Ryskt tåg på den magnetiska kudden. Tåg på magnetiska kuddar - är det framtida transport? Hur går tåget på den magnetiska kudden? Guinness Book of Records

Sovjetåg på den magnetiska kudden 21 februari, 2017

Hur många gånger i Sovjetunionen uppfanns och utformades att vi fortfarande använder dessa utvecklingar, men om vissa bara lär sig (som jag gillar det här). Huruvida tiderna var så runt om i världen, eller landet var sådant.

Dessutom har många vana att kritisera vad allt var planerat i Sovjetunionen och allt, men det var något bra. I unionen beräknade perfekt de kommande transportproblemen i städer-megacities. Och inte bara städer med stor befolkningMen också städer som är geografiskt dragit ut, vars längd är hundra och mer kilometer. Det här är sådana städer som Volgograd och Krivoy Rog. I uppskattningar av 70-talet, befolkningen i 29 städer Sovjetunionen Det borde ha överskridit en miljon, det vill säga att bli städer som miljonärer. Och för att lösa transportproblemen hos stora städer skapades olika institutioner och byråer. Redan då var det klart att bilar inte är mycket kapabla att lösa transportproblemet i en stor stad, och den klassiska tunnelbanan är dyr och långsam. Man trodde att det var nödvändigt att skapa kvalitativt nya transportsystem, vilket skulle vara lågt buller, inte förorenande luft, kostnadseffektivt och inte skapa ytterligare belastning på gatunätverket.

Dessa krav motsvarade det senaste innovativa projektet, som väcktes, projektet för transport på en magnetisk suspension.

TA-05 bil - sovjetåg på en magnetisk kudde. Projektet av fordonet, som var att arbeta med det elektromagnetiska levitationssystemet, utvecklades under perioden 1985-186. 25 februari 1986 hölls den första i Moskva-regionen framgångsrik lansering Ovanlig bil.

"Vårt laboratorium arbetar med skapandet av en experimentell personbil, som kommer att röra sig utan att röra skenor. För horisontell förskjutning används principen om drift av en linjär trefas asynkron motor. Flytta med kryssningshastighet upp till 250 kilometer per timme, den fordon Det blir nästan tyst. Dess väg kan lyftas till överfarten över stadens huvudvägar. En kilometer kostar 3-5 gånger billigare än tunnelbanan, talade i ett av intervjuerna chef för laboratoriet för vnipitransprogress A. Ohodurov.

Vid den tiden byggdes 600 meter höghastighetsplot i Ramensky nära Moskva och tomter i Jerevan och Alma-Ata planeras.

Det var planerat att starta spåren på 65 personer längs spåren, 19 meter varje längd och väga 40 ton. Kryssningshastigheten på bilen var 250km / h, med ett perspektiv på 400 km / h och högre. Det fanns också planer på att börja inte separata vagnar, men en koppling av flera bilar, det vill säga fullfjädrade tåg.

Idag har en ny typ av transport inget fall, intresserad ägare. Hittills är inte ett enda transportdepartement, eller minister för civil luftfart eller järnvägsministeriet (nu ryska järnvägar) (magnito-planet inte ett tåg och inte planet, här är deras argument), visar inte intresse för honom . De är inte ens kunder. Under tiden, för att effektivt kunna använda avsevärda medel som regeringen har tilldelats att flytta från experiment till introduktionen vid det nya utvecklingsstadiet, var det nödvändigt att förena styrkor, inom ramen för det intersektorella vetenskapliga och tekniska komplexet.

Det som är särskilt överraskande, men projektet finansierades uteslutande på bekostnad av olja och gas. Tyvärr lyckades planerna aldrig bli sanna, jordbävningen i Armenien 1988 inte tillåter att bygga alla planerade sektioner. Finansieringen minskades, och efter Sovjetunionens sammanbrott och avbröts helt. Snabb, hastighet och man visade sig vara ingen som behövs.

Vem vet andra detaljer om detta projekt?

