Андрей Смирнов
Время чтения: ~22 мин.
Просмотров: 2

Магнитные железные дороги в китае

Реализация

M-Bahn в Берлине

Это первая система Маглев, которая была построена в 1980 году. Дорога имеет длину в 1.6 км и соединяет между собою три станции. Запуск этой дороги состоялся 28 августа 1989 года. На протяжении 9 лет длились испытания. Из-за того, что магнитная дорога перекрывала важный участок метро ее, демонтировали в 31 июля 1991 года.

Бирмингем

Это не скоростной Маглев-челнок. Он ходил от Бирмингемского аэропорта до ближайшей железнодорожной станции с 1984 по 1995 год. Длина трассы составляла всего 600 метров, а высота подвеса 1.5 см. Дорога проработала на протяжении 10 лет. После этого была закрыта по жалобам пассажиров.

Шанхай

Немецкую компанию Transrapid совершенно не отпугнула первая неудача в Берлине. Дочерние предприятия Siemens AG и ThyssenKrup не отказывались от разработки магнитной железной дороги. В результате длительной работы компании получили заказ от китайского правительства на строительство высокоскоростной трассы от Шанхайского аэропорта Пудун до Шанхая.

Высокоскоростной Маглев в Шанхае

Эта дорога была открыта в 2002 году и ее продолжительность составила 30 км. В будущем правительство планирует ее удлинить до старого аэропорта Хунцяо и далее на юго-запад Ханчжоу. После этого ее продолжительность составит 175 километров.

Япония

В Японии испытывается дорога, которая расположилась в окрестностях префектуры Яманаси. Ее строительство происходило по технологии JR-Maglev. В процессе проведения испытаний MLX01-901 с пассажирами удалось добиться скорости в 581 км/час.

К открытию выставки EXPO 2005 в эксплуатацию также была введена еще одна новая трасса, которая имеет протяжность в 9 км и состоит из 9 станций. Поезда, которые работают на этой линии изготовлены компанией Chubu HSST Developmtnt Corp.

Все только начинается

Сегодня можно сказать, что в отношении магнитопланов преждевременно ликовать, но и рано ставить точку. То, что было создано в этом направлении в ХХ веке, можно смело считать лишь предысторией магнитной левитации. Открытие высокотемпературной сверхпроводимости, развитие массового производства магнитотвердых ферритов, удешевление цифровых технологий для систем управления и силовой полупроводниковой электроники — все это может в будущем значительно изменить наши представления о магнитопланах и их месте среди других видов транспорта. Самые интересные находки, самые удивительные изобретения, самые необычайные плоды инженерной мысли еще впереди.

Автор выражает искреннюю признательность Виталию Лисову, Константину Рогачеву и Александру Искандерову за любезно предоставленные снимки отечественных аппаратов на магнитной подвеске.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика»
(№7, Июль 2005).

Все с нуля

Разрабатывая серию ТП, инженеры всё, по сути, делали «с нуля». Выбирали параметры взаимодействия магнитов вагона и пути, затем взялись за электромагнитную подвеску — работали над оптимизацией магнитных потоков, динамикой движения и т. д. Основным достижением разработчиков можно назвать созданные ими так называемые магнитные лыжи, способные компенсировать неровности пути и обеспечить комфортную динамику движения вагона с пассажирами. Адаптация к неровностям реализовывалась с помощью небольших по размеру электромагнитов, связанных шарнирами в нечто подобное цепям. Схема была сложной, но значительно более надежной и работоспособной, чем при жестко закрепленных магнитах. Контроль за системой осуществлялся благодаря датчикам зазора, которые отслеживали неровности пути и давали команды силовому преобразователю, уменьшавшему или увеличивающему ток в конкретном электромагните, а значит, и подъемную силу.


ТП-01, первый советский маглев, 1979 год. Здесь вагон стоит ещё не в Раменском, а на коротком, 36-метровом участке пути, построенном на полигоне завода «Газстроймашина». В том же году первый подобный вагон продемонстрировали немцы — советские инженеры шли в ногу со временем.

