Поезда на магнитной подвеске

Поддерживаемый силами магнитного поля , поезд на магнитной подвеске летит над полотном дороги, развивая огромную скорость. Такие транспортные средства еще в процессе разработки, но уже ясно, что за ними будущее.

Введение

В поисках безопасного для окружа­ющей среды вида железнодорож­ного транспорта инженеры США, Японии, Германии, Китая и Южной Кореи ведут интенсивные работы по созданию поездов, удерживаемых в воздухе и приводимых в движение си­лами магнитного поля (поезда с маг­нитной левитацией, или, сокращенно, маглев-поезда). Отсутствие колес и, следовательно, трения позволяет тако­му поезду развивать большую ско­рость и обеспечивает плавное движе­ние без толчков и вибраций. Дополнительные преимущества поездов на магнитной подвеске пе­ред колесными высокоскоростными поездами: меньшее загрязнение ок­ружающей среды, быстрота разгона и простота технического обслужива­ния полотна дороги.

(Поезд на магнитной подвеске в Бирмингеме (Британия) соединял аэропорт с железнодорожным вокзалом. Поддерживающее его магнитное поле создавалось в центральном «рельсе». В 1995 г. из-за низкой устойчивости он потерпел аварию.)

Электродинамический принцип движения

Существуют два основных типа поез­дов на магнитной подвеске, в которых используются различные технические решения: в одном применяются прин­ципы электродинамики, а в другом -электромагнетизма. Электродинами­ческий поезд на магнитной подвеске изобрели в США в 19б0-е гг. инженер-атомщик Джеймс Пауэлл и физик Гор­дон Данби. Их идея вызвала интерес и получила развитие в США и Японии. В Америке летящий над рельсами по­езд был построен компанией «Грум-ман» и проверен в испытательном центре Министерства транспорта США в г. Пуэбло (штат Колорадо). Япо­ния продвинулась в этом вопросе зна­чительно дальше: ее полномасштаб­ные экспериментальные модели се­рии MLX достигли скорости 581 км/ч. Если положить на гладкую поверх­ность магнит и поднести к одному из его полюсов одноименный полюс другого магнита, то возникающие между ними силы отталкивания при­ведут первый магнит в движение. Этот принцип используется для подъ­ема поезда над полотном и движения. В электродинамическом поезде на магнитной подвеске применяются сверхпроводящие магниты, охлажда­емые до температуры 4,2°К (-2б9°С) жидким гелием. При этом электриче­ское сопротивление обмоток магнита равнонулю и через них могут проте­кать огромные токи. Во время движе­ния сверхпроводящие магниты инду­цируют токи в расположенных внизу металлических листах и в катушках, установленных вдоль железнодорож­ного полотна. Т. к. индуцированные поля направлены противоположно полю сверхпроводящего магнита, он, отталкиваясь от металлических лис­тов, поднимает состав над полотном дороги примерно на 10 см. Поезд движется на колесах, пока не достигнет скорости, необходимой для создания достаточно сильных магнитных полей (около 200 км/ч).

Электромагнитный принцип движения

Другой принцип движения г на магнитной подвеске был реализован группой немецких компаний. В 1982 г. для разработки транспортной системы «Трансрапид» компаниями «Краусс-Маффей», «Mессершмитт-Бельков-Блом»(МББ) и  Тиссен индустри» при финансовой поддержке немецкого Министерства исследований и технологии создано совместное предприятие Электромагниты расположен в низу вагона, дно которого охват верхнюю часть Т-образной нап ющей. Когда по обмоткам электролитов течет ток , они притягиваются вверх к стальным рельсам (феррорельсам), закрепленным на направляющей, и поезд зависает на требуемой высоте. Немецкие инженеры эксперимен­тировали с полномасштабной моде­лью. Дорога для испытаний такого состава была построена в долине р. Эмс, на севере страны, где поезда достигали скорости 500 км/ч. Длина железнодорожного полотна испытательного центра в Эмсланде -31 км, включая петлю радиусом 1 км с наклоном полотна 12°. Направляю­щая с уклонами 3,5% имеет ширину 2,8 м; она установлена на А-образных опорах из напряженного бетона и стальных балок. Полотно расположе­но на высоте 5 м, длина пролетов между опорами -25 м. Действующая модель поезда в нату­ральную величину «Трансрапид-08» состоит из алюминиевого каркаса, по­крытого специальными панелями. Об­текаемая форма обеспечивает мини­мальное аэродинамическое сопротив­ление (не более 52 кН на максималь­ной скорости) и максимальную устой­чивость к воздействию бокового ветра.

(Большинство поездов на магнитной подвеске используется на маршрутах с небольшим количеством станций и пересечений. На фото: поезд в Диснейленде, быстро доставляющий посетителей из одной части парка в другую.)

Плавный ход

Для равномерного распределения статической нагрузки в «Трансра-пиде-08» используются подвески с автоматическим выравниванием уровня -и сохранением высоты. Две вагонные секции опираются на 8 те­лежек с пневматическими рессора­ми, на которых установлены подни мающие и направляющие магниты (последние стабилизируют поезд в горизонтальном направлении). В каждой секции 15 поднимающих и 12 направляющих магнитов (каж­дый длиной 3 м). Тележки вагонов оборудованы так­же антифрикционными устройства­ми для удерживания состава при вы­ключенных магнитах и бесконтакт­ной системой индукционного тор­можения из четырех автономных тормозных контуров, действующих независимо от системы электромаг­нитного привода. Магниты питаются от аккумулятор­ных батарей, которые заряжаются от линейного электрогенератора. Необ­ходимое для удерживания поезда на высоте 8 мм над полотном потреб­ление электроэнергии составляет примерно 100 кВт на одну секцию.

Основные факты

Поезд на магнитной подвеске «Трансрапид-08» Длина: 78,8 м Ширина: 3,7 м Масса: 159 т Максимальная скорость: 500 км/ч Эксплуатационная скорость: 400 км/ч Количество пассажиров: 311

См. также: открытие кислорода - история