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Trens sobre almofadas magnéticas - é o transporte do futuro? Como funciona um trem de travesseiro magnético?

Mais de duzentos anos se passaram desde aquele momento,quando a humanidade inventou as primeiras locomotivas. No entanto, até agora, o transporte terrestre ferroviário transportando passageiros e cargas pesadas com a ajuda de eletricidade e diesel é muito comum.

Vale ressaltar que todos esses anos, engenheiros-inventores trabalharam ativamente na criação de métodos alternativos de deslocamento. O resultado do seu trabalho foram trens em almofadas magnéticas.

História da Aparição

A ideia de criar trens em almofadas magnéticasativamente desenvolvido no início do século XX. No entanto, para implementar este projeto naquele momento por vários motivos e falhou. A fabricação de tal trem começou somente em 1969. Foi então no território da Alemanha que começou a colocar a pista magnética, que era passar um novo veículo, que foi posteriormente chamado de trem-maglev. Foi lançado em 1971. O primeiro trem maglev, chamado "Transrapid-02", passou pela pista magnética.

trens de travesseiros magnéticos

Interessante é o fato de que engenheiros alemãesfez um veículo alternativo com base nos registros deixados pelo cientista Hermann Kemper, que em 1934 recebeu uma patente que confirmou a invenção do magnetoplano.

"Transrapid-02" é difícil de chamar muito rápido. Ele poderia viajar a uma velocidade máxima de 90 quilômetros por hora. Low foi e sua capacidade - apenas quatro pessoas.

Em 1979criou um modelo mais avançado do maglev. Este trem, chamado "Transrapid-05", já poderia transportar sessenta e oito passageiros. Ele viajou ao longo de uma linha na cidade de Hamburgo, a extensão de 908 metros. A velocidade máxima que esse trem desenvolveu foi igual a setenta e cinco quilômetros por hora.

No mesmo 1979, outro modelo do maglev foi lançado no Japão. Foi chamado o ML-500. O trem japonês em uma almofada magnética desenvolveu velocidade a quinhentos e dezessete quilômetros por hora.

Competitividade

A velocidade que os trens podem desenvolverAlmofadas magnéticas, podem ser comparadas com a velocidade da aeronave. A este respeito, este tipo de transporte pode tornar-se um sério concorrente para as vias aéreas que operam a uma distância de milhares de quilómetros. O uso generalizado de maglevs é dificultado pelo fato de que eles não podem navegar pelas ferrovias tradicionais. Trens em almofadas magnéticas precisam construir rodovias especiais. E isso requer grandes investimentos de capital. Acredita-se também que o campo magnético criado para maglevs pode afetar adversamente o corpo humano, o que afetará negativamente a saúde do motorista e moradores de regiões localizadas perto de tal rota.

Princípio de operação

Trens em almofadas magnéticas sãoum tipo especial de transporte. Durante o movimento, o maglev como se estivesse pairando sobre a ferrovia sem tocá-lo. Isto é devido ao fato de que o veículo é controlado pela força do campo magnético criado artificialmente. Durante o movimento do maglev não há atrito. A força de frenagem neste caso é o arrasto aerodinâmico.

Trem de coxim magnético japonês

Como isso funciona? Sabemos das propriedades básicas dos ímãs de cada uma das lições da física da sexta classe. Se dois imãs são trazidos uns aos outros pelos pólos norte, então eles vão repelir. Um chamado colchão magnético é criado. Ao conectar diferentes pólos, os ímãs serão atraídos um pelo outro. Esse princípio bastante simples é subjacente ao movimento do trem maglev, que literalmente desliza pelo ar a uma pequena distância dos trilhos.

Atualmente, duas tecnologias já foram desenvolvidas, com a ajuda das quais uma almofada ou suspensão magnética é ativada. O terceiro é experimental e existe apenas no papel.

Suspensão eletromagnética

Essa tecnologia é chamada de EMS. É baseado na força do campo eletromagnético, mudando no tempo. Causa levitação (elevação no ar) do maglev. Para o movimento do trem, neste caso, é necessário ter trilhos, que são feitos de um condutor (geralmente de metal). Esta operação do sistema é semelhante a uma via férrea comum. No entanto, no trem, em vez de conjuntos de rodas, os ímãs de suporte e guia são instalados. Eles são colocados paralelamente aos estatores ferromagnéticos localizados ao longo da borda da teia em forma de T.

almofada magnética

A principal desvantagem da tecnologia EMS éA necessidade de controlar a distância entre o estator e os ímãs. E isso apesar do fato de que depende de muitos fatores, incluindo a natureza não constante da interação eletromagnética. Para evitar a parada repentina do trem, são instaladas baterias especiais. Eles são capazes de recarregar os geradores lineares embutidos nos ímãs de referência e, portanto, longos o suficiente para suportar o processo de levitação.

A frenagem de trens criados com base na tecnologiaEMS, fornece motor linear síncrono de baixa aceleração. É representado por ímãs de suporte, bem como por um leito sobre o qual o maglev se eleva. A velocidade e o rascunho da composição podem ser controlados alterando a frequência e a intensidade da corrente alternada gerada. Para retardar o curso, basta mudar a direção das ondas magnéticas.

Suspensão eletrodinâmica

Existe uma tecnologia em que o movimentoO maglev ocorre quando dois campos interagem. Um deles é criado no forro da rodovia e o segundo - a bordo do trem. Essa tecnologia é chamada de EDS. É baseado no trem japonês em um travesseiro magnético JR-Maglev.

trem maglev

Este sistema possui algumas diferenças em relação ao EMS, onde são usados ​​ímãs convencionais, aos quais as bobinas são fornecidas com corrente elétrica somente quando a energia é aplicada.

A tecnologia EDS implica uma permanentefornecimento de eletricidade. Isso ocorre mesmo se a fonte de alimentação estiver desconectada. Nas bobinas desse sistema, o resfriamento criogênico é instalado, o que economiza uma quantidade considerável de eletricidade.

Vantagens e desvantagens da tecnologia EDS

O lado positivo do sistema trabalhandosuspensão eletrodinâmica, é a sua estabilidade. Mesmo uma ligeira redução ou aumento na distância entre os ímãs e a teia é controlada pelas forças de repulsão e atração. Isso permite que o sistema permaneça em um estado inalterado. Com essa tecnologia, não há necessidade de instalar componentes eletrônicos para monitoramento. Nenhum dispositivo é necessário para ajustar a distância entre o pano e os ímãs.

A tecnologia EDS tem algumas desvantagens. Assim, a força, suficiente para a levitação da composição, pode surgir apenas em alta velocidade. É por isso que os maglevs estão equipados com rodas. Eles garantem seu movimento a uma velocidade de até 100 quilômetros por hora. Outra desvantagem desta tecnologia é a força de atrito que ocorre na traseira e na frente dos ímanes repelentes a baixa velocidade.

Por causa do forte campo magnético na seção,destinado aos passageiros, é necessário instalar uma proteção especial. Caso contrário, uma pessoa com um estimulante cardíaco eletrônico é proibida de viajar. A proteção também é necessária para mídia magnética (cartões de crédito e HDD).

Tecnologia desenvolvida

O terceiro sistema, que é atualmenteexiste apenas no papel, é o uso na versão EDS de ímãs permanentes, que para ativação não precisa de energia. Até recentemente, pensava-se que isso era impossível. Os pesquisadores acreditavam que os ímãs permanentes não têm o tipo de energia que pode causar a levitação de um trem. No entanto, esse problema foi evitado. Para resolvê-lo, os ímãs foram colocados na "matriz de Halbach". Esse arranjo leva à criação de um campo magnético, não sob o maciço, mas acima dele. Isso ajuda a manter a levitação da composição, mesmo a uma velocidade de cerca de cinco quilômetros por hora.

japão o trem em uma almofada magnética
O projeto ainda não recebeu nenhuma implementação prática. Isso se deve ao alto custo de matrizes feitas de ímãs permanentes.

Vantagens dos trouxas

O lado mais atraente dos trens paraA almofada magnética é a perspectiva de atingir altas velocidades, o que permitirá ao maglev competir no futuro, mesmo com aviões a jato. Este tipo de transporte é bastante econômico em termos de eletricidade consumida. Custos baixos e seu funcionamento. Isso se torna possível devido à falta de atrito. Agrada e baixo ruído dos maglev, o que afetará positivamente a situação ecológica.

Desvantagens

O lado negativo dos maglevs também éa grande soma necessária para a sua criação. Custos elevados e manutenção da pista. Além disso, para este tipo de transporte requer um sistema complexo de caminhos e instrumentos ultra-precisos que controlam a distância entre o pano e os ímãs.

Implementação do projeto em Berlim

Na capital alemã nos anos 80,A abertura do primeiro sistema tipo trouxa chamado M-Bahn. O comprimento da tela era de 1,6 km. Um trem com amortecimento magnético viajava entre as três estações de metrô nos finais de semana. Passagem para os passageiros estava livre. Após a queda do Muro de Berlim, a população da cidade quase dobrou. Foi necessário criar redes de transporte com a capacidade de fornecer alto tráfego de passageiros. É por isso que em 1991 a tela magnética foi desmontada e em seu lugar começou a construção do metrô.

Birmingham

Nesta cidade alemã, o maglev de baixa velocidade foi conectado de 1984 a 1995. aeroporto e estação ferroviária. O comprimento do caminho magnético era de apenas 600 m.

maglev xangai

A estrada funcionou por dez anos e foi fechada devido a inúmeras reclamações de passageiros por inconvenientes existentes. Posteriormente, o transporte do monotrilho substituiu o maglev neste site.

Xangai

A primeira estrada magnética em Berlim foi construídaa empresa alemã Transrapid. O fracasso do projeto não assustou os desenvolvedores. Eles continuaram suas pesquisas e receberam uma ordem do governo chinês, que decidiu construir uma rota maglev no país. Xangai e o aeroporto de Pudong ligaram essa via de alta velocidade (até 450 km / h).
O comprimento da estrada de 30 km foi aberto em 2002. Nos planos para o futuro - a sua extensão para 175 km.

Japão

Em 2005, a exposição Expo-2005 foi realizada neste país. Para a sua abertura foi encomendado um circuito magnético de 9 km de comprimento. Existem nove estações na linha. Maglev serve o território que fica ao lado do local da exposição.

maglev na rússia

Maglevs são considerados o transporte do futuro. Já em 2025, está prevista a abertura de uma nova rota de super alta velocidade em um país como o Japão. O trem de almofada magnética transportará os passageiros de Tóquio para um dos distritos da parte central da ilha. Sua velocidade será de 500 km / h. Para implementar o projeto será necessário cerca de quarenta e cinco bilhões de dólares.

Federação Russa

A criação de um trem de alta velocidade é planejada eRZD Em 2030, o maglev na Rússia ligará Moscou e Vladivostok. A rota para 9300 km de passageiros será superada em 20 horas. A velocidade do trem na almofada magnética será de até quinhentos quilômetros por hora.

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