Именно эта схема и была опробована на ТП-05 — единственном построенном в рамках программы вагоне «второго направления», с электромагнитным подвесом. Работу над вагоном вели очень быстро — его алюминиевый корпус, например, сделали буквально за три месяца. Первые испытания ТП-05 прошли в 1986 году. Он весил 18 т, вмещал 18 человек, остальная часть вагона была занята испытательным оборудованием. Предполагалось, что первая дорога с использованием таких вагонов на практике будет построена в Армении (из Еревана в Абовян, 16 км). Скорость должны были довести до 180 км/ч, вместимость — до 64 человек на вагон. Но вторая половина 1980-х внесла свои коррективы в радужное будущее советского маглева. В Британии к тому времени уже запустили первую постоянную систему на магнитной подушке, мы могли бы догнать англичан, если бы не политические перипетии. Другой причиной свертывания проекта стало землетрясение в Армении, приведшее к резкому сокращению финансирования.


Проект В250 — скоростной маглев «Москва — Шереметьево». Аэродинамика была разработана в ОКБ Яковлева, причём были изготовлены полноразмерные макеты сегмента с креслами и кабины. Расчётная скорость — 250 км/ч — была отражена в индексе проекта. К сожалению, в 1993 году амбициозная идея разбилась об отсутствие финансирования.

Суперпоезд рейха

После Первой мировой войны Борис Вейнберг занялся более прозаическими вещами — исследованиями земного магнетизма, движения арктических льдов, а также созданием гелиоустановок. Увлекся другими работами и Эмиль Башеле. Задачи, на которые были нацелены их проекты, были решены другими, менее экзотическими способами. Проблемы быстрой доставки почты решили авиакомпании, а потребность в быстрых пассажирских перевозках была удовлетворена поездами на паровой и дизельной тяге, развивавшими в США уже в то время скорости до 200 км/ч. В СССР же выявились другие, менее дорогостоящие способы сокращения ручного труда на «железке»: реконструкция тяги, внедрение автотормозов и автосцепки, централизованная сигнализация.

Эмиль Башеле продолжал различные исследования на Академической улице в Покипси вплоть до своей кончины в возрасте 83 лет. За четыре года до этого ушел из жизни Борис Вейнберг — он умер от истощения сил в блокадном Ленинграде.

Вслед за Башеле и Вейнбергом дело создания магнитопланов в 1922 году подхватил немецкий ученый Герман Кемпер, который получил в 1934 году патент на свой вариант технического решения. Магнитоплан Кемпера в этом патенте внешне напоминал дорогу Вейнберга — это был металлический закрытый снаряд, перемещавшийся в трубе. С 1939 по 1943 годы в рейхе работали над практическим созданием такого суперпоезда. Однако из-за войны идея не была доведена до конца. Первая модель для практической демонстрации была представлена Кемпером лишь в 1953 году, но мировой сенсацией тогда не стала.

Разрабатываемая технология

Третьей системой, которая в настоящее время существует лишь на бумаге, является использование в варианте EDS постоянных магнитов, которые для активации не нуждаются в подаче энергии. Еще совсем недавно считалось, что это невозможно. Исследователи полагали, что у постоянных магнитов нет такой силы, которая способна вызвать левитацию поезда. Однако этой проблемы удалось избежать. Для ее решения магниты поместили в «массив Хальбаха». Подобное расположение приводит к созданию магнитного поля не под массивом, а над ним. Это способствует поддержанию левитации состава даже на скорости около пяти километров в час.

Поколение NEXT: возвращение королей?

Кризис электромагнитной подвески заставил ученых вновь обратить внимание на те ее системы, которые раньше были признаны неперспективными. Первая их них — электродинамическая подвеска со сверхпроводящими магнитами, которую исследовали на опытном кольце в Эрлангене с 1972 по 1977 год

В такой подвеске подъемная сила растет со скоростью движения, так что при скорости 500−600 км/ч зазор в подвеске может достигнуть 200 миллиметров; при малых же скоростях (менее 100 км/ч) аппарат «приземляется» на колеса, как самолет. Это очень выгодно для высокоскоростного движения, так как обеспечивает безопасность при наличии неровностей пути

Первая их них — электродинамическая подвеска со сверхпроводящими магнитами, которую исследовали на опытном кольце в Эрлангене с 1972 по 1977 год. В такой подвеске подъемная сила растет со скоростью движения, так что при скорости 500−600 км/ч зазор в подвеске может достигнуть 200 миллиметров; при малых же скоростях (менее 100 км/ч) аппарат «приземляется» на колеса, как самолет. Это очень выгодно для высокоскоростного движения, так как обеспечивает безопасность при наличии неровностей пути.

