Магнітоплан. Історія винаходу та виробництва

Безкоштовна технічна бібліотека

ІСТОРІЯ ТЕХНІКИ, ТЕХНОЛОГІЇ, ПРЕДМЕТІВ НАВКОЛО НАС
Безкоштовна бібліотека / Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас

Магнітоплан. Історія винаходу та виробництва

Історія техніки, технології, предметів довкола нас

Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас

Коментарі до статті

Поїзд на магнітній подушці, магнітоплан або маглів (від англ. Magnetic levitation - "магнітна левітація") - це потяг, що утримується над полотном дороги, рухомий і керований силою електромагнітного поля. Такий потяг, на відміну від традиційних поїздів, у процесі руху не стосується поверхні рейки. Так як між поїздом і поверхнею полотна існує зазор, тертя між ними виключається, і єдиною силою, що гальмує, є аеродинамічний опір. Належить до монорейкового транспорту (хоча замість магнітної рейки може бути влаштований канал між магнітами - як на JR-Maglev).

Магнітоплан

Магнітоплан – серйозна спроба скласти конкуренцію авіації. При всій швидкості літаків аеродроми зазвичай будують далеко від центру, так що на дорогу до них треба витратити ще 1,5-2 години. У той же час залізничні вокзали розташовані набагато зручніше. Звісно, сформулювати звичайний поїзд, здатний змагатися з літаком, непросто. Хоча б тому, що за швидкості 500 кілометрів на годину відцентрові сили загрожують розірвати колеса. Вихід один – відмовитися від коліс.

Засновник космонавтики Костянтин Едуардович Ціолковський ще 1927 року запропонував збудувати потяг на повітряній подушці. Пройшло багато років, поки у 1960-ті роки реалізувати цю ідею пробували французькі інженери. Проте спроба виявилася невдалою. Експериментальний вагон з божевільною швидкістю носився бетонним жолобом, оголошуючи при цьому околиці диким ревом двох авіаційних двигунів, Один з двигунів створював повітряну подушку, другий ж "відповідав" за горизонтальну тягу. Знаючи жорсткі вимоги до екології, можна здогадатися, що навіть одного шуму було достатньо для того, щоб поставити хрест на проекті. З тієї ж причини, до речі, так і не знайшли застосування локомотиви з турбореактивними двигунами і навіть значно тихішими газотурбінними.

Створити повітряну подушку можуть потужні компресори, але для їх роботи знайти відповідні двигуни. Дизелі споживають надто багато палива. Немає поки що автономних електродвигунів, придатних для встановлення на транспортні машини такого класу.

На щастя, знайшовся ще один шлях і, мабуть, оптимальний: "підвісити" поїзд над (або під) рейками. Таке рішення знайшов німецький інженер Герман Кемпер у 1934 році. Він назвав свій винахід магнітною підвіскою. Робота підвіски Кемпера заснована на відомому принципі - однойменні полюси магнітів відштовхуються.

Найпростіший варіант реалізації ідеї – викласти як шлях, так і днище поїзда постійними магнітами з відповідною орієнтацією полюсів. Тягу буде створювати лінійний електродвигун. Такий двигун має своєрідні ротор та статор. На відміну від звичайного електромотора, де вони згорнуті в кільця, вони розтягнуті в смуги. Включаючись по черзі, обмотки статора створюють магнітне поле, що біжить. Укріплений на локомотиві статор втягується в поле і рухає весь склад.

Однак подібна магістраль із постійними магнітами коштує дорого, та й їхня підйомна сила мала. Напрошується інший варіант - використовувати на складі та на рейках електромагніти. Але знову ж таки тримати весь час під напругою дорожні обмотки нераціонально. Значить, треба подавати харчування тільки в ті котушки, над якими зараз поїзд. Досить сильне магнітне поле складу проводитиме струм у колійних обмотках. У свою чергу вони створять магнітне поле.

Інший спосіб вирішення проблеми – покрити шлях сплавом з малим електричним опором. У сплаві виникнуть індукційні струми, цілком достатні створення сильного магнітного поля.

Принцип роботи магнітоплану

Роботи зі створення магнітопланів ведуться вже не одне десятиліття у Німеччині, США, Японії та Росії. У Радянському Союзі до початку 1980-х з'явилася досвідчена лінійна ділянка колії та експериментальний вагон. Однак далі за експеримент справа не пішла. Так залишилися у проектах ідеї пов'язати за допомогою магнітоплану московські аеропорти Шереметьєво та Домодєдово з Центральним аеровокзалом, як і траса від Єревана до курортної зони на березі озера Севан.

Найбільших успіхів досягли німці та японці. Німецькі фірми "Хеншель" та "Тіссен" займалися реалізацією програми "Трансрапід". Вже до середини 1980-х була побудована дослідна траса з лінійною та двома кільцевими ділянками. На ній випробували поїзд, який досяг швидкості 500 кілометрів на годину. Крім того, були випробувані конструкції колії, стрілочні переходи, станційні споруди, системи безпеки. Розглядалися два варіанти поїздів залежно від дальності прямування та передбачуваних маршрутів. Для сполучення міст з аеропортами потрібні двовагонні на 164 особи, а для міжміських поїздок більш місткі десятивагонні на 820 осіб.

Творці "Трансрапіда" здивували простою і водночас несподіваною схемою магнітної підвіски. Німецькі конструктори знайшли парадоксальне рішення: вони використовували не відштовхування однойменних полюсів, а притягування різноїменних. Підвісити вантаж над магнітом нескладно, і ця система буде стійкою. Розмістити вантаж під магнітом практично неможливо. Ситуація докорінно змінюється, якщо використовувати керований електромагніт. Пильна система контролю зберігає величину зазору між постійною магнітами - в кілька міліметрів. Варто зазору змінитись, і система оперативно реагує. При збільшенні зазору вона підвищує силу струму в несучих магнітах і таким чином підтягує вагон, а при зменшенні - знижує силу струму, і зазор збільшується.

Слід зазначити серйозні переваги схеми. Дорожні магнітні елементи захищені від погодних впливів, до того ж їхнє поле істотно слабше за рахунок на порядок меншого зазору між шляхом і складом. Отже, потрібні струми набагато меншої сили. У результаті поїзд такої конструкції виявляється набагато економічнішим.

Несучі магніти живляться від бортових акумуляторів, що заряджаються на кожній станції. Струм на лінійний електродвигун подається тільки на тій ділянці, якою йде поїзд.

Але за всіх успіхів Німеччини найшвидші поїзди ходять, вірніше літають, у Японії. Їх іноді називають "маглевами" (від скорочення та злиття двох слів - magnetic levitation) Ці поїзди, що не стосуються рейок, як і раніше, є одним з найефективніших видів наземного громадського транспорту в Японії. Абсолютний рекорд, встановлений "маглевом", - 531 кілометр на годину для поїзда, керованого вручну, та 550 кілометрів на годину для поїзда, веденого автопілотом. Всі випробування поїздів на магнітній подушці проводяться на спеціальній трасі, яка встановлена в префектурі Яманасі в 1997 році.

Автор: Муський С.А.

Рекомендуємо цікаві статті розділу Історія техніки, технології, предметів довкола нас:

▪ Весло та човен

▪ Просвітлена оптика

▪ Консерви

Дивіться інші статті розділу Історія техніки, технології, предметів довкола нас.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Розумний будильник EzLarm 08.03.2020

Не секрет, що у багатьох людей бувають проблеми зі сном і, як наслідок, із пробудженням - багато хто з нас із великим задоволенням залишився б у ліжку довше, якби не справи. Саме з метою допомогти таким людям прокидатися швидше і не підкорятися бажанню залишатися в ліжку, команда розробників з Канади представила в рамках краудфандингового майданчика Kickstarter новий проект під назвою EzLarm - розумний електромагнітний нагадувач-будильник. Причому варто відзначити той факт, що сам пристрій являє собою вкрай компактний пристрій, що не вимагає додаткового налаштування, що робить його особливо цікавим для потенційних покупців.

Сама система пробудження EzLarm заснована на використанні спеціального NFC-тега - який і є цим окремим пристроєм невеликих розмірів і випромінює електромагнітні хвилі, що конвертуються в звук - досить гучний і наполегливий, щоб користувач прокинувся. Більше того, пристрій повинен прикріплюватися в окремій кімнаті на спеціальну підставку та підключатися до телефону – таким чином, щоб для вимкнення будильника користувач виліз із ліжка з телефоном та відключив його безпосередньо в іншій кімнаті.

Завдяки тому, що в основі EzLarm використовується конвертор, воно не вимагає стороннього джерела електроенергії і повністю заводиться від магнітного випромінювання смартфона - що робить його дуже зручним та багатообіцяючим у застосуванні, оскільки мало хто зі сторонніх розробників загалом може запропонувати щось аналогічне. Крім того, система EzLarm підтримується всіма мобільними пристроями, будь то на операційній системі Android або iOS.

Попередня вартість новинки – 14 USD.

Інші цікаві новини:

▪ Твердотільні накопичувачі промислового класу Adata ISSS332

▪ WD My Book AV-TV

▪ Фітнес-трекер Moov NOW

▪ Гарнітура Thermaltake RIING Pro RGB 7.1

▪ Блокчейн-технології для дослідження космосу

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Годинники, таймери, реле, комутатори навантаження. Добірка статей

▪ стаття Млини Господні. Крилатий вислів

▪ стаття Хто і коли побудував російську фортецю на Гаваях? Детальна відповідь

▪ стаття Сапота. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ Антенна швейцарський квадрат на 144 МГц. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Перетворення двох монет на одну. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт