Maglev poyezdlari kelajak transportimi? Maglev poyezdi qanday ishlaydi?

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 10:44

Insoniyat birinchi parovozlarni ixtiro qilgan paytdan beri ikki yuz yildan koʻproq vaqt oʻtdi. Biroq, elektr energiyasi va dizel yoqilg'isidan foydalangan holda yo'lovchilar va og'ir yuklarni tashuvchi quruqlikdagi temir yo'l transporti hali ham keng tarqalgan.

Aytish joizki, bu yillar davomida muhandislar va ixtirochilar harakatlanishning muqobil usullarini yaratish ustida faol ishlamoqda. Ularning ishi natijasi magnit yostiqli poezdlar edi.

Koʻrinish tarixi

Magnit yostiqlarda poyezdlar yaratish g'oyasi XX asrning boshlarida faol ishlab chiqilgan. Biroq, o'sha paytda bir qator sabablarga ko'ra ushbu loyihani amalga oshirishning imkoni bo'lmagan. Bunday poyezdni ishlab chiqarish faqat 1969 yilda boshlangan. Aynan o'sha paytda Germaniya Federativ Respublikasi hududida magnit yo'l yotqizilgan bo'lib, u orqali yangi transport vositasi o'tishi kerak edi, keyinchalik u maglev poezdi deb ataldi. U 1971 yilda ishga tushirilgan. Transrapid-02 deb nomlangan birinchi maglev poyezdi magnit yo‘l bo‘ylab o‘tgan.

Qiziq fakt shundaki, nemis muhandislari 1934-yilda magnit samolyot ixtirosini tasdiqlovchi patent olgan olim Hermann Kemper qoldirgan yozuvlar asosida muqobil transport vositasini yaratishgan.

"Transrapid-02" ni juda tez deb atash qiyin. U soatiga 90 kilometr maksimal tezlikda harakatlana olardi. Uning sig'imi ham past edi - atigi to'rt kishi.

1979 yilda yanada rivojlangan maglev modeli yaratildi. “Transrapid-05” deb nomlangan ushbu poyezd allaqachon oltmish sakkiz nafar yo‘lovchini tashishga qodir edi. U uzunligi 908 metr bo'lgan Gamburg shahrida joylashgan chiziq bo'ylab harakat qildi. Bu poyezdning maksimal tezligi soatiga yetmish besh kilometr edi.

Xuddi shu 1979 yilda Yaponiyada yana bir maglev modeli chiqarildi. U "ML-500" deb nomlangan. Magnit yostiq ustidagi yapon poyezdi soatiga besh yuz o‘n yetti kilometr tezlikka erishdi.

Raqobatbardoshlik

Magnit yostiqli poezdlarning rivojlanishi mumkin bo'lgan tezlikni samolyotlar tezligi bilan solishtirish mumkin. Shu nuqtai nazardan, ushbu transport turi ming kilometrgacha bo'lgan masofada ishlaydigan havo yo'nalishlariga jiddiy raqobatchi bo'lishi mumkin. Maglevlarning keng qo'llanilishiga ular an'anaviy temir yo'l sirtlarida harakatlana olmasligi sababli to'sqinlik qiladi. Magnit yostiqli poezdlar maxsus magistrallarni qurishi kerak. Va bu katta sarmoyani talab qiladi. Shuningdek, maglevlar uchun yaratilgan magnit maydon salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin, deb ishoniladihaydovchi va bunday marshrut yaqinida joylashgan hududlar aholisining sog'lig'iga salbiy ta'sir ko'rsatadigan inson tanasi.

Ish printsipi

Magnit yostiqli poezdlar maxsus transport turidir. Harakat paytida maglev temir yo'l izlari ustida unga tegmasdan aylanib yurganga o'xshaydi. Buning sababi, transport vositasi sun'iy ravishda yaratilgan magnit maydon kuchi bilan boshqariladi. Maglevning harakati paytida ishqalanish bo'lmaydi. Tormoz kuchi aerodinamik qarshilik.

Bu qanday ishlaydi? Har birimiz magnitlarning asosiy xususiyatlari haqida oltinchi sinf fizika darslaridan bilamiz. Agar ikkita magnitni shimoliy qutblari bilan birlashtirsa, ular bir-birini qaytaradi. Magnit yostiq deb ataladigan narsa yaratiladi. Turli qutblarni ulashda magnitlar bir-biriga tortiladi. Bu juda oddiy printsip relslardan unchalik ko'p bo'lmagan masofada tom ma'noda havoda sirpanib yuradigan maglev poyezdining harakatiga asoslanadi.

Hozirda ikkita texnologiya ishlab chiqilgan bo'lib, ular yordamida magnit yostiq yoki suspenziya faollashtirilgan. Uchinchisi tajribaviy va faqat qog‘ozda mavjud.