Förresten lyckades TP-05 spela i bio - i Science Fiction Short Film 1987, "skojar inte med robotar", det fragment som du erbjuder att visa.
Titta på 01:03:00

källor

Trots det faktum att mer än tvåhundra år har gått sedan skapandet av de första ånglokomotiverna, är mänskligheten fortfarande inte redo att helt överge användningen av dieselbränsle, kraften i ånga och el som drivkraft som kan röra sig tunga laster och passagerare.

Men som du förstår hela tiden var uppfinnarna ingenjörer inte i full inaktivitet, och resultatet av deras tanke var att komma in i ljuset. alternativa sätt Transport med järnvägsduk.

Historien om förekomsten av tåg på den elektromagnetiska kudden

Själva tanken på att göra ett tåg som rör sig på en magnetisk kudde är inte så nova. För första gången på skapandet av ett sådant rullande materiel började uppfinnarna tänka även i början av 1900-talet, men av ett antal skäl kunde utförandet av detta projekt inte genomföras under ganska lång tid.

Endast vid 1969, på det dåvarande Tysklands territorium, började de tillverka ett sådant tåg, som därefter etablerades av Maglev och lägger den magnetiska vägen. Lanseringen av den första maglevo som heter "Transrapid-02" producerades redan två år senare.

Intressant är det faktum att tyska ingenjörer vid tillverkning av Maglava var baserade på de rekord som Herman Camper, som fick ett patent för skapandet av en magnetoplan tillbaka 1934. Den första Maglev "Transrapid-02" kommer inte att ringa höghastighet, som han utvecklat bara upp till 90 km / h. Dess kapacitet var också mycket låg: bara fyra personer.

Den efterföljande modellen av Maglava, som skapades 1979, TransApid-05, har redan haft upp till 68 passagerare och flyttas längs passagerarlinjen i Hamburg, med en längd av 908 m, med en hastighet av 75 km / h.

TransApid-05

Parallellt vid den andra änden av kontinenten, i Japan, i samma 1979, lanserades Maglev-modellen "ML-500", som kunde utveckla hastigheten på upp till 517 km / h.

Vad är maglev och vad är principen om hans arbete?

Maglev (eller helt enkelt tåget på den magnetiska kudden) är en typ av transport, hanterad och driven med hjälp av ett magnetfält. Samtidigt gäller Maglev inte järnvägsvagnen, och "levitiserar" över det, som hålls av det artificiellt skapade magnetfältet. Samtidigt är friktionen av bromskraften endast aerodynamisk motstånd.

På de närmaste sjukhusen i framtiden kan Maglev göra allvarlig konkurrens i flygtransporter på grund av dess förmåga att utveckla en mycket hög hastighet. Hittills är den utbredda introduktionen av Magrelov stor utsträckning att de inte kan tillämpas på traditionell järnvägstäckning. Maglev kan bara flytta på en speciellt konstruerad magnetisk motorväg, vilket kräver mycket stora kapitalinvesteringar.

Man tror också att magnetisk transport kan påverka organismen hos maskinerna och invånarna i regionerna nära magnetvägar.

Fördelar med Magrelov

Fördelarna med Magrels inkluderar en omfattande utsikter att uppnå höga hastigheterkan konkurrera även med reaktiv luftfart. Dessutom är Maglev ganska ekonomiskt, när det gäller elförbrukning, transport. Dessutom finns det praktiskt taget ingen friktion av delar, vilket gör det möjligt att avsevärt minska driftskostnadsnivån.

Tåg på en magnetisk kudde, är Maglev den snabbaste typen av marken kollektivtrafik. Och även om endast tre små spår, forskning och testning prototyper av magnetiska tåg introduceras under olika länderÅh. Hur magnetisk levitationsteknik utvecklades och vad som väntar på det inom en snar framtid kommer du att lära av den här artikeln.

