Kaip Veikia Maglev Traukiniai

{h1}

Magnetinės levitacijos traukiniai tampa populiaria transporto tema visame pasaulyje. Sužinokite apie elektromagnetinę pakabą, populiariausią maglev traukinio tipą.

Jei pastaruoju metu lankėtės oro uoste, tikriausiai pastebėjote, kad oro transportas tampa vis labiau apkrautas. Nepaisant dažno vėlavimo, lėktuvai vis dar suteikia greičiausią kelią šimtų ar tūkstančių mylių nuvažiavimui. Keleivių kelionės lėktuvu praeitame amžiuje sukėlė revoliuciją transporto pramonėje ir leido žmonėms įveikti didelius atstumus ne valandomis, o dienomis ar savaitėmis.

Vienintelės lėktuvų alternatyvos - kojos, automobiliai, autobusai, valtys ir įprastiniai traukiniai - šiandienos sparčiai besivystančiai visuomenei yra tiesiog per lėtos. Tačiau yra nauja gabenimo forma, galinti pakeisti revoliuciją XXI amžiaus transportavime, kaip tai darė lėktuvai XX amžiuje.

Kelios šalys naudoja galingus elektromagnetus, kad sukurtų greitųjų traukinių, vadinamų maglev traukiniai. „Maglev“ trūksta magnetinės levitacijos, o tai reiškia, kad šie traukiniai plauks virš važiuojamosios kelio dalies, naudodamiesi pagrindiniais magnetų principais, kad pakeistų seną plieninį ratą ir vikšrinius. Šiame straipsnyje jūs sužinosite, kaip veikia elektromagnetinė varomoji jėga, kaip veikia trys konkretūs maglev traukinių tipai ir kur galite važiuoti vienu iš šių traukinių.

Elektromagnetinė pakaba (EMS)

-Jei jūs kada nors žaidėte su magnetais, žinote, kad priešingi poliai traukia ir tarsi stulpai atstumia vienas kitą. Tai yra pagrindinis elektromagnetinės varomosios jėgos principas. Elektromagnetai yra panašūs į kitus magnetus tuo, kad pritraukia metalinius daiktus, tačiau magnetinis traukimas yra laikinas. Kaip galite perskaityti skyriuje Kaip veikia elektromagnetai, galite lengvai susikurti nedidelį elektromagnetą, prijungdami varinės vielos galus prie teigiamų ir neigiamų AA, C arba D elementų akumuliatoriaus galų. Tai sukuria mažą magnetinį lauką. Jei atjungsite bet kurį laido galą nuo akumuliatoriaus, magnetinis laukas bus pašalintas.

Šiame laido ir akumuliatoriaus eksperimente sukurtas magnetinis laukas yra paprasta „Maglev“ traukinio bėgių sistemos idėja. Yra trys šios sistemos komponentai:

  1. Didelis elektros energijos šaltinis
  2. Metalinės ritės, išklotos kreipiamąja kelio ar takeliu
  3. Prie traukinio dugno pritvirtinti dideli kreipiamieji magnetai

Kaip veikia Maglev traukiniai: kaip

Viršuje yra „Yamanashi maglev“ bandymo linijos Japonijoje maršruto vaizdas.

- Didelis skirtumas tarp „Maglev“ traukinio ir įprastinio traukinio yra tas, kad „Maglev“ traukiniai neturi variklio - bent jau ne tokio variklio, kuris naudojamas traukti tipinius traukinių automobilius plieninėmis vėžėmis. „Maglev“ traukinių variklis yra gana nepastebimas. Vietoj iškastinio kuro naudojamas traukinio varikliui sujungti elektrifikuotų ritinių, esančių kreipiamųjų sienose, ir bėgių kelio sukuriamas magnetinis laukas.

Kitoje dalyje apžvelgsime Maglevo trasą.

Maglevo takelis

Kaip veikia Maglev traukiniai: kaip

Įmagnetinta ritė, einanti per taką, vadinama a važiuojamoji dalis, atstumia didelius traukinio vagono magnetus, leidžiančius traukiniui išvažiuoti levitacija nuo 0,39 iki 3,93 colio (nuo 1 iki 10 centimetrų) virš važiuojamosios kelio dalies. Kai traukinys paleidžiamas, energija tiekiama į ritinius važiuojamosios kelio dalies sienelėse, kad būtų sukurta unikali magnetinių laukų sistema, traukianti ir stumianti traukinį išilgai kreipiamojo kelio. Elektros srovė, tiekiama į ritinius į važiuojamųjų dalių sienas, nuolat kinta, kad pasikeistų įmagnetintų ritių poliškumas. Dėl šio poliškumo pokyčio priešais traukinį esantis magnetinis laukas traukia riedmenį į priekį, o už traukinio esantis magnetinis laukas padidina trauką pirmyn.