Elektromagnit suspenziya

Ushbu texnologiya EMS deb ataladi. U vaqt o'tishi bilan o'zgarib turadigan elektromagnit maydonning kuchiga asoslanadi. Bu maglevning levitatsiyasiga (havoda ko'tarilishi) sabab bo'ladi. Bu holda poezdning harakatlanishi uchun T-shaklidagi relslar talab qilinadi, ulardan yasalgano'tkazgich (odatda metalldan yasalgan). Shu tarzda, tizimning ishlashi an'anaviy temir yo'lga o'xshaydi. Biroq, poezdda g'ildirak juftlari o'rniga, qo'llab-quvvatlovchi va hidoyat magnitlari o'rnatiladi. Ular T shaklidagi tarmoqning chetida joylashgan ferromagnit statorlarga parallel ravishda joylashtirilgan.

EMS texnologiyasining asosiy kamchiligi - stator va magnitlar orasidagi masofani nazorat qilish zarurati. Va bu ko'plab omillarga, shu jumladan elektromagnit o'zaro ta'sirning beqaror tabiatiga bog'liq bo'lishiga qaramay. Poyezdning to‘satdan to‘xtab qolmasligi uchun unga maxsus akkumulyatorlar o‘rnatilgan. Ular qo'llab-quvvatlovchi magnitlarga o'rnatilgan chiziqli generatorlarni qayta zaryadlash imkoniyatiga ega va shu bilan uzoq vaqt davomida levitatsiya jarayonini saqlab turadi.

EMS asosidagi poyezdlar past tezlikli sinxron chiziqli dvigatel bilan tormozlanadi. U qo'llab-quvvatlovchi magnitlar, shuningdek, maglev suzib yuradigan yo'l bilan ifodalanadi. Tarkibning tezligi va kuchini ishlab chiqarilgan o'zgaruvchan tokning chastotasi va kuchini o'zgartirish orqali boshqarish mumkin. Sekinlashtirish uchun magnit to‘lqinlar yo‘nalishini o‘zgartiring.

Elektrodinamik suspenziya

Maglev harakati ikkita maydon oʻzaro taʼsirlashganda sodir boʻladigan texnologiya mavjud. Ulardan biri avtomagistral tuvalida, ikkinchisi esa poezd bortida yaratilgan. Ushbu texnologiya EDS deb ataladi. Uning asosida JR – Maglev yapon maglev poyezdi qurilgan.

Bu tizim EMSdan ba'zi farqlarga ega, bu erdaoddiy magnitlar, ularga elektr toki faqat quvvat berilganda bobinlardan ta'minlanadi.

EDS texnologiyasi doimiy elektr ta'minotini nazarda tutadi. Bu elektr ta'minoti o'chirilgan bo'lsa ham sodir bo'ladi. Bunday tizimning batareyalarida kriyojenik sovutish o'rnatilgan bo'lib, bu elektr energiyasini sezilarli darajada tejaydi.

EDS texnologiyasining afzalliklari va kamchiliklari

Elektrodinamik suspenziyada ishlaydigan tizimning ijobiy tomoni uning barqarorligidir. Magnitlar va tuval orasidagi masofaning biroz qisqarishi yoki ortishi ham itarilish va tortishish kuchlari bilan tartibga solinadi. Bu tizimni o'zgarmagan holatda bo'lishiga imkon beradi. Ushbu texnologiya yordamida boshqaruv elektronikasini o'rnatishga hojat yo'q. Internet va magnitlar orasidagi masofani sozlash uchun qurilmalarga ehtiyoj qolmaydi.

EDS texnologiyasining kamchiliklari bor. Shunday qilib, kompozitsiyani ko'tarish uchun etarli kuch faqat yuqori tezlikda paydo bo'lishi mumkin. Shuning uchun maglevlar g'ildiraklar bilan jihozlangan. Ular o'z harakatlarini soatiga yuz kilometrgacha tezlikda ta'minlaydilar. Ushbu texnologiyaning yana bir kamchiligi past tezlikda itaruvchi magnitlarning orqa va old tomonida hosil bo‘ladigan ishqalanish kuchidir.

Yoʻlovchilar uchun moʻljallangan boʻlimda kuchli magnit maydon mavjudligi sababli maxsus himoya oʻrnatish zarur. Aks holda, yurak stimulyatori bo'lgan odam sayohat qilishga ruxsat etilmaydi. Magnit xotira vositalari (kredit kartalar va HDD) uchun ham himoya zarur.

Ishlab chiqilgantexnologiya

Hozirda faqat qog'ozda mavjud bo'lgan uchinchi tizim - EDS variantida faollashtirish uchun energiya talab qilmaydigan doimiy magnitlardan foydalanish. Yaqin vaqtgacha buning iloji yo'qligiga ishonishdi. Tadqiqotchilar doimiy magnitlarda poyezdning ko‘tarilishiga olib keladigan bunday kuch yo‘qligiga ishonishdi. Biroq, bu muammoning oldi olindi. Uni hal qilish uchun magnitlar Halbax massiviga joylashtirildi. Bunday tartibga solish magnit maydonning massiv ostida emas, balki uning ustida paydo bo'lishiga olib keladi. Bu hatto soatiga besh kilometr tezlikda ham poyezdning harakatlanishini saqlab qolishga yordam beradi.

Ushbu loyiha hali amaliy amalga oshirilmagan. Buning sababi doimiy magnitlardan yasalgan massivlarning yuqori narxidir.

Maglevlarning qadr-qimmati

Maglev poyezdlarining eng jozibali tomoni bu yuqori tezlikka erishish istiqbolidir, bu esa maglevlarga kelajakda hatto reaktiv samolyotlar bilan ham raqobatlashish imkonini beradi. Ushbu turdagi transport elektr energiyasini iste'mol qilish nuqtai nazaridan ancha tejamkor. Uni ishlatish uchun xarajatlar ham past. Bu ishqalanishning yo'qligi tufayli mumkin bo'ladi. Maglevlarning past shovqini ham yoqimli, bu ekologik vaziyatga ijobiy ta'sir qiladi.

Kamchiliklar

Maglevlarning salbiy tomoni shundaki, ularni tayyorlash uchun juda ko'p vaqt ketadi. Trekni ta'mirlash xarajatlari ham katta. Bundan tashqari, ko'rib chiqilgan transport turi murakkab yo'llar tizimini va o'ta aniqlikni talab qiladikanvas va magnitlar orasidagi masofani boshqaradigan qurilmalar.

Berlinda loyihani amalga oshirish

1980-yillarda Germaniya poytaxtida M-Bahn deb nomlangan birinchi maglev tizimining ochilishi bo'lib o'tdi. Tuvalning uzunligi 1,6 km edi. Dam olish kunlari uchta metro bekati orasida maglev poyezdi qatnaydi. Yo'lovchilar uchun sayohat bepul edi. Berlin devori qulagandan keyin shahar aholisi deyarli ikki baravar ko'paydi. Bu yuqori yo'lovchi tashishni ta'minlash imkoniyatiga ega bo'lgan transport tarmoqlarini yaratishni talab qildi. Shuning uchun 1991 yilda magnit tuval demontaj qilindi va uning o'rniga metro qurilishi boshlandi.

Birmingem

Bu Germaniya shahrida 1984 yildan 1995 yilgacha past tezlikda harakatlanuvchi maglev ulangan. aeroport va temir yo'l stantsiyasi. Magnit yo'lning uzunligi atigi 600 m edi.

Yoʻl oʻn yil ishlagan va yoʻlovchilarning mavjud noqulayliklar haqidagi koʻplab shikoyatlari tufayli yopilgan. Keyinchalik bu qismdagi maglev o'rnini monorels egalladi.

Shanxay

Berlindagi birinchi magnit yo'l Germaniyaning Transrapid kompaniyasi tomonidan qurilgan. Loyihaning muvaffaqiyatsizligi ishlab chiquvchilarni to'xtatmadi. Ular izlanishlarini davom ettirdilar va Xitoy hukumatidan buyurtma oldilar va mamlakatda maglev yoʻlini qurishga qaror qilishdi. Ushbu yuqori tezlikdagi (450 km/soatgacha) yoʻnalish Shanxay va Pudong aeroportlarini bogʻlaydi.30 km uzunlikdagi yoʻl 2002-yilda ochilgan. Kelgusi rejalarga uning uzunligini 175 km ga uzaytirish kiradi.

Yaponiya

Bu mamlakat 2005 yilda ko'rgazmaga mezbonlik qilganExpo-2005. Uning ochilishi bilan 9 km uzunlikdagi magnit yo'l ishga tushirildi. Yo'lda to'qqizta stantsiya mavjud. Maglev ko'rgazma maydoniga tutash hududda xizmat ko'rsatadi.

Maglevlar kelajak transporti hisoblanadi. Allaqachon 2025 yilda Yaponiya kabi davlatda yangi supermagistral ochilishi rejalashtirilmoqda. Maglev poyezdi yo‘lovchilarni Tokiodan orolning markaziy qismidagi tumanlardan biriga olib boradi. Uning tezligi 500 km/soat bo'ladi. Loyihani amalga oshirish uchun taxminan qirq besh milliard dollar kerak bo'ladi.

Rossiya

Tezyurar poyezd yaratish ham Rossiya temir yo'llari tomonidan rejalashtirilmoqda. 2030 yilga kelib Rossiyadagi maglev Moskva va Vladivostokni bog'laydi. Yo'lovchilar 9300 km yo'lni 20 soatda bosib o'tishadi. Maglev poyezdi tezligi soatiga besh yuz kilometrgacha etadi.