Сейчас наиболее известны работы с электродинамической подвеской, проводимые в Японии на опытном полигоне в Яманаши, где была достигнута скорость около 600 км/ч, а также проект Maglev 2000 (США). Но мало кто знает, что данным направлением также занимались и в СССР. Опытные установки были построены в МИИТ и ЛИИЖТ. После начала промышленного кризиса работы продолжались и при перекрытом финансировании.

Еще один путь, считавшийся почти безнадежным, — использовать для подвески поездов постоянные магниты. В принципе такая система очень хороша для городского и пригородного транспорта: пути и ходовая часть экипажа не изнашиваются, переменные магнитные поля значительно ниже, сама система предельно проста — вагон висит в воздухе без всякой автоматики и подачи электроэнергии и упадет, если только разломать путь. Однако для реализации сколь-нибудь существенной грузоподъемности требовалось столько дорогих магнитов, что проект становился бессмысленным.

Тем не менее в 1980-х годах в СССР было сделано «принципиально невозможное» — построены и успешно испытаны дороги на постоянных магнитах. Правда, не для пассажиров, а для нужд индустрии.

Отечественный ученый Александр Искандеров нашел простое и остроумное решение — установить магниты так, чтобы они работали не «в лоб», а «на сдвиг» — так усилие подвески меньше менялось при увеличении зазора, и при отклонениях экипажа в любую сторону он возвращался обратно. В 1987 году в Орехово-Зуево был построен опытный 250-метровый путь, по которому в течение трех лет гоняли шеститонный состав со щебнем со скоростью 11 км/ч. Смысл применения столь необычного устройства в карьерах был в том, что магнитные силовые линии в отличие от колес и подшипников никогда не изнашиваются, да и энергии на привод требовалось в пять раз меньше. И немудрено — сопротивление движению такого экипажа в 20 раз меньше, чем рельсового поезда.

Грузоподъемность системы была доведена до 500 кг на погонный метр пути. А значит, стало возможным возить и пассажиров. Действительно, были созданы два проекта — для ВДНХ и для зоопарка в Ташкенте, но, к сожалению, оба они были остановлены с началом промышленного кризиса в распавшемся СССР. В дальнейшем Искандеров продолжил свои работы в НПЦ «Магнит».

Наиболее серьёзные аварии

  • Было два инцидента, связанных с пожарами. Японский испытательный поезд MLU002, действовавший в Миядзаки, был полностью уничтожен в результате пожара в 1991 году.
  • 11 августа 2006 года в 14:20, вскоре после отправления со станции шанхайского метро Лунъян Лу (龙阳路long yang lu), произошло возгорание батареи в шанхайском экспрессе, построенном компанией Transrapid. Была произведена эвакуация пассажиров, на место прибыли пожарные подразделения и к 15:40 пожар был ликвидирован, жертв и пострадавших нет. В результате проведённого расследования было выяснено, что причиной была неполадка в электрических системах маглева, возникшая в установленном на борту батарейном модуле.
  • 22 сентября 2006 года на испытательном полигоне компании Transrapid в Эмсланде (Германия) из-за сбоя в сигнализации произошло серьёзное крушение поездов — маглев Transrapid 08 на скорости около 170 километров в час врезался в вагон ремонтной службы, в результате инцидента 21 человек погиб и 10 были серьёзно ранены. После почти годичного расследования причиной аварии была названа человеческая ошибка, вину возложили на трёх сотрудников Transrapid.

Зачем нужен маглев

Разработку транспортных систем, работающих на принципе магнитной левитации, можно разделить на три направления. Первое — это машины с расчетной скоростью до 100 км/ч; в таком случае наиболее оптимальной является схема с левитационными электромагнитами. Второе — это пригородный транспорт со скоростями 100−400 км/ч; здесь целесообразнее всего использовать полноценный электромагнитный подвес с системами боковой стабилизации. И наконец, самая «модная», если так можно выразиться, тенденция — поезда дальнего сообщения, способные разгоняться до 500 км/ч и выше. В этом случае подвеска должна быть электродинамической, на сверхпроводящих магнитах.