Bildens historia

De första sidorna i Maglevs historia fylldes med rader av patent som erhölls i början av 1900-talet i olika länder. Tillbaka 1902 noterades patentet på konstruktionen av tåget utrustade med en linjär motor av den tyska uppfinnaren av Alfred Zeiden. Och redan fyra år senare utvecklade Franklin Scott Smith en annan tidig prototyp av tåget på en elektromagnetisk suspension. Lite senare, under perioden 1937 till 1941, fick han några fler patent relaterade till tåg utrustade med linjära elmotorer, den tyska ingenjören Herman Cerma. Förresten, de rörliga formuleringarna i Moskva Monorail Transport System, som byggdes 2004, använder asynkrona linjära motorer för att flytta - är världens första monorailmotor.

Tåg av Moskva Montorels-systemet nära Tolerent Station

I slutet av 1940-talet bytte forskare från ordet till fallet. Brittisk ingenjör Eric Laceweet, som många kallas "Fader till Magrelov", lyckades utveckla den första arbetande fullstora prototypen av en linjär asynkron motor. Senare, på 1960-talet, gick han med i utvecklingen hastighetståg Spårade svävare. Tyvärr, 1973 stängdes projektet på grund av brist på medel.

1979 uppträdde världens första prototyp i den magnetiska kudden, licensierad för att tillhandahålla persontransporter - TransApid 05. Testspåret på 908 m var byggt i Hamburg och presenterades under utställningen IVA 79. Intresset för projektet var Så bra att TransApid 05 lyckades framgångsrikt träna tre månader efter utställningsänden och att transportera cirka 50 tusen passagerare totalt. Den maximala hastigheten på detta tåg var 75 km / h.

Och den första kommersiella magnetoplanen uppträdde 1984 i Birmingham, England. Järnvägslinjen på en magnetisk suspension ansluten terminalen i Birmingham International Airport och ligger i närheten tågstation. Hon arbetade framgångsrikt 1984 till 1995. Längden av linjen var endast 600 m och höjden till vilken den linjära kompositionen asynkron motor Uppvuxen ovanför vägen - 15 millimeter. År 2003 byggdes Airrail Link-passagerartransportsystemet baserat på kabelfartygsteknik på sin plats.

På 1980-talet bad inte bara i England och Tyskland, utan även i Japan, Korea, Kina och Förenta staterna att utveckla och genomföra projekt för att skapa höghastighetståg på den magnetiska kudden.

Hur det fungerar

Vi vet om de grundläggande egenskaperna hos magneter sedan lärdomarna av fysik för den 6: e klassen. Om du tar med norra polen av den permanenta magneten till norra polen av en annan magnet, kommer de att bli avstängda. Om en av magneterna vänder om, som ansluter olika poler - lockar. Denna enkla princip läggs i maglevaltåg, som glider över luften över skenan på ett litet avstånd.

Den magnetiska upphängningsstekniken är baserad på tre huvudsubsystem: levitation, stabilisering och acceleration. Samtidigt på det här ögonblicket Det finns två huvudmagnetiska upphängningstekniker och en experimentell, bevisad endast på papper.

Tåg byggda på grundval av elektromagnetisk upphängningsteknik (EMS) för levitation Använd ett elektromagnetiskt fält, som ändras över tiden. Samtidigt är det praktiska genomförandet av detta system mycket lik det vanliga arbetet järnvägstransport. En T-formad skena kan användas här från ledaren (huvudsakligen metall), men tåget istället för hjulet använder ett system av elektromagneter - referens och guider. Stöd- och styrmagneterna är belägna parallellt med ferromagnetiska stator placerade på kanterna på den T-formade banan. Den största nackdelen med EMS-tekniken är avståndet mellan stödmagneten och statoren, som är 15 millimeter och måste övervakas och justeras med speciell automatiserade system Beroende på uppsättningen faktorer, inklusive den icke-permanenta karaktären av elektromagnetisk interaktion. Förresten fungerar Levitationssystemet på grund av batterier installerade ombord på tågen, som laddas av linjära generatorer inbyggda i stödmagneter. Således, i händelse av stopp, kommer tåget att kunna levit tillräckligt länge på batterier. På grundval av EMS-teknik byggt Transrapid-tåg och i synnerhet Shanghai Maglev.

