A coisa mais interessante sobre trens em uma suspensão magnética

Magnetoplan ou Maglev (da levitação magnética em inglês) é um trem em uma suspensão magnética, acionado e controlado por forças magnéticas. Tal composição, diferentemente dos trens tradicionais, não toca a superfície do trilho durante o movimento. Como existe um espaço entre o trem e a superfície do movimento, o atrito é eliminado e a única força de arrasto é a força do arrasto aerodinâmico.

A velocidade alcançável pelo trouxa é comparável à velocidade da aeronave e permite competir com o tráfego aéreo em pequenas distâncias (para aviação) (até 1000 km). Embora a ideia de um transporte como esse não seja nova, as limitações econômicas e técnicas não permitiram que ele se desenvolvesse completamente: para uso público, a tecnologia foi implementada apenas algumas vezes. Atualmente, Maglev não pode usar a infraestrutura de transporte existente, embora existam projetos com a localização dos elementos da estrada magnética entre os trilhos de uma ferrovia convencional ou sob a via.

Visão geral do trem de suspensão magnética

No momento, existem três principais tecnologias para suspensão magnética de trens:

1. Em ímãs supercondutores (suspensão eletrodinâmica, EDS).

Ímã supercondutor - um solenóide ou eletroímã com um enrolamento de material supercondutor. Um enrolamento em um estado de supercondutividade tem zero resistência ôhmica. Se esse enrolamento estiver em curto-circuito, a corrente elétrica induzida nele é mantida por quase todo o tempo.

O campo magnético da corrente não amortecida que circula pelo enrolamento do ímã supercondutor é extremamente estável e livre de ondulações, o que é importante para diversas aplicações em pesquisa e tecnologia científica. O enrolamento de um ímã supercondutor perde sua propriedade de supercondutividade quando a temperatura sobe acima da temperatura crítica Tk do supercondutor, quando a corrente crítica Ik ou o campo magnético crítico Hk atinge o enrolamento. Dado isso, para enrolamentos de ímãs supercondutores. aplique materiais com altos valores de Tk, Ik e Nk.

2. Nos eletroímãs (suspensão eletromagnética, EMS).

3. Em ímãs permanentes; é um sistema novo e potencialmente o mais econômico.

A composição levita devido à repulsão dos mesmos pólos de ímãs e, inversamente, à atração de pólos diferentes. O movimento é realizado por um motor linear.

Motor linear - um motor elétrico no qual um dos elementos do sistema magnético está aberto e possui um enrolamento expandido que cria um campo magnético itinerante, e o outro é feito na forma de um guia que fornece movimento linear da parte móvel do motor.

Atualmente, muitos projetos de motores lineares foram desenvolvidos, mas todos eles podem ser divididos em duas categorias - motores de baixa aceleração e motores de alta aceleração.

Os motores de baixa aceleração são usados ​​no transporte público (maglev, monotrilho, metrô). Os mecanismos de alta aceleração são muito pequenos e geralmente são usados ​​para acelerar um objeto a alta velocidade e depois liberá-lo. Eles são frequentemente usados ​​para pesquisas sobre colisões de alta velocidade, como armas ou lançadores de naves espaciais. Os motores lineares também são amplamente utilizados em acionamentos de avanço de máquinas de corte de metal e em robótica. localizado no trem, no caminho ou lá e ali. Um sério problema de projeto é o grande peso de ímãs suficientemente potentes, pois é necessário um forte campo magnético para manter uma composição maciça no ar.

Pelo teorema de Earnshaw (às vezes escrito por Earnshaw), os campos estáticos criados apenas pelos eletroímãs e ímãs permanentes são instáveis, diferentemente dos campos diamagneticos.

Diamagnetos - substâncias magnetizadas na direção do campo magnético externo que atua sobre eles. Na ausência de um campo magnético externo, os diamagnetos não têm um momento magnético. e ímãs supercondutores. Existem sistemas de estabilização: os sensores medem constantemente a distância do trem à via e, consequentemente, a tensão nos eletroímãs muda. Os desenvolvimentos trouxas mais ativos são a Alemanha e o Japão.

Vantagens

• Teoricamente, a velocidade mais alta que pode ser obtida no transporte terrestre serial (não esportivo).

• Barulho baixo.

Desvantagens

• O alto custo de criação e manutenção de um medidor.

• Peso dos ímãs, consumo de energia.

• O campo eletromagnético criado pela suspensão magnética pode ser prejudicial para a tripulação e / ou para os moradores vizinhos. Mesmo transformadores de tração usados ​​em ferrovias eletrificadas com corrente alternada são prejudiciais para os motoristas, mas nesse caso a força do campo é uma ordem de magnitude maior. Também é possível que as linhas trouxas não estejam disponíveis para pessoas que usam marcapassos.