„Maglev“ traukiniai plūduriuoja ant oro pagalvės, pašalindami trintį. Dėl trinties trūkumo ir traukinių aerodinaminės konstrukcijos šie traukiniai gali pasiekti precedento neturintį greitį, viršijantį daugiau nei 310 mylių per valandą (500 km / h), arba dvigubai greičiau nei greičiausias „Amtrak“ priemiestinis traukinys. Palyginimui, „Boeing-777“ komercinis lėktuvas, naudojamas tolimiems skrydžiams, gali pasiekti didžiausią greitį, kuris yra apie 562 mph (905 km / h). Kūrėjai sako, kad maglev traukiniai ilgainiui sujungs miestus, nutolusius iki 1 000 mylių (1 609 km). Iš 310 mylių per valandą greičiu iš Paryžiaus į Romą galėtumėte nuvažiuoti kiek daugiau nei per dvi valandas.

Vokietija ir Japonija kuria „maglev“ traukinių technologijas, ir abi šiuo metu bando savo traukinių prototipus. (Vokietijos įmonė „Transrapid International“ taip pat turi traukinį, naudojamą komerciniais tikslais - plačiau apie tai kitame skyriuje.) Nors Vokietijos ir Japonijos traukiniai remiasi panašiomis koncepcijomis, jie turi aiškių skirtumų. Vokietijoje inžinieriai sukūrė elektromagnetinė pakaba (EMS) sistema, vadinama Transrapidas. Šioje sistemoje traukinio dugnas apvyniojamas aplink plieninę kreipiamąją. Elektromagnetai, pritvirtinti prie traukinio važiuoklės, yra nukreipti link važiuojamosios dalies, kuri traukiniui leidžiasi maždaug 1/3 colio (1 centimetro) aukščiau važiuojamosios kelio dalies ir išlaiko traukinį levituojamą net jo nejudant. Kiti traukinio korpuse įtaisyti kreipiamieji magnetai jį stabilizuoja važiuodami. Vokietija įrodė, kad traukinys „Transrapid maglev“ gali pasiekti 300 mylių per valandą greitį su žmonėmis, esančiais laive.

Elektrodinaminė pakaba (EDS)

Japonijos traukinys „MLX01 maglev“

Japonijos traukinys „MLX01 maglev“

Japonijos inžinieriai kuria konkuruojančią „Maglev“ traukinių versiją, naudojančią elektrodinaminė pakaba (EDS) sistema, pagrįsta magnetų atbaidymo jėga. Pagrindinis skirtumas tarp japoniškų ir vokiškų „Maglev“ traukinių yra tas, kad japonų traukiniuose naudojami ypač vėsinami, superlaidūs elektromagnetai. Tokio tipo elektromagnetas gali valdyti elektrą net ir išjungus maitinimą. EMS sistemoje, kurioje naudojami standartiniai elektromagnetai, ritės veda elektrą tik tada, kai yra maitinimo šaltinis. Atšaldant ritinius žemoje temperatūroje, Japonijos sistema taupo energiją. Tačiau kriogeninė sistema ritėms aušinti gali būti brangi.

Kitas skirtumas tarp sistemų yra tas, kad japonų traukiniai lekia beveik 4 coliais (10 centimetrų) virš važiuojamosios kelio dalies. Vienas iš galimų EDS sistemos trūkumų yra tas, kad „Maglev“ traukiniai turi riedėti ant guminių padangų, kol jie pasieks maždaug 62 mylių per valandą (100 km / h) greitį. Japonų inžinieriai sako, kad ratai yra pranašumas, jei dėl elektros energijos tiekimo sutrikimo sistema buvo išjungta. Vokietijos traukinyje „Transrapid“ yra įrengtas avarinis akumuliatoriaus maitinimo šaltinis. Taip pat keleiviai, turintys širdies stimuliatorius, turėtų būti apsaugoti nuo magnetinių laukų, kuriuos sukuria superlaidūs elektromagnetai.

Induktorius yra naujesnio tipo EDS, kuris naudoja nuolatinius kambario temperatūros magnetus, sukuriančius magnetinius laukus, o ne maitinamus elektromagnetus ar aušinamus superlaidžius magnetus. „Inductrack“ naudoja energijos šaltinį traukiniui pagreitinti tik tol, kol jis pradeda levuoti. Jei nutrūksta energija, traukinys gali pamažu sulėtėti ir sustoti ant savo pagalbinių ratų.

Trasa iš tikrųjų yra daugybė elektrinių trumpųjų grandinių, turinčių izoliuotą laidą. Pagal vieną dizainą šios grandinės yra suderintos kaip kopėčios. Traukiniui judant, magnetinis laukas atstumia magnetus ir traukinys levitavo.

Yra du „Inductrack“ dizainai: „Inductrack I“ ir „Inductrack II“. „Inductrack I“ yra skirtas dideliam greičiui, o „Inductrack II“ - lėtam greičiui. „Inductrack“ traukiniai galėtų stabiliau judėti aukščiau. Kol „Inductrack“ traukinys judės keliomis myliomis per valandą, jis pakils beveik per colį (2,54 centimetro) virš bėgių kelio. Didesnis tarpas virš bėgių reiškia, kad traukiniui stabilumui išlaikyti nereikia sudėtingų jutimo sistemų.

