არის მაგლევის მატარებლები მომავლის ტრანსპორტი? როგორ მუშაობს მაგლევის მატარებელი?

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

უკვე ორასზე მეტი წელი გავიდა იმ მომენტიდან, როდესაც კაცობრიობამ გამოიგონა პირველი ორთქლის ლოკომოტივები. თუმცა, სახმელეთო სარკინიგზო ტრანსპორტი, რომელიც გადაჰყავს მგზავრებს და მძიმე ტვირთებს ელექტროენერგიის და დიზელის საწვავის გამოყენებით, ჯერ კიდევ ძალიან გავრცელებულია.

აღსანიშნავია, რომ მთელი ამ წლების განმავლობაში ინჟინრები და გამომგონებლები აქტიურად მუშაობდნენ გადაადგილების ალტერნატიული გზების შესაქმნელად. მათი მუშაობის შედეგი იყო მატარებლები მაგნიტურ ბალიშებზე.

გამოჩენის ისტორია

მაგნიტურ ბალიშებზე მატარებლების შექმნის იდეა აქტიურად განვითარდა მეოცე საუკუნის დასაწყისში. თუმცა ამ პროექტის რეალიზება იმ დროისთვის რიგი მიზეზების გამო ვერ მოხერხდა. ასეთი მატარებლის წარმოება მხოლოდ 1969 წელს დაიწყო. სწორედ მაშინ დაიგო მაგნიტური ლიანდაგი გერმანიის ფედერაციული რესპუბლიკის ტერიტორიაზე, რომლის გასწვრივ ახალი მანქანა უნდა გაევლო, რომელსაც მოგვიანებით მაგლევის მატარებელი უწოდეს. იგი ამოქმედდა 1971 წელს. პირველი მაგლევის მატარებელი, რომელსაც ეწოდა Transrapid-02, გადიოდა მაგნიტურ ლიანდაგზე.

საინტერესო ფაქტია, რომ გერმანელმა ინჟინერებმა ალტერნატიული მანქანა შექმნეს მეცნიერ ჰერმან კემპერის მიერ დატოვებული ჩანაწერების საფუძველზე, რომელმაც მიიღო პატენტი, რომელიც ადასტურებდა მაგნიტური თვითმფრინავის გამოგონებას ჯერ კიდევ 1934 წელს.

"Transrapid-02" ძნელად შეიძლება ეწოდოს ძალიან სწრაფად. მას შეეძლო საათში 90 კილომეტრის მაქსიმალური სიჩქარით მოძრაობა. მისი ტევადობაც დაბალი იყო - მხოლოდ ოთხი ადამიანი.

1979 წელს შეიქმნა მაგლევის უფრო მოწინავე მოდელი. ამ მატარებელს, სახელად „Transrapid-05“უკვე შეეძლო სამოცი რვა მგზავრის გადაყვანა. ის მოძრაობდა ქალაქ ჰამბურგში მდებარე ხაზის გასწვრივ, რომლის სიგრძე 908 მეტრი იყო. ამ მატარებლის მაქსიმალური სიჩქარე იყო სამოცდათხუთმეტი კილომეტრი საათში.

იმავე 1979 წელს იაპონიაში გამოვიდა მაგლევის კიდევ ერთი მოდელი. მას ეძახდნენ "ML-500". იაპონურმა მატარებელმა მაგნიტურ ბალიშზე განავითარა სიჩქარე საათში ხუთას ჩვიდმეტ კილომეტრამდე.

კონკურენტუნარიანობა

სიჩქარე, რომელსაც შეუძლია განავითაროს მაგნიტური ბალიშის მატარებლები, შეიძლება შევადაროთ თვითმფრინავების სიჩქარეს. ამასთან დაკავშირებით, ამ ტიპის ტრანსპორტი შეიძლება გახდეს სერიოზული კონკურენტი იმ საჰაერო მარშრუტებისთვის, რომლებიც მოქმედებენ ათას კილომეტრამდე მანძილზე. მაგლევების ფართო გამოყენებას აფერხებს ის ფაქტი, რომ მათ არ შეუძლიათ გადაადგილება ტრადიციულ სარკინიგზო ზედაპირებზე. მაგნიტურ ბალიშებზე მატარებლებს სპეციალური მაგისტრალების აშენება სჭირდებათ. და ეს მოითხოვს კაპიტალის დიდ ინვესტიციას. ასევე ითვლება, რომ მაგლევისთვის შექმნილი მაგნიტური ველი შეიძლება უარყოფითად იმოქმედოსადამიანის ორგანიზმზე, რაც უარყოფითად იმოქმედებს მძღოლისა და ასეთ მარშრუტთან ახლოს მდებარე რეგიონების მაცხოვრებლებზე.

მუშაობის პრინციპი

მაგნიტური ბალიშის მატარებლები ტრანსპორტის განსაკუთრებული სახეობაა. მოძრაობის დროს მაგლევი თითქოს ცურავს რკინიგზის ლიანდაგზე, მასზე შეხების გარეშე. ეს გამოწვეულია იმით, რომ მანქანა კონტროლდება ხელოვნურად შექმნილი მაგნიტური ველის ძალით. მაგლევის მოძრაობის დროს ხახუნი არ არის. დამუხრუჭების ძალა არის აეროდინამიკური წევა.

როგორ მუშაობს? თითოეულმა ჩვენგანმა იცის მაგნიტების ძირითადი თვისებები მეექვსე კლასის ფიზიკის გაკვეთილებიდან. თუ ორი მაგნიტი შეკრიბება ჩრდილოეთ პოლუსებთან, ისინი მოგერიებენ ერთმანეთს. იქმნება ეგრეთ წოდებული მაგნიტური ბალიში. სხვადასხვა პოლუსების შეერთებისას მაგნიტები ერთმანეთს მიიზიდავენ. ეს საკმაოდ მარტივი პრინციპი საფუძვლად უდევს მაგლევის მატარებლის მოძრაობას, რომელიც ფაქტიურად სრიალებს ჰაერში რელსებიდან უმნიშვნელო მანძილზე.

ამჟამად უკვე შემუშავებულია ორი ტექნოლოგია, რომლის დახმარებითაც აქტიურდება მაგნიტური ბალიში ან საკიდი. მესამე ექსპერიმენტულია და მხოლოდ ქაღალდზე არსებობს.

ელექტრომაგნიტური საკიდი

ამ ტექნოლოგიას ეწოდება EMS. ის ეფუძნება ელექტრომაგნიტური ველის სიძლიერეს, რომელიც დროთა განმავლობაში იცვლება. იწვევს მაგლევის ლევიტაციას (ჰაერში აწევას). მატარებლის გადაადგილებისთვის ამ შემთხვევაში საჭიროა T-ს ფორმის რელსები, რომელთაგანაც მზადდებადირიჟორი (ჩვეულებრივ ლითონისგან). ამ გზით, სისტემის მუშაობა ჩვეულებრივი რკინიგზის მსგავსია. თუმცა, მატარებელში, ბორბლების წყვილის ნაცვლად, დამონტაჟებულია საყრდენი და სახელმძღვანელო მაგნიტები. ისინი მოთავსებულია ფერომაგნიტური სტატორების პარალელურად, რომლებიც მდებარეობს T- ფორმის ქსელის კიდეზე.

EMS ტექნოლოგიის მთავარი მინუსი არის სტატორსა და მაგნიტებს შორის მანძილის კონტროლის საჭიროება. და ეს იმისდა მიუხედავად, რომ ეს დამოკიდებულია ბევრ ფაქტორზე, მათ შორის ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების არასტაბილურ ხასიათზე. მატარებლის უეცარი გაჩერების თავიდან ასაცილებლად, მასზე დამონტაჟებულია სპეციალური ბატარეები. მათ შეუძლიათ დატენონ საყრდენი მაგნიტებში ჩაშენებული ხაზოვანი გენერატორები და ამით შეინარჩუნონ ლევიტაციის პროცესი დიდი ხნის განმავლობაში.

EMS-ზე დაფუძნებული მატარებლები დამუხრუჭებულია დაბალი აჩქარების სინქრონული ხაზოვანი ძრავით. იგი წარმოდგენილია საყრდენი მაგნიტებით, ასევე გზის გასწვრივ, რომელზედაც მაგლევი ტრიალებს. კომპოზიციის სიჩქარე და ბიძგი შეიძლება კონტროლდებოდეს გენერირებული ალტერნატიული დენის სიხშირისა და სიძლიერის შეცვლით. შენელებისთვის, უბრალოდ შეცვალეთ მაგნიტური ტალღების მიმართულება.

ელექტროდინამიკური საკიდარი

არსებობს ტექნოლოგია, რომელშიც მაგლევის მოძრაობა ხდება ორი ველის ურთიერთქმედებისას. ერთი მათგანი გზატკეცილის ტილოზეა შექმნილი, მეორე კი მატარებლის ბორტზეა შექმნილი. ამ ტექნოლოგიას EDS ეწოდება. მის ბაზაზე აშენდა იაპონური მაგლევის მატარებელი JR–Maglev.

ამ სისტემას აქვს გარკვეული განსხვავებები EMS-ისგან, სადაცჩვეულებრივი მაგნიტები, რომლებსაც ელექტრული დენი მიეწოდება ხვეულებიდან მხოლოდ დენის გამოყენებისას.

EDS ტექნოლოგია გულისხმობს ელექტროენერგიის მუდმივ მიწოდებას. ეს ხდება მაშინაც კი, თუ ელექტრომომარაგება გამორთულია. ასეთი სისტემის ხვეულებში დამონტაჟებულია კრიოგენური გაგრილება, რაც ზოგავს ელექტროენერგიის მნიშვნელოვან რაოდენობას.

EDS ტექნოლოგიის უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები

ელექტროდინამიკურ საკიდზე მომუშავე სისტემის დადებითი მხარე მისი სტაბილურობაა. მაგნიტებსა და ტილოებს შორის მანძილის უმნიშვნელო შემცირება ან გაზრდაც კი რეგულირდება მოგერიებისა და მიზიდულობის ძალებით. ეს საშუალებას აძლევს სისტემას იყოს უცვლელ მდგომარეობაში. ამ ტექნოლოგიით, არ არის საჭირო საკონტროლო ელექტრონიკის დაყენება. არ არის საჭირო მოწყობილობები, რომ დაარეგულირონ მანძილი ვებსა და მაგნიტებს შორის.

EDS ტექნოლოგიას აქვს გარკვეული ნაკლი. ამრიგად, კომპოზიციის ლევიტაციისთვის საკმარისი ძალა შეიძლება წარმოიშვას მხოლოდ მაღალი სიჩქარით. ამიტომ მაგლევი აღჭურვილია ბორბლებით. ისინი უზრუნველყოფენ მოძრაობას საათში ას კილომეტრამდე სიჩქარით. ამ ტექნოლოგიის კიდევ ერთი მინუსი არის ხახუნის ძალა, რომელიც წარმოიქმნება საგრებელი მაგნიტების უკანა და წინა მხარეს დაბალი სიჩქარით.

მგზავრებისთვის განკუთვნილ მონაკვეთში ძლიერი მაგნიტური ველის გამო, აუცილებელია სპეციალური დაცვის დაყენება. წინააღმდეგ შემთხვევაში, კარდიოსტიმულატორის მქონე პირს არ ეკრძალება მგზავრობა. ასევე საჭიროა დაცვა მაგნიტური მეხსიერებისთვის (საკრედიტო ბარათები და HDD).

შემუშავებულიტექნოლოგია

მესამე სისტემა, რომელიც ამჟამად მხოლოდ ქაღალდზე არსებობს, არის მუდმივი მაგნიტების გამოყენება EDS-ის ვარიანტში, რომლებიც არ საჭიროებენ ენერგიას გასააქტიურებლად. ბოლო დრომდე ითვლებოდა, რომ ეს შეუძლებელი იყო. მკვლევარები თვლიდნენ, რომ მუდმივ მაგნიტებს არ გააჩნდათ ისეთი ძალა, რომელსაც შეეძლო მატარებლის ლევიტაცია. თუმცა, ეს პრობლემა თავიდან აიცილეს. მის გადასაჭრელად მაგნიტები მოათავსეს ჰალბახის მასივში. ასეთი განლაგება იწვევს მაგნიტური ველის შექმნას არა მასივის ქვეშ, არამედ მის ზემოთ. ეს ხელს უწყობს მატარებლის ლევიტაციის შენარჩუნებას საათში დაახლოებით ხუთი კილომეტრის სიჩქარითაც კი.

ამ პროექტს ჯერ არ მიუღია პრაქტიკული განხორციელება. ეს გამოწვეულია მუდმივი მაგნიტებით დამზადებული მასივების მაღალი ღირებულებით.

მაგლევის ღირსება

მაგლევის მატარებლების ყველაზე მიმზიდველი მხარე არის მაღალი სიჩქარის მიღწევის პერსპექტივა, რაც საშუალებას მისცემს მაგლევს მომავალში კონკურენცია გაუწიონ რეაქტიულ თვითმფრინავებსაც კი. ამ ტიპის ტრანსპორტი საკმაოდ ეკონომიურია ელექტროენერგიის მოხმარების თვალსაზრისით. ასევე დაბალია მისი ექსპლუატაციის ხარჯები. ეს შესაძლებელი ხდება ხახუნის არარსებობის გამო. სასიამოვნოა მაგლევების დაბალი ხმაურიც, რაც დადებითად აისახება ეკოლოგიურ მდგომარეობაზე.

ხარვეზები

მაგლევის უარყოფითი მხარე ის არის, რომ მათ დამზადებას ძალიან ბევრი სჭირდება. ასევე მაღალია ტრასის მოვლა-პატრონობის ხარჯები. გარდა ამისა, ტრანსპორტის განხილული რეჟიმი მოითხოვს ლიანდაგის კომპლექსურ სისტემას და ულტრა ზუსტიმოწყობილობები, რომლებიც აკონტროლებენ მანძილს ტილოსა და მაგნიტებს შორის.

პროექტის განხორციელება ბერლინში

1980-იან წლებში გერმანიის დედაქალაქში მოხდა პირველი მაგლევის სისტემის გახსნა, სახელად M-Bahn. ტილოს სიგრძე 1,6 კმ იყო. შაბათ-კვირას მაგლევის მატარებელი სამ მეტროსადგურს შორის გადიოდა. მგზავრებისთვის მგზავრობა უფასო იყო. ბერლინის კედლის დაცემის შემდეგ ქალაქის მოსახლეობა თითქმის გაორმაგდა. იგი მოითხოვდა სატრანსპორტო ქსელების შექმნას მაღალი სამგზავრო მოძრაობის უზრუნველყოფის შესაძლებლობით. სწორედ ამიტომ 1991 წელს დაიშალა მაგნიტური ტილო და მის ადგილას მეტროს მშენებლობა დაიწყო.

ბირმინგემი

გერმანიის ამ ქალაქში, დაბალსიჩქარიანი მაგლევი დაკავშირებულია 1984 წლიდან 1995 წლამდე. აეროპორტი და რკინიგზის სადგური. მაგნიტური ბილიკის სიგრძე იყო მხოლოდ 600 მ.

გზა მუშაობდა ათი წელი და დაიკეტა მგზავრების არაერთი პრეტენზიის გამო არსებულ დისკომფორტზე. ამის შემდეგ, მონორელისმა ჩაანაცვლა მაგლევი ამ მონაკვეთში.

შანხაი

ბერლინში პირველი მაგნიტური გზა გერმანულმა კომპანია Transrapid-მა ააგო. პროექტის წარუმატებლობამ არ შეაჩერა დეველოპერები. მათ განაგრძეს კვლევა და მიიღეს ბრძანება ჩინეთის მთავრობისგან, რომელმაც გადაწყვიტა ქვეყანაში მაგლევის ბილიკის აშენება. ეს მაღალსიჩქარიანი (450 კმ/სთ) მარშრუტი აკავშირებდა შანხაის და პუდონგის აეროპორტს.30 კმ სიგრძის გზა გაიხსნა 2002 წელს. სამომავლო გეგმები მოიცავს მის გაფართოებას 175 კმ-მდე.

იაპონია

ეს ქვეყანა უმასპინძლა გამოფენას 2005 წელსექსპო-2005წ. მისი გახსნით ექსპლუატაციაში შევიდა 9 კმ სიგრძის მაგნიტური ბილიკი. ხაზზე ცხრა სადგურია. მაგლევი ემსახურება საგამოფენო ადგილის მიმდებარე ტერიტორიას.

მაგლევები მომავლის ტრანსპორტად ითვლება. უკვე 2025 წელს იგეგმება ახალი ავტომაგისტრალის გახსნა ისეთ ქვეყანაში, როგორიც იაპონიაა. მაგლევის მატარებელი მგზავრებს ტოკიოდან კუნძულის ცენტრალური ნაწილის ერთ-ერთ უბანში გადაიყვანს. მისი სიჩქარე 500 კმ/სთ იქნება. პროექტის განსახორციელებლად დაახლოებით ორმოცდახუთი მილიარდი დოლარი იქნება საჭირო.

რუსეთი

მაღალსიჩქარიანი მატარებლის შექმნას რუსეთის რკინიგზაც გეგმავს. 2030 წლისთვის რუსეთში მაგლევი მოსკოვსა და ვლადივოსტოკს დააკავშირებს. 9300 კილომეტრიან გზას მგზავრები 20 საათში გადალახავენ. მაგლევის მატარებლის სიჩქარე საათში ხუთას კილომეტრს მიაღწევს.