ТП-01 относился к первому направлению и испытывался на полигоне вплоть до середины 1980 года. Масса его составляла 12 т, длина — 9 м, а вмещал он 20 человек; зазор подвеса при этом был минимален — всего 10 мм. За ТП-01 последовали новые градации испытательных машин — ТП-02 и ТП-03, путь удлинили до 850 м, потом появился вагон-лаборатория ТП-04, предназначенный для исследования работы линейного тягового электропривода. Будущее советских маглевов казалось безоблачным, тем более что в мире, помимо Раменского, существовало всего два подобных полигона — в Германии и Японии.


Раньше ТП-05 был симметричным и мог двигаться как вперёд, так и назад; пульты управления и лобовые стёкла были с обеих его сторон. Сегодня пульт сохранился только со стороны цеха — второй демонтировали за ненадобностью.

Принцип работы левитирующего поезда относительно прост. Состав не касается рельса, находясь в состоянии парения, — работает взаимное притяжение или отталкивание магнитов. Проще говоря, вагоны висят над плоскостью пути благодаря вертикально направленным силам магнитной левитации, а от боковых кренов удерживаются с помощью аналогичных сил, направленных горизонтально. При отсутствии трения о рельс единственной «преградой» для движения становится аэродинамическое сопротивление — многотонный вагон теоретически может сдвинуть с места даже ребенок. В движение поезд приводится линейным асинхронным двигателем, аналогичным тому, что работает, например, на московском монорельсе (к слову, этот двигатель разработан как раз ОАО ИНЦ «ТЭМП»). Подобный двигатель имеет две части — первичная (индуктор) установлена под вагоном, вторичная (реактивная шина) — на путях. Электромагнитное поле, создаваемое индуктором, взаимодействует с шиной, двигая поезд вперед.

К преимуществам маглева в первую очередь относится отсутствие иного сопротивления, кроме аэродинамического. Кроме того, минимален износ оборудования из-за незначительного количества подвижных элементов системы в сравнении с классическими поездами. К недостаткам — сложность и дороговизна путей. Например, одной из проблем является безопасность: маглев нужно «поднимать» на эстакаду, а если есть эстакада, значит, необходимо продумать возможность эвакуации пассажиров в случае экстренной ситуации. Впрочем, вагон ТП-05 планировался к эксплуатации на скоростях до 100 км/ч и имел относительно недорогую и технологичную путевую структуру.


1980-е. Инженер ВНИИПИ-транспрогресс работает за ЭВМ. Оборудование цеха на то время было самым современным — финансирование программы «Высокоскоростной экологически чистый транспорт» осуществлялось без серьёзных сбоев даже в перестроечные времена.

Credits

New World Encyclopedia writers and editors rewrote and completed the Wikipedia article
in accordance with New World Encyclopedia standards. This article abides by terms of the Creative Commons CC-by-sa 3.0 License (CC-by-sa), which may be used and disseminated with proper attribution. Credit is due under the terms of this license that can reference both the New World Encyclopedia contributors and the selfless volunteer contributors of the Wikimedia Foundation. To cite this article click here for a list of acceptable citing formats.The history of earlier contributions by wikipedians is accessible to researchers here:

Maglev train  history

The history of this article since it was imported to New World Encyclopedia:

History of «Maglev train»

Note: Some restrictions may apply to use of individual images which are separately licensed.

Технология

На данный момент существует 3 основных технологии магнитного подвеса поездов:

  1. На сверхпроводящих магнитах (электродинамическая подвеска, EDS)
  2. На электромагнитах (электромагнитная подвеска, EMS)
  3. На постоянных магнитах; это новая и потенциально самая экономичная системa.

Состав левитирует за счёт отталкивания одинаковых магнитных полюсов и, наоборот, притягивания противоположных полюсов. Движение осуществляется линейным двигателем, расположенным либо на поезде, либо на пути, либо и там, и там. Серьёзной проблемой проектирования является большой вес достаточно мощных магнитов, поскольку требуется сильное магнитное поле для поддержания в воздухе массивного состава.

Наиболее активные разработки маглева ведут Германия, Япония, Китай, и Южная Корея.

Поездка в поезде Transrapid по маршруту Шанхай — Аэропорт Пудун — Шанхай. Виды из салона и кабины поезда

Достоинства

  • Самая высокая скорость из всех видов общественного наземного транспорта.
  • Достаточно низкое потребление электроэнергии (энергия у маглева расходуется в три раза эффективнее, чем у автомобиля и в пять раз — чем у самолёта).
  • Снижение эксплуатационных затрат в связи со значительным уменьшением трения деталей.
  • Огромные перспективы по достижению скоростей, многократно превышающих скорости, используемые в реактивной авиации при уменьшении аэродинамического сопротивления путём помещения состава в вакуумный тоннель. В связи с этим прорабатываются проекты по использованию магнитных ускорителей в качестве средства вывода полезной нагрузки в космос.
  • Низкий шум.
  • КПД данного поезда выше в сравнении с КПД современных поездов[источник не указан 1111 дней].

Недостатки

  • Высокая стоимость создания и обслуживания колеи (стоимость постройки одного километра маглев-колеи сопоставима с проходкой километра тоннеля метро закрытым способом).
  • Рельсовые пути стандартной ширины, перестроенные под скоростное движение, остаются доступными для обычных пассажирских и пригородных поездов. Путь маглева ни для чего другого не пригоден; потребуются дополнительные пути для низкоскоростного сообщения.
  • Электромагнитное загрязнение. А также не нашедший на данный момент подтверждения, который гипотетически мог бы негативно воздействовать на окружающую среду и здоровье людей. Возможны помехи в работе электроприборов.

Pros and cons of maglev vs. conventional trains

Due to the lack of physical contact between the track and the vehicle, there is no rolling friction, leaving only air resistance (although maglev trains also experience electromagnetic drag, this is relatively small at high speeds).

Maglevs can handle high volumes of passengers per hour (comparable to airports or eight-lane highways) and do it without introducing air pollution along the right of way. Of course, the electricity has to be generated somewhere, so the overall environmental impact of a maglev system is dependent on the nature of the grid power source.

The weight of the large electromagnets in EMS and EDS designs is a major design issue. A very strong magnetic field is required to levitate a massive train. For this reason one research path is using superconductors to improve the efficiency of the electromagnets.

The high speed of some maglev trains translates to more sound due to air displacement, which gets louder as the trains go faster. A study found that high speed maglev trains are 5dB noisier than traditional trains.At low speeds, however, maglev trains are nearly silent.

Поезд на магнитной подушке, летающий поезд, маглев.

Технология находится в процессе разработки!

Поезд на магнитной подушке – летающий поезд, магнитоплан или маглев – это поезд, удерживаемый над полотном дороги, движимый и управляемый силой электромагнитного либо магнитного поля.

Описание:

Поезд на магнитной подушке – летающий поезд, магнитоплан или маглев (от англ. magnetic levitation – «магнитная левитация») – это поезд, удерживаемый над полотном дороги, движимый и управляемый силой электромагнитноголибо магнитного поля.

В отличие от традиционных железнодорожных поездов, в процессе движения маглев не касается поверхности рельса. Поэтому скорость данного транспорта может быть сопоставима со скоростью самолета. На сегодняшний день максимальная скорость такого поезда – 581 км/ч (Япония).

Поезд на электромагнитной подвеске (EMS) :

Электромагнитная подвеска (EMS) позволяет поезду левитировать, используя электромагнитное поле с изменяющейся по времени силой. Система представляет собой путь, сделанный из проводника и систему электромагнитов, установленных на поезде.

– магнитные поля внутри и снаружи транспортного средства меньше, чем у системы EDS,

– экономически выгодная реализуемая и доступная технология,

– высокие скорости (500 км/ч),

– нет нужды в дополнительных системах подвески.

– нестабильность: требуется постоянный контроль и корректировка колебания магнитного поля путей и состава,

– процесс выравнивания по допускам внешними средствами может привести к нежелательной вибрации.

Поезд на электродинамической подвеске (EDS):

Система на электродинамической подвеске (EDS) создает левитацию изменяющимся магнитным полем в путях и поля, создаваемого магнитами на борту состава поезда.

– развитие сверхбольших скоростей (603 км/ч) и способность выдерживать большие нагрузки.

–  невозможность левитировать на низких скоростях, необходимость в большой скорости, чтобы была достаточно отталкивающая сила хотя бы для удержания на весу поезда (поэтому подобные поезда используют колеса),

– сильное магнитное излучение вредно и небезопасно для пассажиров со слабым здоровьем и с кардиостимуляторами, для магнитных носителей данных.

Системы магнитной левитации поезда на постоянных магнитах Inductrack:

В настоящее время актуальной к воплощению является система на постоянных магнитах Inductrack, которая является разновидностью системы EDS.

– потенциально самая экономичная система,

– низкая мощность для активации магнитов,

– магнитное поле локализовано ниже вагона,

– поле левитации генерируется уже при скорости 5 км/ч,

– при сбое питания вагоны останавливаются безопасно,

– множество постоянных магнитов может оказаться более эффективным, чем электромагниты.

– требуются колеса или специальный сегмент пути, поддерживающий поезд при его остановке.

Система RusMaglev:

Левитация RusMaglev является российской разработкой. Левитация создается постоянными магнитами (неодим-железо-бор) на борту состава поезда. Пути выполнены из алюминия. Система не требует абсолютно никакого подвода электричества.

– экономичнее высокоскоростной магистрали,

– не требуется электричества,

– высокие скорости – более 400 км/ч,

– поезд левитирует при нулевой скорости,

– перевозка грузов в 2 раза дешевле, чем перевозка грузов по существующей железной дороге. 

Примечание: Фото https://www.pexels.com

карта сайта

маглев поезд на магнитной подушке принцип работы видео китай скорость шанхай устройство сссряпонские китайские поезда на магнитной подушке в японии в россии китай в шанхае в москве игрушкаскорость поездов на магнитной подушкемаглев скоростной поезд на магнитной подушкесон летающий поезд мультик франция сканворд dahir insaatлетают ли поезда песняпоезд который умеет летатьлетающие поезда будущего в россии в японииконцепция летающего поездаскачать музыку летать поездашанхайский маглев поезд шанхай расписание скорость 2018 видео япония в россииветрогенератор маглев схема википедия время работы стоимость китаймодель маглеварусский российский японский технология маглев линия цена купить оренбургсколько стоит прокладка маглев колеи

Коэффициент востребованности
505

Electromagnetic suspension (EMS) and electrodynamic suspension (EDS)

Two types of maglevs are in service. Electromagnetic suspension (EMS) uses the attractive force between magnets present on the train’s sides and underside and on the guideway to levitate the train. A variation on EMS, called Transrapid, employs an electromagnet to lift the train off the guideway. The attraction from magnets present on the underside of the vehicle that wrap around the iron rails of the guideway keep the train about 1.3 cm (0.5 inch) above the guideway.

Electrodynamic suspension (EDS) systems are similar to EMS in several respects, but the magnets are used to repel the train from the guideway rather than attract them. These magnets are supercooled and superconducting and have the ability to conduct electricity for a short time after power has been cut. (In EMS systems a loss of power shuts down the electromagnets.) Also, unlike EMS, the charge of the magnetized coils of the guideway in EDS systems repels the charge of magnets on the undercarriage of the train so that it levitates higher (typically in the range of 1–10 cm ) above the guideway. EDS trains are slow to lift off, so they have wheels that must be deployed below approximately 100 km (62 miles) per hour. Once levitated, however, the train is moved forward by propulsion provided by the guideway coils, which are constantly changing polarity owing to alternating electrical current that powers the system.

Get exclusive access to content from our 1768 First Edition with your subscription.
Subscribe today

Maglevs eliminate a key source of friction—that of train wheels on the rails—although they must still overcome air resistance. This lack of friction means that they can reach higher speeds than conventional trains. At present maglev technology has produced trains that can travel in excess of 500 km (310 miles) per hour. This speed is twice as fast as a conventional commuter train and comparable to the TGV (Train à Grande Vitesse) in use in France, which travels between 300 and 320 km (186 and 199 miles) per hour. Because of air resistance, however, maglevs are only slightly more energy efficient than conventional trains.

Technology

There are two primary types of maglev technology:

  • electromagnetic suspension (EMS) uses the attractive magnetic force of a magnet beneath a rail to lift the train up.
  • electrodynamic suspension (EDS) uses a repulsive force between two magnetic fields to push the train away from the rail.

Electromagnetic suspension

In current EMS systems, the train levitates above a steel rail while electromagnets, attached to the train, are oriented toward the rail from below. The electromagnets use feedback control to maintain a train at a constant distance from the track.

Electrodynamic suspension

EDS Maglev Propulsion via propulsion coils

In Electrodynamic suspension (EDS), both the rail and the train exert a magnetic field, and the train is levitated by the repulsive force between these magnetic fields. The magnetic field in the train is produced by either electromagnets (as in JR-Maglev) or by an array of permanent magnets (as in Inductrack). The repulsive force in the track is created by an induced magnetic field in wires or other conducting strips in the track.

At slow speeds, the current induced in these coils and the resultant magnetic flux is not large enough to support the weight of the train. For this reason the train must have wheels or some other form of landing gear to support the train until it reaches a speed that can sustain levitation.

Propulsion coils on the guideway are used to exert a force on the magnets in the train and make the train move forwards. The propulsion coils that exert a force on the train are effectively a linear motor: An alternating current flowing through the coils generates a continuously varying magnetic field that moves forward along the track. The frequency of the alternating current is synchronized to match the speed of the train. The offset between the field exerted by magnets on the train and the applied field create a force moving the train forward.

Each implementation of the magnetic levitation principle for train-type travel involves advantages and disadvantages. Time will tell as to which principle, and whose implementation, wins out commercially.

Основные части (устройство) и их назначение

Существуют
разные технологические решения в
разработке данной конструкции (см. п.6).
Рассмотрим принцип действия магнитной
подушки поезда «Трансрапид» на
электромагнитах (электромагнитная
подвеска, EMS
)
(рис. 2).

Электронно-управляемые
электромагниты (1) прикреплены к
металлической «юбке» каждого вагона.
Они взаимодействуют с магнитами на
нижней стороне специального рельса
(2), в результате чего поезд зависает над
рельсом. Другие магниты обеспечивают
боковое выравнивание. Вдоль пути уложена
обмотка (3), которая создает магнитное
поле, приводящее поезд в движение
(линейный двигатель).

Рис.
2. Устройство магнитной подушки поезда
«Трансрапид» (технология
EMS)

История становления

Первые страницы истории маглев были заполнены рядами патентов, полученных в начале XX века в разных странах. Еще в 1902 году патентом на конструкцию поезда, оснащенного линейным двигателем, отметился немецкий изобретатель Альфреда Зейден. А уже спустя четыре года Франклин Скотт Смит разработал еще один ранний прототип поезда на электромагнитном подвесе. Немного позже, в период с 1937 года по 1941 год, еще нескольких патентов относящихся к поездам, оснащенным линейными электродвигателями, получил немецкий инженер Герман Кемпер. К слову, подвижные составы Московской монорельсовой транспортной системы, построенной в 2004 г., используют для движения асинхронные линейные двигатели – это первый в мире монорельс с линейным двигателем.

Поезд Московской монорельсовой системы возле станции Телецентр

В конце 1940-х годов исследователи перешли от слова к делу. Британскому инженеру Эрику Лэйзвейту, которого многие называют «отцом маглевов», удалось разработать первый рабочий полноразмерный прототип линейного асинхронного двигателя. Позже, в 1960-х годах, он присоединился к разработке скоростного поезда Tracked Hovercraft. К сожалению, в 1973 году проект закрыли из-за нехватки средств.

Прототип поезда с линейным двигателем RTV 31 (проект Tracked Hovercraft)

В 1979 году появился первый в мире прототип поезда на магнитной подушке, лицензированный для предоставления услуг по перевозке пассажиров – Transrapid 05. Испытательный трек длиной 908 м был построен в Гамбурге и представлен в ходе выставки IVA 79. Интерес к проекту оказался настолько велик, что Transrapid 05 удалось успешно проработать еще три месяца после окончания выставки и перевезти в общей сложности около 50 тыс. пассажиров. Максимальная скорость этого поезда составляла 75 км/ч.

Система Transrapid 05 на выставке IVA 79

А первый коммерческий магнитоплан появился в 1984 году в Бирмингеме, Англия. Железнодорожная линия на магнитном подвесе соединяла терминал международного аэропорта Бирмингема и расположенную рядом железнодорожную станцию. Она успешно проработала с 1984 по 1995 год. Протяженность линии составляла всего 600 м, а высота, на которую состав с линейным асинхронным двигателем поднимался над полотном дороги – 15 миллиметров. В 2003 году на ее месте была построена система пассажирских перевозок AirRail Link на базе технологии Cable Liner.

В 1980-х годах к разработке и реализации проектов по созданию высокоскоростных поездов на магнитной подушке приступили не только в Англии и Германии, но и в Японии, Корее, Китае и США.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации