Кухня / 16.06.2019

Маглев в китае. Все самое интересное о поездах на магнитном подвесе

Первый поезд на магнитной подушке перевез группу пассажиров в рамках проходившей в Германии Международной транспортной выставки IVA 1979 года. Но мало кто знает, что в том же году свои первые метры по испытательной трассе проехал другой маглев — советский, модель ТП-01. Особо удивительно, что советские маглевы сохранились до наших дней, — они пылятся на задворках истории более 30 лет.

Опыты с транспортом, работающим по принципу магнитной левитации, начались еще до войны. В разные годы и в разных странах появлялись действующие прототипы левитирующих поездов. В 1979-м немцы представили систему, которая за три месяца работы перевезла более 50 000 пассажиров, а в 1984-м в международном аэропорту города Бирмингем (Великобритания) появилась первая в истории постоянная линия для поездов на магнитной подушке. Изначальная длина трассы составляла 600 м, а высота левитации не превышала 15 мм. Система вполне успешно эксплуатировалась на протяжении 11 лет, но затем участились технические отказы из-за состарившегося оборудования. А поскольку система была уникальной, практически любую запчасть приходилось изготовлять по индивидуальному заказу, и было принято решение закрыть линию, приносившую сплошные убытки.

1986 год, ТП-05 на полигоне в Раменском. 800-метровый участок не позволял разогнаться до крейсерских скоростей, но первичные «заезды» этого и не требовали. Вагон, построенный в крайне сжатые сроки, обошёлся почти без «детских болезней», и это было хорошим результатом.

Помимо британцев, серийные магнитные поезда вполне успешно запустили все в той же Германии — компания Transrapid эксплуатировала подобную систему длиной 31,5 км в районе Эмсланд между городами Дерпен и Латен. История эмсландского маглева, правда, закончилась трагически: в 2006 году по вине техников произошла серьезная авария, в которой погибло 23 человека, и линию законсервировали.

В Японии сегодня эксплуатируется две системы магнитной левитации. Первая (для городских перевозок) использует систему электромагнитного подвеса для скоростей до 100 км/ч. Вторая, более известная, SCMaglev, предназначена для скоростей более 400 км/ч и основана на сверхпроводящих магнитах. В рамках этой программы построено несколько линий и установлен мировой рекорд скорости для железнодорожного транспортного средства, 581 км/ч. Буквально два года назад было представлено новое поколение японских поездов на магнитном подвесе — L0 Series Shinkansen. Кроме того, система, аналогичная немецкому «Трансрапиду», работает в Китае, в Шанхае; в ней также используются сверхпроводящие магниты.

Салон ТП-05 имел два ряда сидений и центральный проход. Вагон широкий и при этом на удивление низкий — редактор ростом 184 см практически касался головой потолка. В кабине водителя стоять было невозможно.

А в 1975 году началась разработка первого советского маглева. Сегодня о нем практически забыли, но это очень важная страница технической истории нашей страны.

Поезд будущего

Он стоит перед нами — большой, футуристического дизайна, похожий скорее на космический корабль из научно-фантастического фильма, нежели на транспортное средство. Обтекаемый алюминиевый кузов, сдвижная дверь, стилизованная надпись «ТП-05» на борту. Экспериментальный вагон на магнитном подвесе стоит на полигоне неподалеку от Раменского уже 25 лет, целлофан покрыт густым слоем пыли, под ним — удивительная машина, которую чудом не разрезали на металл по доброй русской традиции. Но нет, он сохранился, и сохранился ТП-04, его предшественник, предназначенный для испытаний отдельных узлов.

Экспериментальный вагон в цеху — уже в новой раскраске. Его перекрашивали несколько раз, а для съёмок в фантастическом короткометражном фильме сделали на борту большую надпись Fire-ball.

Разработка маглева уходит корнями в 1975 год, когда при Миннефтегазстрое СССР появилось производственное объединение «Союзтранспрогресс». Несколькими годами позже стартовала государственная программа «Высокоскоростной экологически чистый транспорт», в рамках которой и началась работа над поездом на магнитной подушке. С финансированием было очень неплохо, под проект построили специальный цех и полигон института ВНИИПИтранспрогресс с 120-метровым участком дороги в подмосковном Раменском. А в 1979 году первый вагон на магнитной подушке ТП-01 успешно прошел испытательную дистанцию своим ходом — правда, еще на временном 36-метровом участке завода «Газстроймашина», элементы которого позже «переехали» в Раменское. Обратите внимание — одновременно с немцами и раньше многих других разработчиков! В принципе, СССР имел шансы стать одной из первых стран, развивающих магнитный транспорт, — работой занимались настоящие энтузиасты своего дела во главе с академиком Юрием Соколовым.

