghai dopo le marce anti-giapponesi nel 2005. Questa non è la prima protesta causata dalla preoccupazione cinese per il peggioramento dell'ambiente. L'estate scorsa, migliaia di manifestanti hanno costretto il governo a rimandare la costruzione di un complesso chimico.
commento
Secondo gli ecologi del WWF, il più grande pericolo dei treni a cuscino magnetico è il cosiddetto inquinamento acustico. Il rumore di questi treni è molto più sgradevole e fastidioso di quello dei treni o dei treni convenzionali. La costante permanenza nell'area di questo rumore provoca una sensazione di ansia, insicurezza, irritazione. Qualsiasi suono in un modo o nell'altro agisce in modo fastidioso sulle persone, e questi in particolare, sottolineano gli esperti. Di solito non si osservano problemi con radiazioni, magnetiche o termiche, poiché tali treni corrono per brevi distanze e con ampi intervalli di tempo.
Vedi anche: Motore magnetico Minato
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