Tåg baserade på EMS-teknik drivs och utför bromsning med en synkron linjär låg accelerationsmotor representerad av stödmagneter och en bana, över vilken högmagnetoplan. Förbi stort kontoMotorns system som är inbyggt i tyget är en konventionell stator (den fasta delen av den linjära elmotorn), utplacerad längs botten av banan och referenselektromagneterna arbetar i sin tur som ett förankring av elmotorn. I stället för att erhålla ett vridmoment alstrar sålunda en växelström i spolar ett magnetfält av upphetsade vågor, som förflyttar den kontaktfria kompositionen. Ändra styrka och frekvens växelström Gör att du kan justera styrkan och hastigheten på kompositionen. Samtidigt, för att sakta ner flytten, behöver du bara ändra magnetfältets riktning.

Vid användning av elektrodynamisk suspensionsteknik (EDS) utförs levitation i interaktionen mellan magnetfältet i duken och fältet som skapats av superledande magneter ombord på kompositionen. På grundval av EDS-tekniken byggd japanska tåg JR-Maglev. I motsats till EMS-tekniken, där konventionella elektromagneter och spolar appliceras, utförs el endast för det ögonblick då strömförsörjningen levereras, kan superledande elektromagneter utföra el, efter att strömförsörjningen har blivit inaktiverad, till exempel i evenemanget av strömavbrott. Kylspolar i EDS-systemet kan du spara mycket energi. Det kryogena kylsystemet användes emellertid för att upprätthålla mer låga temperaturer I spolarna kan det vara ganska dyrt.

Den främsta fördelen med EDS-systemet är hög stabilitet - med en mindre minskning av avståndet mellan banan och magneterna finns en konturstyrka som returnerar magneter till den ursprungliga positionen, samtidigt som ökningen i avstånd minskar tryckkraften och ökar effekten av attraktion, vilket leder till systemstabiliseringen. I det här fallet krävs ingen elektronik för övervakning och justering av avståndet mellan tåget och banan.

TRUE, utan brister, det var också inte tillräckligt för levitation av kompositionen. Styrkan sker endast vid höga hastigheter. Av denna anledning bör tåget på EDS-systemet vara utrustat med hjul som kommer att kunna röra sig låga hastigheter (upp till 100 km / h). De motsvarande förändringarna bör också göras längs hela längden på duken, eftersom tåget kan stoppa var som helst i samband med det tekniska felet.

En annan nackdel med EDS är att vid låga hastigheter i fram- och bakre delar av repulsiva magneter i duken, uppstår friktionskraften, som verkar mot dem. Detta är en av anledningarna till att JR-Maglev vägrade att helt repulsiva systemet och tittade mot sidovärdesystemet.

Det bör också noteras att starka magnetfält i passagerarsektionerna genererar behovet av att installera magnetiskt skydd. Utan avskärmning av en resa i en sådan bil för passagerare med elektronisk hjärtstimulator eller magnetisk informationsbärare (HDD och kreditkort), kontraindicerat.

Delsystemet för acceleration i tåg som bygger på EDS-tekniken fungerar exakt som i kompositionerna baserade på EMS-tekniken, förutom att, efter att ha ändrat polariteten, stoppas staterna här för ett ögonblick.

Den tredje, närmast implementeringen av teknik som hittills bara finns på papper är en EDS-version med inductrack permanentmagneter, för att aktivera vilken energi som inte kräver. Fram till nyligen trodde forskarna att permanenta magneter inte har tillräckliga tåg till levitation. Detta problem löstes dock genom att placera magneter i den så kallade "Halbach-arrayen". Magneterna är placerade på ett sådant sätt att magnetfältet uppstår ovanför arrayen, och inte under det, och kan bibehålla tågets levit till mycket låga hastigheter - ca 5 km / h. Sant, kostnaden för sådana arrays från permanentmagneter Mycket hög, så därför finns det inte ett enda kommersiellt projekt av detta slag.

Guinness Book of Records

För närvarande, den första raden i listan över de flesta snabba tåg På den magnetiska kudden hålls den japanska lösningen av JR-Maglev MLX01, som den 2 december 2003, på testvägen i Yamanasi, lyckades utveckla en rekordhastighet - 581 km / h. Det är värt att notera att JR-Maglev MLX01 har några fler uppgifter som är etablerade från 1997 till 1999 - 531, 550, 552 km / h.

Om du tittar på närmaste konkurrenter, är det också värt att notera Shanghai Maglev Transrapid SMT, byggt i Tyskland, som kunde utveckla en hastighet på 501 km / h och dess stamitor - Transrapid 07, som övervinna gränsen 436 km / H MER 1988.

Praktiskt genomförande

Tåget på den magnetiska kudden Linimo, vars verksamhet började i mars 2005, utvecklades av Chubu HSST och används fortfarande i Japan. Den går mellan de två städerna i Aichi Prefecture. Längden på duken över vilken Parian Maglev är ca 9 km (9 stationer). Samtidigt är den maximala hastigheten på Linimo 100 km / h. Detta hindrade inte honom från endast under de första tre månaderna från det ögonblick som lanserades för att transportera mer än 10 miljoner passagerare.

Mer känd är Shanghai Maglev, skapad tyskland TransApid och beställd den 1 januari 2004. Denna järnvägslinje på en magnetisk suspension förbinder stationen i Shanghai Metro Lunyian Lu med internationell flygplats Pudun. Det totala avståndet är 30 km, tåget övervinner det i ca 7,5 minuter, accelererar till hastigheten på 431 km / h.

En annan järnvägslinje på en magnetisk suspension drivs framgångsrikt i staden Thajon, Sydkorea. UTM-02 blev tillgänglig för passagerare den 21 april 2008, och på dess utveckling och skapelse tog 14 år. Järnvägslinjen på en magnetisk suspension förbinder National Museum of Science and Exhibition Park, avståndet mellan vilket bara är 1 km.

Bland tågen på den magnetiska kudden, vars verksamhet börjar inom en snar framtid är det värt att notera Maglev L0 i Japan, hans test förnyades ganska nyligen. Det förväntas att år 2027 kommer det att springa längs Tokyo-Nagoya-vägen.

Mycket dyr leksak

Inte så länge sedan, populära tidskrifter som heter tåg på en magnetisk kudde med revolutionär transport, och lanseringen av nya projekt av sådana system med avundsvärdighet rapporterades både privata företag och myndigheter från olika länder i världen. De flesta av dessa stora projekt stängdes dock i de första etapperna, och vissa järnvägslinjer på en magnetisk suspension, även om de hade en kort tid till förmån för befolkningen, senare demonterades.

Den främsta orsaken till misslyckandet är att tåget på den magnetiska suspensionen är extremt vägar. De behöver speciellt byggt under dem från nollinfrastruktur, som i regel är den mest befriade artikeln i projektbudgeten. Till exempel kostar Shanghai Maglev Kina på 1,3 miljarder dollar eller $ 43,6 miljoner per 1 km av tvåvägswebben (inklusive kostnaden för att skapa tåg och stationer). Tävla med tågflygbolag på en magnetisk kudde kan bara på längre vägar. Men igen finns det tillräckligt med platser i världen med en stor passagerartrafik som är nödvändig för att järnvägslinjen på en magnetisk suspension.

Vad kommer härnäst?

För närvarande ser framtiden för tågen på den magnetiska suspensionen dimmig i större utsträckning på grund av den fortsatta höga kostnaden för sådana projekt och en lång period av återbetalning. Samtidigt fortsätter många länder att investera enorma medel i projekt för att skapa höghastighetståg (SMM). Inte så länge sedan återupptogs hastighetstest av tåget på den magnetiska kudden Maglev 10 i Japan.