• Será necessário em alta velocidade (centenas de km / h) para controlar o espaço entre a estrada e o trem (vários centímetros). Isso requer sistemas de controle ultrarrápidos.

• É necessária uma infraestrutura de viagem complexa.

Por exemplo, a seta do trouxa é composta por duas seções da estrada que se substituem, dependendo da direção da rotação. Portanto, é improvável que as linhas trouxas formem redes mais ou menos ramificadas com bifurcações e cruzamentos.

Opções

Existem projetos de estradas magnéticas com vários tipos de suspensão magnética, por exemplo, o Tubular Rail oferece abandonar o trilho como tal e usar apenas suportes anulares espaçados periodicamente.

Implementação

M-Bahn em Berlim

O primeiro sistema trouxa público (M-Bahn) foi construído em Berlim na década de 1980.

Uma estrada de 1,6 km de extensão conectava 3 estações de metrô do entroncamento ferroviário de Gleisdreieck ao recinto de exposições Potsdamer Strasse. Após longos testes, a estrada estava aberta para o tráfego de passageiros em 28 de agosto de 1989. A viagem era gratuita, os carros eram controlados automaticamente sem motorista, a estrada funcionava apenas nos fins de semana. Na área em que a estrada se aproximava, deveria realizar a construção em massa. A estrada foi construída no cavalete da antiga linha de metrô U2, onde o tráfego foi interrompido devido à divisão da Alemanha e à destruição durante a guerra. Em 18 de julho de 1991, a linha entrou em operação comercial e está incluída no sistema de metrô de Berlim.

Após a destruição do Muro de Berlim, a população de Berlim na verdade dobrou e foi necessário conectar as redes de transporte do Leste e do Oeste. A nova estrada interrompeu uma importante linha de metrô, e a cidade precisava garantir alto tráfego de passageiros. 13 dias após a entrada em operação comercial, em 31 de julho de 1991, o município decidiu desmantelar a estrada magnética e restaurar o metrô. Em 17 de setembro, a estrada foi desmontada e, mais tarde, o metrô foi restaurado.

Birmingham

Um rápido transporte trouxa partiu do aeroporto de Birmingham até a estação ferroviária mais próxima entre 1984 e 1995. O comprimento da pista era de 600 me a distância de suspensão era de 1,5 cm. Depois de 10 anos de trabalho, a estrada foi fechada devido a reclamações de passageiros por inconveniência e foi substituída por um monotrilho tradicional.

Xangai

O fracasso da primeira estrada trouxa em Berlim não impediu a empresa alemã Transrapid, subsidiária da Siemens AG e da ThyssenKrupp, de continuar pesquisando, e mais tarde a empresa recebeu um pedido do governo chinês para construir uma linha trouxa de alta velocidade (450 km / h) do aeroporto de Shanghai Pudong para Shanghai. A estrada foi aberta em 2002, seu comprimento é de 30 km. No futuro, está previsto estendê-lo para o outro extremo da cidade até o antigo aeroporto de Hongqiao e mais a sudoeste até Hangzhou, após o qual seu comprimento total deve ser de 175 km.

Japão

No Japão, uma estrada está sendo testada nas proximidades da província de Yamanashi, usando a tecnologia JR-Maglev. A velocidade alcançada durante os testes com o MLX01-901 com passageiros em 2 de dezembro de 2003 foi de 581 km / h.

Lá, no Japão, uma nova faixa foi colocada em operação comercial na abertura da Expo 2005 em março de 2005. A linha de 9 km de Linimo (Nagoya) consiste em 9 estações. O raio mínimo é de 75 m, a inclinação máxima é de 6%. O motor linear permite que o trem acelere para 100 km / h em segundos. A linha serve a área adjacente ao local, a Universidade de Aichi e algumas partes de Nagakute. Trens fabricados pela Chubu HSST Development Corp.

Há evidências de que as empresas japonesas acima estão construindo uma linha semelhante na Coréia do Sul.

Japão lançará um trem de almofada magnética

O Japão planeja lançar um trem de almofada magnética ultrarrápido no ano fiscal de 2025. A construção da linha e dos trens custará cerca de US $ 45 bilhões, informa a AFP.

O trem usará tecnologia de levitação magnética (às vezes chamado trouxa). Um campo magnético permite que a composição, apesar da gravidade da Terra, suba acima da linha e, devido a isso, se mova muito mais rápido que um trem comum.

A única linha ferroviária de levitação magnética de passageiros em operação no mundo está localizada em Xangai e tem um comprimento de 30,5 quilômetros. O trem se move a uma velocidade de 430 quilômetros por hora.

Uma linha japonesa de 290 quilômetros conectará Tóquio e a área ainda não definida no centro do Japão. Espera-se que trens com motor elétrico linear atinjam velocidades de cerca de 500 quilômetros por hora.

A construção da linha será realizada pela Central Japan Railway Co. (JR Central), que em 2003 já testou a tecnologia de levitação magnética. A equipe experiente estabeleceu um recorde mundial de velocidade para o trem: 581 quilômetros por hora. Lembre-se de que o recorde de velocidade de um trem ferroviário convencional pertence à França - 574,8 quilômetros por hora.

A empresa gastará cerca de US $ 45 bilhões no projeto. Inicialmente, esperava-se que o governo subsidiasse parcialmente a construção da linha, mas essas esperanças não se concretizaram, como resultado, a empresa encontrará recursos aumentando a dívida de longo prazo. Jr-maglev

O JR-Maglev usa suspensão eletrodinâmica com ímãs supercondutores (EDS), instalados no trem e na pista. Diferentemente do sistema alemão Transrapid (linha de operação de Xangai para o aeroporto de Xangai na China), o JR-Maglev não usa um esquema de monotrilho: os trens se movem no canal entre os ímãs. Esse esquema permite que você desenvolva velocidades mais altas, oferece maior segurança ao passageiro em caso de evacuação e facilidade de operação.

O movimento do maglev é devido ao motor linear.

Diferentemente da suspensão eletromagnética (EMS), os trens criados com a tecnologia EDS exigem rodas adicionais ao dirigir em baixas velocidades (até 150 km / h). Quando uma certa velocidade é atingida, as rodas são separadas do solo e o trem "voa" a uma distância de vários centímetros da superfície. Em caso de acidente, as rodas também permitem uma parada mais suave do trem. No entanto, ao custo de construção e operação do sistema EDS implementado pela JR-Maglev é mais caro que os sistemas EMS Transrapid.

Para a frenagem no modo normal, são utilizados freios eletrodinâmicos. Em casos de emergência, o trem está equipado com freios aerodinâmicos e a disco retráteis nos carrinhos.

Na linha de Yamanashi, vários trens com diferentes formas da carenagem do nariz estão sendo testados: do habitual pontudo ao quase plano, com 14 metros de comprimento, projetado para livrar-se do algodão alto que acompanha o trem que entra no túnel em alta velocidade. Um trem trouxa pode ser totalmente controlado por computador.O motorista monitora a operação do computador e recebe uma imagem do caminho pela câmera de vídeo (a cabine do motorista não possui janelas de visão frontal).

Os chineses contra o "caminho do futuro"

A população de Xangai apresentou protestos em massa contra o orgulho local - uma ferrovia de almofada magnética única, cujos trens parecem voar pelo ar.

Além disso, não foram os trabalhadores famintos que saíram às ruas, mas sim os representantes da classe média abastados. Eles violaram a proibição de manifestações do país e gritaram: "Salve as crianças, resista à radiação!"

Ímãs poderosos, por assim dizer, penduram o trem sobre a plataforma e empurram-no para a frente a uma velocidade de até 430 quilômetros por hora. Para o lançamento da primeira rota - do aeroporto à periferia da cidade - foram pagos US $ 1,4 bilhão, e agora em Xangai eles decidiram estender essa estrada por mais 30 quilômetros pela cidade.

“Sentimos que moramos no microondas, nossas casas foram depreciadas, os corretores de imóveis se recusam a negociar conosco quando descobrem que estão perto da linha do trem”, reclamam os chineses, cujas casas estavam próximas da “estrada do futuro”. " Segundo eles, a rodovia emite um forte radiação eletromagnética.

A “ferrovia do futuro” criada na Alemanha e anteriormente causou protestos do povo de Xangai. Mas desta vez, as autoridades, assustadas com as manifestações que ameaçavam transbordar em grandes agitações, prometeram lidar com trens. A fim de interromper as manifestações a tempo, as autoridades até desligaram as câmeras de vídeo nos locais onde ocorreram protestos em massa com mais frequência. A multidão chinesa é muito organizada e móvel, pode se reunir em questão de segundos e se transformar em uma demonstração com slogans.

Estas são as maiores performances folclóricas em Xangai desde as marchas anti-japonesas em 2005. Este não é o primeiro protesto causado pela preocupação chinesa com o agravamento do ambiente. No verão passado, milhares de manifestantes forçaram o governo a adiar a construção de um complexo químico.

Comentário

Segundo os ecologistas do WWF, o maior perigo dos trens de almofada magnética é a chamada poluição sonora. O barulho desses trens é muito mais desagradável e irritante do que o dos trens ou trens convencionais. A permanência constante na área desse ruído causa uma sensação de ansiedade, insegurança e irritação. Qualquer som, de uma maneira ou de outra, afeta as pessoas de maneira irritante, e esses especialmente, os especialistas enfatizam. Problemas com radiação, magnética ou térmica, geralmente não são observados, porque esses trens circulam por curtas distâncias e com grandes intervalos de tempo.

Veja também: Minato Magnetic Motor