Nuolatiniai magnetai anksčiau nebuvo naudojami, nes mokslininkai manė, kad jie nesukurs pakankamai levituojančios jėgos. „Inductrack“ dizainas apeina šią problemą, išdėstydamas magnetus į Halbacho masyvas. Magnetai sukonfigūruoti taip, kad magnetinio lauko intensyvumas būtų sutelktas virš masyvo, o ne po juo. Jie pagaminti iš naujesnės medžiagos, kurią sudaro neodimio, geležies ir boro lydinys, sukuriantis aukštesnį magnetinį lauką. „Inductrack II“ dizainas apima dvi Halbacho matricas, kad būtų sukurtas stipresnis magnetinis laukas mažesniu greičiu.

Dr Richard Ricartas Livermore nacionalinėje laboratorijoje Kalifornijoje sugalvojo šią idėją reaguodamas į saugos ir išlaidų problemas. Prototipo bandymai atkreipė NASA dėmesį, kuris sudarė sutartį su gydytoju Postu ir jo komanda ištirti galimybę naudoti „Inductrack“ sistemą palydovams paleisti į orbitą.

Maglevo avarijos

2006 m. Rugpjūčio 11 d. „Magrap“ traukinių skyrius, esantis Šanchajaus „Transrapid“ oro uosto linijoje, užsidegė. Sužeidimų nebuvo, o tyrėjai mano, kad gaisrą sukėlė elektros problema.

2006 m. Rugsėjo 22 d. „Transrapid“ bandomajame traukinyje Emslande, Vokietijoje, bandymo metu buvo 29 žmonės, kai jis rėžėsi į remonto mašiną, kuri netyčia buvo palikta trasoje. Tuo metu traukinys ėjo mažiausiai 120 mylių per valandą. Dauguma keleivių žuvo per pirmąją mirtiną avariją, kurioje dalyvavo traukinys „Maglev“.

Naudojama „Maglev“ technologija

„Transrapid“ traukinys Emsland mieste, Vokietijoje.

„Transrapid“ traukinys Emsland mieste, Vokietijoje.

Nors maglev transportavimas pirmą kartą buvo pasiūlytas daugiau nei prieš šimtmetį, pirmasis komercinis maglev traukinys bandomąjį debiutą padarė Šanchajuje, Kinijoje, 2002 m. (Spustelėkite čia norėdami sužinoti daugiau) naudodamas traukinį, kurį sukūrė vokiečių kompanija „Transrapid International“. Ta pati linija savo pirmąjį viešąjį komercinį bėgimą pradėjo maždaug po metų 2003 m. Gruodžio mėn. Šanchajaus „Transrapid“ linija šiuo metu eina į ir iš Longyang Road stoties miesto centre ir Pudongo oro uoste. Kelionė vidutiniu 267 mylių per valandą (430 km / h) greičiu 19 mylių (30 kilometrų) greičiu trunka mažiau nei 10 minučių traukiniu „Maglev“, o ne valandą truksiančiu taksi. Kinija tiesia Šanchajaus linijos pratęsimą, kuris nueis už 160 mylių į Hangdžou. Statybas planuojama pradėti 2006 m. Rudenį, jos turėtų būti baigtos iki 2010 m. Šanchajaus parodos. Ši linija bus pirmoji „Maglev“ geležinkelio linija, einanti tarp dviejų miestų.

Kelios kitos šalys planuoja statyti savo „Maglev“ traukinius, tačiau Šanchajaus oro uosto linija išlieka vienintelė komercinė „Maglev“ linija. JAV miestai nuo Los Andželo iki Pitsburgo turėjo „Maglev“ linijos planus, tačiau išlaidos „Maglev“ transportavimo sistemai pastatyti buvo per didelės. Viršutinio Virdžinijos universiteto „Old Dominion“ administracija tikėjosi, kad bus pasiektas ypač puikus autobusas, kuris užfiksuos studentus pirmyn ir atgal per visą universiteto miestelį, pradedant nuo 2002 m. Rudens semestro, tačiau traukinys nejuda, kol tyrimai tęsiasi. Amerikos „Maglev“ kompanija stato prototipą naudodama panašią technologiją Gruzijoje, kurią planuoja baigti iki 2006 m. Rudens.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie magnetinės levitacijos traukinius ir susijusias temas, skaitykite nuorodas kitame puslapyje.


Vaizdo Papildas: FiDi 41: Magnetic levitation train.




Tyrimas


Itin Plona „E-Oda“ Paverčia Jūsų Ranką Į Elektroninį Ekraną
Itin Plona „E-Oda“ Paverčia Jūsų Ranką Į Elektroninį Ekraną

10 Didžiausių Mokslo Akimirkų 2011 M
10 Didžiausių Mokslo Akimirkų 2011 M

Mokslas Naujienos


Faktai Apie Azotą
Faktai Apie Azotą

Nuotraukos: Sonorano Dykumos Vaisiai
Nuotraukos: Sonorano Dykumos Vaisiai

50 Jav Valstybių Gerovė
50 Jav Valstybių Gerovė

Kokia Didžiausia Žuvis Pasaulyje?
Kokia Didžiausia Žuvis Pasaulyje?

Gorilų Atstatymas Po Ebolos Protrūkio
Gorilų Atstatymas Po Ebolos Protrūkio


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com