Den japanska regeringen hoppas också vara intresserad av sina egna tåg på den amerikanska magnetiska kudden. Nyligen gjorde företrädare för nordöstra Maglev, som planerar att kombinera med hjälp av en järnvägslinje på magnetisk suspension Washington och New York, ett officiellt besök i Japan. Kanske kommer tåget på den magnetiska suspensionen att få mer fördelning i länder med ett mindre effektivt nätverk av UNMD. Till exempel, i USA och Storbritannien, men deras kostnad fortsätter fortfarande hög.

Det finns ett annat evenemangsutvecklingsscenario. Såsom är känt är ett av sätten att öka effektiviteten hos tåg på den magnetiska kudden användningen av superledare, vilka, när de kyls till nära till absolut noll, förlorar temperaturerna helt elektrisk motstånd. Men för att hålla stora magneter i krukor med extremt kalla vätskor är mycket dyra, så att hålla den önskade temperaturen, behöver du stora "kylskåp", vilket ökar ännu fler kostnader.

Men ingen utesluter sannolikheten för att i den närmaste framtiden kommer fysikens lysningar att kunna skapa ett billigt ämne som bevarar superledande egenskaper även rumstemperatur. När man uppnår superledningsförmåga vid höga temperaturer kommer kraftfulla magnetfält som kan hålla maskinens vikt att bli så överkomliga att även "flygande bilar" kommer att vara ekonomiskt fördelaktiga. Så vi väntar på nyheter från laboratorier.

Tåg på en magnetisk kudde är en ekologisk ren, tyst och snabb transport. De kan inte flyga från skenor och i händelse av funktionsfel kan man säkert stanna. Men varför är sådan transport inte fått utbredd, och människor använder fortfarande vanliga tåg och tåg?

På 1980-talet trodde man att tåg med magnetisk levitation (Maglev) är framtida transport, som kommer att förstöra de inrikesflyg. Dessa tåg kan transportera passagerare med en hastighet på 800 km / h och tillämpar inte nästan ingen skada på miljön.

Magrels kan rida i vilket väder som helst och kan inte komma ifrån sin enda järnväg - ju längre tåget avviker från banorna, desto starkare trycker det tillbaka magnetisk levitation. Alla Maglevia rör sig med samma frekvens, så det kommer inga signaler med signaler. Föreställ dig vilka effekter som skulle ha sådana tåg på ekonomin och transporter, om avståndet mellan fjärrkontrollen stora städer överkamera i en halvtimme.

Men varför kan du fortfarande inte åka på morgonen för att arbeta med supersonisk hastighet? Begreppet Magrelov existerar i mer än ett sekel, från början av 1900-talet utfärdades de många patent som använder denna teknik. Men bara tre arbetssystem av tåg på en magnetisk kudde överlevde till denna dag, alla är bara i Asien.

Japanska Maglev. Foto: Yuriko Nakao / Reuters

Före det framkom den första arbetstagaren Maglev i Storbritannien: Under perioden 1984 till 1995 från Birmingham flygplats gick Shattle Airlink. Maglev var populär och billig transport, men dess tjänst var mycket dyrt, eftersom vissa delar var enstaka produktion och det var svårt att hitta dem.

I slutet av 1980-talet överklagade Tyskland också till denna idé: hennes obemannade tåg M-Bahn reste mellan de tre stationerna i västra Berlin. Emellertid bestämde tekniken för levitating tåg att skjuta upp fallet och linjen stängdes. Dess tillverkare TransApid genomförde testen av Magrels till 2006, en olycka inträffade vid träningsplatsen i Laen, där 23 personer dog.

Denna händelse kan sätta ett kors på tyska maglevians om TransApid hade tecknat ett avtal om byggande 2001 Maglevo för Shanghai flygplats 2001. Nu är detta Maglev det snabbaste elektriska tåget i världen, som går med en hastighet på 431 km / h. Med det kan avståndet från flygplatsen till Shanghai-affärskvartalet övervinnas på bara åtta minuter. På vanlig transport skulle det ta en hel timme. I Kina finns det en annan medelhastighets Maglev (dess hastighet är cirka 159 km / h), som arbetar i huvudstaden i Hunan-provinsen, Changsha. Den kinesiska älskade denna teknik så mycket att år 2020 planerar de att starta flera fler maglevoms i 12 städer.