Магнитные модули (серые) на рельсе (оранжевом). Прямоугольные бруски по центру фотографии — это как раз датчики зазора, отслеживающие неровности поверхности. Электронику с ТП-05 сняли, но магнитное оборудование осталось, и, в принципе, вагон снова можно запустить.

Экспедицию «Популярной механики» возглавил не кто иной, как Андрей Александрович Галенко, генеральный директор ОАО инженерно-научного центра «ТЭМП». «ТЭМП» — это та самая организация, экс-ВНИИПИтранспрогресс, отделение канувшего в Лету «Союзтранспрогресса», а Андрей Александрович работал над системой с самого начала, и вряд ли кто мог бы рассказать о ней лучше него. ТП-05 стоит под целлофаном, и первым делом фотограф говорит: нет, нет, мы не сможем это сфотографировать, тут же ничего не видно. Но затем мы стягиваем целлофан — и советский маглев впервые за долгие годы предстает перед нами, не инженерами и не сотрудниками полигона, во всей красе.

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.

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.

Предок «Аэроэкспресса»

Все работы по серии ТП были свернуты в конце 1980-х, а с 1990 года ТП-05, успевший к тому времени сняться в научно-фантастической короткометражке «С роботами не шутят», был поставлен на вечный прикол под целлофаном в том самом цеху, где его построили. Мы стали первыми журналистами за четверть века, кто увидел эту машину «вживую». Внутри сохранилось практически все — от пульта управления до обивки кресел. Реставрация ТП-05 не так сложна, как могла бы быть — он стоял под крышей, в хороших условиях и заслуживает место в музее транспорта.

В начале 1990-х ИНЦ «ТЭМП» продолжил тему маглева, теперь уже по заказу правительства Москвы. Это была идея «Аэроэкспресса», скоростного поезда на магнитной подушке для доставки жителей столицы прямо в аэропорт Шереметьево. Проект получил название В250. Опытный сегмент поезда показали на выставке в Милане, после чего в проекте появились иностранные инвесторы и инженеры; советские специалисты ездили в Германию для изучения заграничных наработок. Но в 1993-м из-за финансового кризиса проект был свернут. 64-местные вагоны для Шереметьево остались только на бумаге. Впрочем, некоторые элементы системы были созданы в натурных образцах — узлы подвески и ходовой части, приборы бортовой системы электроснабжения, начались даже испытания отдельных блоков.

Самое интересное, что наработки для маглевов в России есть. ОАО ИНЦ «ТЭМП» работает, реализуются различные проекты для мирной и оборонной отраслей, есть испытательный участок, есть опыт работы с подобными системами. Несколько лет назад благодаря инициативе ОАО «РЖД» разговоры о маглеве снова перешли в стадию проектных разработок — правда, продолжение работ поручено уже другим организациям. К чему это приведет, покажет время.

За помощь в подготовке материала редакция выражает благодарность генеральному директору ИТЦ «Транспорт электромагнитный пассажирский» А.А. Галенко.

Советский поезд на магнитной подушке February 21st, 2017

Сколько же всего в СССР было изобретено и спроектировано, что мы до сих пор используем эти наработки, а про некоторые только узнаем (как я вот например об этой). То ли времена были такие во всем Мире, то ли страна была такая.

Так же многие привыкли критиковать то, что в СССР планировалось все и вся, Но было и что-то в этом хорошее. В Союзе прекрасно просчитали грядущие транспортные проблемы городов-мегаполисов. И не только городов с большим населением, но и городов, которые географически сильно вытянуты, чья длина составляет сотню и более километров. Это такие города как Волгоград и Кривой Рог. По оценкам 70х годов население в 29 городах Советского Союза должно было превысить миллион, то есть стать городами-миллионерами. И для решения транспортных проблем крупных городов создавались различные институты и бюро. Уже тогда было понятно, что автомобили не очень способны решить транспортную проблему крупного города, а классическое метро дорого и медленно. Считалось, что наряду с совершенствованием традиционных видов передвижения возникла необходимость в создании качественно новых транспортных систем, которые должны быть малошумными, не загрязняющими воздух, экономичными и не создающими дополнительной нагрузки на уличную сеть.

Вот этим требованиям соответствовал последний инновационный проект, доведенный до испытаний, проект транспорта на магнитной подвеске.

Вагон TA-05 - советский поезд на магнитной подушке. Проект транспортного средства, которое должно было работать на электромагнитной системе левитации, разрабатывался в период 1985 - 1986 годов. 25 февраля 1986 года в Подмосковье был проведён первый успешный запуск необычного вагона.

«Наша лаборатория работает над созданием экспериментального пассажирского вагона, который будет двигаться, не касаясь рельсов. Для горизонтального перемещения используется принцип работы линейного трехфазного асинхронного двигателя. Двигаясь с крейсерской скоростью до 250 километров в час, это транспортное средство будет практически бесшумным. Путь его можно поднять на эстакаду над основными магистралями города. Один километр пути будет обходиться в 3—5 раз дешевле, чем метро», говорил в одном из интервью заведующий лабораторией ВНИИПИтранспрогресс А.Чемодуров.

На тот момент был построен 600 метровый скоростной участок в подмосковном Раменском и запланированы участки в Ереване и Алма-Ате.

Планировалось пускать по трассам вагоны по 65 человек, 19 метров длиной каждый и весом в 40 тонн. Крейсерская скорость же вагона равнялась 250км/ч, с перспективой 400 км/ч и выше. Также были планы пускать не отдельные вагоны, а сцепки из нескольких вагонов, то есть полноценных поездов.

Сегодня у нового вида транспорта нет падежного, заинтересованного хозяина. Пока что ни одно транспортное министерство, ни Министарство Гражданской Авиации, ни Министерство Путей Сообщения (ныне РЖД) (магнитоплан — не поезд и не самолет—вот их аргумент), не проявляет интереса к нему. Они даже не являются заказчиками. Между тем для того, чтобы эффективно использовать выделенные правительством немалые средства для перехода от экспериментов к внедрению на новом этапе развития, нужно было объединение сил, скажем, в рамках межотраслевого научно-технического комплекса.

Что особенно удивительно, но проект финансировался исключительно за счет НефтеГазСтроя. К сожалению, планам так и не удалось сбыться, землетрясение в Армении в 1988 году не позволило построить все запланированные участки. Финансирование было сокращено, а после распада СССР и вовсе прекращено. Быстрое, скоростное и свое оказалось никому не нужным.

Кто еще знает какие нибудь подробности про этот проект?

Кстати, ТП-05 успел сняться в кино — в научно-фантастической короткометражке 1987 года «С роботами не шутят», фрагмент которой вам и предлагаю к просмотру.
Смотрите на 01:03:00

источники

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).

На практике реализованы две системы магнитной левитации: на электромагнитной подвеске (EMS) и на электродинамической подвеске (EDS). Другие системы: на постоянных магнитах существуют еще только в теории, а система RusMaglev находится в процессе разработки.

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.

Достоинства этой системы:

– 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.

Недостатки этой системы:

– 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.

Достоинства этой системы:

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

Недостатки этой системы:

– 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.

Достоинства этой системы:

– 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.

Недостатки этой системы:

– 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.

Достоинства этой системы:

– 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.

маглев поезд на магнитной подушке принцип работы видео китай скорость шанхай устройство ссср
японские китайские поезда на магнитной подушке в японии в россии китай в шанхае в москве игрушка
скорость поездов на магнитной подушке
маглев скоростной поезд на магнитной подушке
сон летающий поезд мультик франция сканворд dahir insaat
летают ли поезда песня
поезд который умеет летать
летающие поезда будущего в россии в японии
концепция летающего поезда
скачать музыку летать поезда
шанхайский маглев поезд шанхай расписание скорость 2018 видео япония в россии
ветрогенератор маглев схема википедия время работы стоимость китай
модель маглева
русский российский японский технология маглев линия цена купить оренбург
сколько стоит прокладка маглев колеи

Коэффициент востребованности 228

Опросы

Нужна ли нашей стране индустриализация?

Да, нужна (90%, 2 486 голос(ов))
Нет, не нужна (6%, 178 голос(ов))
Не знаю (4%, 77 голос(ов))

Поиск технологий

Найдено технологий 1

Может быть интересно:

Углеродные нанотрубки – это углеродная модификация углерода, представляющая собой полые …
Санация трубопроводов это метод восстановление трубопроводов путем прокладки нового трубопровода …
Zoom -презентация: http://zoom.pspu.ru/presentations/145
1. Назначение
Поезд на магнитной подушке или маглев (от англ. magnetic levitation, т.е. «maglev» - магнитоплан) – это поезд на магнитном подвесе, движимый и управляемый магнитными силами, предназначенный для перевозки людей (рис. 1). Относиться к технике пассажирского транспорта. В отличие от традиционных поездов, в процессе движения он не касается поверхности рельса .
2. 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).
3. Принцип действия
В основе принципа действия поезда на магнитном подвесе лежат следующие физические явления и законы:
В 1831 году английский физик Майкл Фарадей открыл закон электромагнитной индукции , согласно которому изменение магнитного потока внутри проводящего контура возбуждает в этом контуре электрический ток даже при отсутствии в контуре источника питания . Оставленный Фарадеем открытым вопрос о направлении индукционного тока вскоре решил российский физик Эмилий Христианович Ленц.
Рассмотрим замкнутый круговой токопроводящий контур без подключенной батареи или иного источника питания, в который северным полюсом начинают вводить магнит. Это приведет к увеличению магнитного потока, проходящего через контур, и, согласно закону Фарадея, в контуре возникнет индуцированный ток. Этот ток, в свою очередь, согласно закону Био-Савара будет генерировать магнитное поле, свойства которого ничем не отличаются от свойств поля обычного магнита с северным и южным полюсами. Ленцу как раз и удалось выяснить, что индуцированный ток будет направлен таким образом, что северный полюс генерируемого током магнитного поля будет ориентирован в сторону северного полюса вдвигаемого магнита. Поскольку между двумя северными полюсами магнитов действуют силы взаимного отталкивания, наведенный в контуре индукционный ток потечет именно в таком направлении, что будет противодействовать введению магнита в контур. И это лишь частный случай, а в обобщенной формулировке правило Ленца гласит, что индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать вызвавшей его первопричине.
Правило Ленца сегодня как раз и используется в поезде на магнитной подушке. Под днищем вагона такого поезда смонтированы мощные магниты, расположенные в считанных сантиметрах от стального полотна (рис. 3). При движении поезда магнитный поток, проходящий через контур полотна, постоянно меняется, и в нем возникают сильные индукционные токи, создающие мощное магнитное поле, отталкивающее магнитную подвеску поезда (аналогично тому, как возникают силы отталкивания между контуром и магнитом в вышеописанном опыте). Сила эта настолько велика, что, набрав некоторую скорость, поезд буквально отрывается от полотна на несколько сантиметров и, фактически, летит по воздуху .
Состав левитирует за счёт отталкивания одинаковых полюсов магнитов и, наоборот, притягивания разных полюсов. Создатели поезда «Трансрапид» (рис.1) применили неожиданную схему магнитной подвески. Они использовали не отталкивание одноимённых полюсов, а притягивание разноимённых. Подвесить груз над магнитом несложно (эта система устойчива), а под магнитом - практически невозможно. Но если взять управляемый электромагнит, ситуация меняется. Система контроля сохраняет величину зазора между магнитами постоянной в несколько миллиметров (рис. 3). При увеличении зазора система повышает силу тока в несущих магнитах и таким образом «подтягивает» вагон; при уменьшении - понижает силу тока, и зазор увеличивается. Схема обладает двумя серьёзными преимуществами. Путевые магнитные элементы защищены от погодных воздействий, а их поле существенно слабее за счёт малого зазора между путём и составом; оно требует токов гораздо меньшей силы. Следовательно, поезд такой конструкции оказывается гораздо более экономичным .
Движение поезда вперед осуществляется линейным двигателем . Такой двигатель имеет ротор и статор, растянутые в полосы (в обычном электромоторе они свёрнуты в кольца). Обмотки статора включаются поочерёдно, создавая бегущее магнитное поле. Статор, укреплённый на локомотиве, втягивается в это поле и движет весь состав (рис. 4, 5). . Ключевым элементом технологии является смена полюсов на электромагнитах путем попеременной подачи и снятия тока с частотой 4000 раз в секунду. Зазор между статором и ротором для получения надежной работы не должен превышать пяти миллиметров. Это труднодостижимо из-за свойственной всем типам монорельсовых дорог, кроме дорог с боковой подвеской, раскачки вагонов во время движения, особенно при прохождении поворотов. Поэтому необходима идеальная путевая инфраструктура.
Устойчивость системы обеспечивается автоматическим регулированием тока в обмотках намагничивания: датчики постоянно замеряют расстояние от поезда до пути и соответственно ему меняется напряжение на электромагнитах (рис. 3) . Сверхбыстродействующие системы управления контролировать зазор между дорогой и поездом.

а

Рис. 4. Принцип движения поезда на магнитном подвесе (технология EMS)

Единственной тормозящей силой является сила аэродинамического сопротивления.
Итак, схема движения поезда на магнитной подвеске: под вагоном установлены несущие электромагниты, а на рельсе - катушки линейного электродвигателя. При их взаимодействии возникает сила, которая приподнимает вагон над дорогой и тянет его вперёд. Направление тока в обмотках непрерывно меняется, переключая магнитные поля по мере движения поезда .
Несущие магниты питаются от бортовых аккумуляторов (рис.4), которые подзаряжаются на каждой станции. Ток на линейный электродвигатель, разгоняющий поезд до самолётных скоростей, подаётся только на том участке, по которому идёт поезд (рис. 6 а). Достаточно сильное магнитное поле состава будет наводить ток в путевых обмотках, а те, в свою очередь, - создавать магнитное поле.

Рис. 6. а Принцип движения поезда на магнитной подушке

Туда, где поезд увеличивает скорость или идет в гору, энергия подается с большей мощностью. Если нужно затормозить или ехать в обратном направлении, магнитное поле меняет вектор .
Ознакомьтесь с видеофрагментами «Закон электромагнитной индукции », «Электромагнитная индукция » «Опыты Фарадея ».

Рис. 6. б Кадры из видеофрагментов «Закон электромагнитной индукции», «Электромагнитная индукция» «Опыты Фарадея».

15/06/2016

Они будут парить над рельсом, используя изобретенную петербургскими учеными технологию RusMaglev. Поначалу составы сделают грузовыми. В Минтрансе 13 мая состоялось совещание, на котором был представлен проект.

У же подписан договор с инвестором о его реализации. Начаты исследования по другому проекту, использующему принцип Hyperloop - полета поездов в вакуумной трубе. Эти поезда смогут передвигаться быстрее самолетов. Зачем нам все это и когда поезда, наконец, полетят? - узнавал «Город 812».
Один вагон уже взлетел
В конце мая в Петербурге состоялась международная конференция, посвященная созданию и развитию в мире нового, пятого, вида транспорта - маглева. Маглевы, или магнитные поезда, используют принцип магнитной левитации и парят над рельсом, не касаясь земли. Это позволяет развивать скорости, сравнимые с самолетными, и при этом экономить энергию. Такие поезда уже есть в Японии, Китае и Южной Корее. Многие страны начали развивать маглевы.
Петербургские ученые изобрели собственную магнитолевитационную технологию - RusMaglev. На ее основе создан первый в мире проект грузовой магнитолевитационной трассы между Петербургом и Москвой.

Составы, состоящие из контейнеров, будут парить над рельсом, удерживаемые в воздухе магнитной левитацией. Опытный образец летающего вагона массой 32 тонны создан в Петербургском госуниверситете путей сообщения (ПГУПС). Вагон был подвешен в воздухе на высоте 2,5 см от магнитного основания примерно год назад и с тех пор продолжает парить.

За это время левитационный зазор не уменьшился ни на миллиметр! - говорит глава Центра инновационного развития пассажирских перевозок ПГУПС, экс-министр путей сообщения РФ Анатолий Зайцев.

По его словам, для поддержания вагона в воздухе не требуется никаких внешних источников энергии. Он висит сам по себе, удерживаемый только магнитным полем. Такие вагоны, весом до 80 тонн каждый, смогут передвигаться со скоростью 400 км/час и более. Расход электроэнергии у них в два раза ниже, чем, например, у поездов ВСМ, так как нет соприкосновения с поверхностью и не нужно преодолевать силы трения. Магнитная магистраль длиной в 720 км протянется из порта Усть-Луга (Ленобласть) в логистический центр «Белый Раст» в Подмосковье.

Трасса пройдет по эстакаде на средней высоте в 5,5 метра. Строительство будет вестись в несколько этапов. Сначала в районе Гатчины (другой вариант - Шушары) возведут опытный участок пути, на котором отработают новую технологию. Затем путь продлят до грузового порта Усть-Луга, далее возможен заход в порт Бронка. Конечная точка - грузовые терминалы Москвы. Стоимость проекта - 22 миллиарда долларов. Уже подписан договор с инвестором - международной финансовой корпорацией Gordon Atlantic Development Corp, готовой привлечь финансирование для строительства первого русского маглева.

Магистраль должна пройти по территории пяти регионов - Петербурга, Ленинградской, Новгородской, Тверской областей и Москвы. Проблем с собственниками земли для прокладки трассы возникнуть не должно. По словам Зайцева, для возведения эстакады требуются лишь небольшие участки под опоры. В любом случае трасса легко может сделать крюк, чтобы обойти препятствия или подняться над ними.

В мае проект был представлен в Министерстве транспорта РФ. Ученые не просят ни копейки денег из бюджета, но им нужна поддержка - моральная.

Такие масштабные инфраструктурные проекты всегда должны быть под приглядом государственного ока, - говорит экс-министр путей сообщения, инициатор проекта RusMaglev профессор Анатолий Зайцев.

По его словам, правительство должно дать разрешение на создание маглева, а также рекомендовать региональным чиновникам оказывать поддержку проекту. Иначе в российских реалиях он может столкнуться с непредсказуемыми трудностями.

Петербургский маглев должен стать первым звеном в магнитолевитационной транспортной системе страны. Ученые из Уральского отделения РАН сделали анализ обоснования строительства маглева для севера России. Они предлагают открыть контейнерное магнитное сообщение по маршруту Ивдель (Свердловская область) - Индига (Ненецкий АО) протяженностью 1100 км. От Ивдели магнитная контейнерная магистраль может быть проложена на юг до границы с Китаем. По словам Анатолия Зайцева, перевозка одного миллиона контейнеров из Китая в Европу сегодня может принести прибыль, сравнимую с прибылью от продажи всех углеводородов России за год.

После обкатки на грузовых перевозках RusMaglev можно сделать и пассажирским, но при этом грузовые и пассажирские потоки нужно разделять. По расчетам уральских ученых, для перевозки людей по магнитолевитационной дороге выгоднее строить небольшие четырех-пятиместные пассажирские модули.
Русская петля
Министр транспорта Максим Соколов в рамках саммита Россия - АСЕАН заявил, что Россия готова к реализации собственных технологий сверхбыстрых пассажирских перевозок по аналогии с технологией Hyperloop. Так министр ответил на вызов Запада, где проект Hyperloop («Гиперпетля») стремительно набирает популярность.

Суть западного проекта в том, что поезда, или транспортные капсулы, движутся с помощью магнитной левитации в вакуумной трубе, развивая скорость до 1200 км/час. Идею предложил американец Элон Маск (основатель компаний SpaceX и Tesla Motors), после чего сразу несколько компаний взялись за ее воплощение, самая активная из которых - Hyperloop One.

В мае этого года в Неваде прошли первые тестовые испытания капсулы Hyperloop. Секрет популярности проекта - в его заявленной дешевизне и обещанной низкой стоимости билетов на проезд.

В России для изучения американской технологии Hyperloop создана совместная рабочая группа из специалистов РЖД и компании Hyperloop One. Однако пока, по словам российских экспертов, американцы представили лишь тележку, которая ездит по трубе с помощью обычного линейного двигателя.

Над проектом отечественного сверхбыстрого поезда сегодня трудятся специалисты из разных регионов страны. Ученые из Сибирского отделения РАН сделали предварительные расчеты для вакуумного поезда на основе магнитолевитационной, вакуумной и сверхпроводниковой технологий. По их оценке, диапазон скоростей локомотива в вакуумной трубе может составлять от 500 до 6500 км/час. Но пока нерешенными остаются проблемы волнового сопротивления, аэротермодинамики и другие.

Несложно заключить левитирующий вагон в трубу и откачать оттуда воздух - если уж говорить примитивно. Но кто-то должен вложить средства в такой проект, - объясняет он.

По мнению петербургских ученых, строительство вакуумной трубы может оказаться самым дорогим из всех рассматриваемых вариантов сверхбыстрых поездов. В настоящее время в ПГУПС ведутся работы по экономическому моделированию, чтобы понять, какой из проектов магнитолевитационного поезда выгоднее: вакуумный или эстакадный (проект Петербург - Москва эстакадный).

По словам президента Международного совета по транспортным системам Маглев (The International Maglevboard) профессора Йоханнеса Клюшписа, к проекту Hyperloop многие специалисты относятся с недоверием. Во-первых, сомнительна его экономическая перспектива, так как строительство обойдется намного дороже, чем заявлялось в начале. Во-вторых, велики риски для жизни и здоровья людей в случае разгерметизации трубы. В-третьих, пассажиры просто не захотят путешествовать таким странным способом.

Людям не понравится сидеть в капсуле в замкнутом пространстве, не имея возможности встать и выйти. Я бы не стал инвестировать в такой проект для пассажиров. Но он может быть успешен для грузовых перевозок, - полагает профессор Клюшпис.
Городской маглев
Сегодня лидерами по внедрению маглева являются Корея, Япония и Китай. По всему миру было запущено порядка десятка магнитолевитационных транспортных проектов, но успешны лишь три из них.

В Китае действует линия протяженностью 30 км, связывающая Шанхай и аэропорт. В Японии, в Нагое, была построена трасса длиной в 9 км к выставке Expo-2005. В Южной Корее в феврале 2016-го открылась магнитолевитационная дорога протяженностью 6 км - от аэропорта до базы отдыха Yongyoo-Mui. В Германии, США, Испании, Канаде, ОАЭ, России проекты строительства магнитолевитационных линий находятся на разных стадиях реализации.

По словам профессора Клюшписа, во многих странах маглев сталкивается с противодействием со стороны бизнеса, правительства и общества. Например, в Германии проект маглева провалился из-за давления со стороны железнодорожников, которые не хотели терять монополию на рынке.

В Японии расширение маглева тормозится из-за протестов граждан. Они боятся, что новая магистраль испортит экологию: создаст шум, вибрацию, электромагнитное и даже радиационное излучение (это устойчивый, ничем, как уверяют эксперты, не обоснованный страх японцев).

Корейцы протестуют против строительства трассы, так как опасаются, что это приведет к подорожанию земли и повышению арендных ставок вблизи новой дороги.

В России, по словам профессора Клюшписа, есть поддержка маглева со стороны руководства страны, и даже железнодорожники положительно относятся к проекту. Однако неофициально эксперты говорят, что РЖД готово поддерживать только грузовой маглев. А будущее пассажирского сообщения в РЖД однозначно связывают с высокоскоростными магистралями (ВСМ). При этом некоторые ученые называют технологию ВСМ догоняющей, морально устаревшей и более затратной, чем магнитолевитационная.

Чтобы не дразнить монополиста РЖД, сторонники магнитолевитационных систем предлагают развивать маглевы в качестве городского транспорта. По словам Анатолия Зайцева, сейчас ведутся переговоры с властями Петербурга, Москвы и Волгограда, проявившими заинтересованность в появлении нового вида пассажирского сообщения. Маглев выигрывает по многим параметрам, если сравнивать его с традиционным городским транспортом. Строительство маглева обходится в 3-4 раза дешевле, чем метро. Расход электроэнергии у него ниже, а провозная способность выше, чем у подземки. Маглев экологичен. Из-за отсутствия контакта с поверхностью (колеса не стучат по рельсам) от него почти нет шума, вибрации и пыли. Нет выхлопных газов. Поэтому маглев идеален для мегаполисов с плотной застройкой.

Сегодня в Смольном на рассмотрении находятся несколько проектов городского маглева. Линия от Дворца конгрессов (Стрельна) до метро «Обухово», с ответвлением в жилой комплекс «Балтийская жемчужина». Линия от метро «Рыбацкое» до Колпина и другие.

У нас в России достаточно мозгов, чтобы все это построить. Мы не просим бюджетного финансирования, потому что когда привлекается бюджет, обязательно кто-нибудь что-нибудь отпилит, - говорит экс-министр Зайцев, готовый найти инвесторов на предложенные проекты.

Основная проблема, почему маглев массово не строится по всему свету, - это очень дорого. Если удастся удешевить технологию, тогда он завоюет мир, - уверен профессор Клюшпис.
Hyperloop изобрели в России 100 лет назад
Первый проект движения поездов в вакууме был предложен в России еще в 1911 году российским ученым Борисом Вейнбергом. По его замыслу, внутри трубы, из которой откачан воздух, должна была перемещаться капсула. Она приводилась в движение с помощью «электромагнитной пушки» и теоретически могла развивать скорость 800-1000 км/ч. Ученый даже провел опыты в Томском технологическом институте по перемещению капсулы в трубе, но воплощению идеи помешала Первая мировая война.