Tysklands kansler Angela Merkel körde först på Maglev Transrapid till Shanghai flygplats. Foto: Rolf Vennenbernd / EPA

I Asien är arbetet nu på gång på andra tåg på den magnetiska kudden. En av de mest kända är EcoBee obemannade transfer, som går från den sydkoreanska Incheon flygplatsen sedan 2012. På sin kortaste linje finns det sju stationer, mellan vilka Maglev svär med en hastighet av 109 km / h. Och resor på det är helt gratis.

Zoom-presentation:http://zoom.pspu.ru/presentations/145

1. Syfte

Magnetisk kuddståg eller mager (Från engelskmagnetisk levitation, dvs "Maglev" - Magnetoplan) är ett tåg på en magnetisk suspension, driven och styrd av magnetiska krafter, utformade för att transportera människor (fig 1). Se tekniken för persontransporter. Till skillnad från traditionella tåg, under rörelsen, berör det inte järnvägens yta.

2. Grunddelar (enhet) och deras syfte

Det finns olika tekniska lösningar i utvecklingen av denna design (se s. 6). Tänk på principen om drift av den magnetiska kudden av tåget "TransApid" på elektromagneter ( elektromagnetisk suspension, EMS) (Fig 2).

Elektroniskt styrda elektromagneter (1) är fästa vid metallens "kjol" på varje bil. De interagerar med magneter på undersidan av en speciell järnväg (2), som ett resultat av vilket tåget hänger över skenan. Andra magneter ger lateral inriktning. Längs vägen lade lindningen (3), som skapar ett magnetfält, vilket leder tåget i rörelse (linjär motor).

3. Åtgärdsprincipen

Principen om tåg på magnetisk suspension är följande fysiska fenomen och lagar:

fenomen och lagen om elektromagnetisk induktion M. Faraday

lenza

bio-Savara Laplace Law

År 1831 öppnade den engelska fysiker Michael Faraday elektromagnetisk induktionslag, Varigenom Ändra magnetflödet inuti den ledande kretsen exciterar den elektriska strömmen i denna krets även i frånvaro av en strömkälla i kretsen. Frågan som lämnas av Faraday, den ryska fysiker Emily Christianovich Lenz bestämde sig snart om induktionsströmens riktning.

Tänk på en sluten cirkulär ledande krets utan ett anslutet batteri eller annan strömkälla, där nordpolen börjar komma in i en magnet. Detta kommer att leda till en ökning av det magnetiska flödet som passerar genom konturen, och enligt Faraday-lagen kommer en inducerad ström att visas i kretsen. Denna nuvarande, i sin tur, enligt Bio-Savara lag, kommer att generera ett magnetfält, vars egenskaper inte skiljer sig från egenskaperna hos det normala magnetfältet med norra och södra polerna. Lenza lyckades bara ta reda på att den inducerade strömmen kommer att riktas på ett sådant sätt att den norra polen av det genererade magnetfältet som genereras kommer att orienteras mot den rörliga magnetens nordpol. Sedan mellan två norra poler Magneter verkar med styrkan hos ömsesidig repulsion, induktionsström inducerad i kretsen flyter exakt i den här riktningen, vilket motverkar införandet av en magnet i konturen. Och det här är bara ett speciellt fall, och i den generaliserade formuleringen anger Lenza-regeln att induktionsströmmen alltid är riktad mot motverka orsaken.

Lenza Rule används bara i tåget på den magnetiska kudden. Under botten av bilen är sådana tågmonterade kraftfulla magneter belägna i centimeter från stålduk (bild 3). När du flyttar tåget förändras den magnetiska strömmen som passerar genom canvas kontur, ständigt, och det uppstår starkt induktion Toki., Vilket skapar ett kraftfullt magnetfält som avmanar tågets magnetiska suspension (på samma sätt som repulsionskraften uppstår mellan kretsen och magneten i det ovan beskrivna experimentet). Denna kraft är så stor att genom att skriva lite fart, bryter tåget bokstavligen bort från duken i flera centimeter och flugor i själva verket genom luften.

Kompositionen är avvisad på grund av repulsionen av samma poler av magneter och tvärtom lockar olika poler. Tågen av transappretståget (fig 1) applicerade ett oväntat magnetiskt upphängningsschema. De använde inte repulsion av samma poler, men lockade varierade. Flytta lasten över magneten är lätt (det här systemet är stabilt) och under magneten - nästan omöjligt. Men om du tar en kontrollerad elektromagnet ändras situationen. Styrsystemet behåller storleken på gapet mellan magneterna konstant i flera millimeter (fig 3). Med en ökning av gapet ökar systemet nuvarande styrka i bärarmagneter och därmed "drar upp" bilen; Med en minskning reduceras nuvarande styrkor, och gapet ökar. Schemat har två allvarliga fördelar. Rese magnetiska element är skyddade mot väderpåverkan, och deras fält är betydligt svagare på grund av det lilla gapet mellan vägen och kompositionen; Det kräver strömmar med mycket lägre styrka. Följaktligen visar sig tåget av en sådan design att vara mycket mer ekonomiskt.

Tågrörelse framåt linjär motor. En sådan motor har en rotor och en stator sträckt in i remsan (i den vanliga elektromotorn vrids de i ringarna). Statorlindningen är aktiverad, vilket skapar ett löpande magnetfält. Statoren, förstärkt på lokomotivet, dras in i detta fält och förflyttar hela kompositionen (fig 4, 5). . Nyckelelementet i tekniken är förändringen av poler på elektromagneter genom att alternera tillförseln och avlägsnande av strömmen med en frekvens av 4000 gånger per sekund. Klyftan mellan statoren och rotorn bör inte överstiga fem millimeter. Det är svårt att uppnå på grund av karaktäristiken för monorailväger, med undantag för vägar med en sidospension, dirigering av bilar under körning, speciellt när du vrider varv. Därför är den perfekta spårinfrastrukturen nödvändig.

Stabiliteten hos systemet tillhandahålls av automatisk strömkontroll i magnetiseringslindningar: Sensorerna mäter ständigt avståndet från tåget till banan och ändrar följaktligen spänningen på elektromagneter (fig 3). UltraFast Control Systems Styr gapet mellan vägen och tåget.

men
Fikon. 4. Magnetisk suspensionstrafikprincip (EMS-teknik)

Den enda bromskraften är kraften av aerodynamisk motstånd.

Så, kartan över tåget på en magnetisk suspension: bärande elektromagneter är installerade under bilen och på skenan - spolarna i den linjära elmotorn. När de interagerar är det en kraft som lyfter vagnen över vägen och drar den framåt. Strömmen för strömmen i lindningarna ändras kontinuerligt, byter magnetfält när tåget rör sig.

Lagermagneter matar från ombordbatterier (bild 4), som laddas vid varje station. Strömmen på den linjära elmotorn som accelererar tåget till flyghastigheter levereras endast på den plats där tåget går (fig 6 a). Ett tillräckligt starkt magnetiskt fält av kompositionen kommer att skada strömmen i reseindningar, och de i sin tur - för att skapa ett magnetfält.

Fikon. 6. Och principen om rörelse av tåget på den magnetiska kudden

Där, där tåget ökar hastigheten eller är i berget, levereras energin med större kraft. Om du behöver sakta ner eller åka i motsatt riktning, ändras magnetfältet vektorn.

Kolla in videofraser " Elektromagnetisk induktionslag», « Elektromagnetisk induktion» « Faraday erfarenheter».

Fikon. 6. B Personal från videofraser "Lag av elektromagnetisk induktion", "elektromagnetisk induktion" "Faradays experiment."