Bazele trenurilor magnetice levitate (Maglev)

Levitarea magnetică (maglev) este o tehnologie de transport relativ nouă în care vehiculele fără contact circulă în siguranță la viteze de 250 până la 300 de mile pe oră sau mai mari, în timp ce sunt suspendate, ghidate și propulsate deasupra unei căi de ghidare prin câmpuri magnetice. Ghidul este structura fizică de-a lungul căreia sunt levitate vehiculele maglev. Au fost propuse diverse configurații ale căii de ghidare, de exemplu, în formă de T, în formă de U, în formă de Y și cu fascicul de cutie, din oțel, beton sau aluminiu..

Există trei funcții principale de bază pentru tehnologia maglev: (1) levitație sau suspendare; (2) propulsie; și (3) îndrumări. În majoritatea proiectelor actuale, forțele magnetice sunt utilizate pentru a îndeplini toate cele trei funcții, deși s-ar putea utiliza o sursă nemagnetică de propulsie. Nu există consens asupra unui design optim pentru a îndeplini fiecare dintre funcțiile primare.

Sisteme de suspendare

Suspensia electromagnetică (EMS) este un sistem atractiv de levitare a forței prin care electromagnetii din vehicul interacționează și sunt atrași de șinele ferromagnetice de pe calea de ghidare. EMS a fost făcut practic prin progrese în sistemele de control electronice care mențin diferența de aer între vehicul și calea de ghidare, prevenind astfel contactul.

Variațiile de greutate a sarcinii utile, încărcările dinamice și neregulile căilor de ghidare sunt compensate prin schimbarea câmpului magnetic ca răspuns la măsurătorile distanței de aer din vehicul / cale.

Suspensia electrodinamică (EDS) folosește magneți pe vehiculul în mișcare pentru a induce curenți în calea de ghidare. Forța respulsivă rezultă produce suport și ghidare ale vehiculului în mod constant stabile, deoarece repulsia magnetică crește pe măsură ce decalajul dintre vehicul / pasarelă scade. Cu toate acestea, vehiculul trebuie să fie echipat cu roți sau alte forme de sprijin pentru "decolare" și "aterizare", deoarece EDS nu va levita la viteze sub aproximativ 25 mph. EDS a progresat cu progrese în criogenia și tehnologia magnetului supraconductor.

Sisteme de propulsie

Propulsia "cu stator lung" folosind o înfășurare motorie liniară cu motor electric în calea de ghidare pare a fi opțiunea favorizată pentru sistemele de mare viteză. De asemenea, este cel mai scump din cauza costurilor mai mari de construcție a căii de ghidare.

Propulsia „cu stator scurt” folosește un motor de inducție liniară (LIM) la bord și o cale de ghidare pasivă. În timp ce propulsia cu stator scurt reduce costurile căilor de ghidare, LIM este mare și reduce capacitatea de încărcare a vehiculului, ceea ce duce la costuri de exploatare mai mari și potențial de venituri mai scăzut în comparație cu propulsia cu stator lung. O a treia alternativă este o sursă de energie nemagnetică (turbină cu gaz sau turboprop), dar, de asemenea, aceasta duce la un vehicul greu și la o eficiență de operare redusă.

Sisteme de orientare

Ghidarea sau direcția se referă la forțele laterale care sunt necesare pentru ca vehiculul să urmeze calea de ghidare. Forțele necesare sunt furnizate într-un mod exact analog forțelor de suspendare, fie atractive, fie respingătoare. Aceiași magneți de la bordul vehiculului, care alimentează ascensorul, pot fi utilizați concomitent pentru ghidare sau pot fi folosiți magneți de ghidare separati.

Transportul Maglev și S.U.A.

Sistemele Maglev ar putea oferi o alternativă de transport atractivă pentru multe călătorii sensibile la timp, de 100 până la 600 de mile, reducând astfel congestia aerului și a autostrăzilor, poluarea aerului și consumul de energie și eliberarea de sloturi pentru un serviciu mai eficient de lungă durată pe aeroporturile aglomerate. Valoarea potențială a tehnologiei maglev a fost recunoscută în Legea intermodală a transportului de suprafață din 1991 (ISTEA).

Înainte de trecerea ISTEA, Congresul și-a însușit 26,2 milioane de dolari pentru a identifica conceptele de sistem maglev pentru a fi utilizate în Statele Unite și pentru a evalua fezabilitatea tehnică și economică a acestor sisteme. Studiile au fost, de asemenea, direcționate către determinarea rolului maglev în îmbunătățirea transportului interurban în Statele Unite. Ulterior, s-au alocat 9,8 milioane de dolari suplimentari pentru finalizarea Studiilor IMC.

De ce Maglev?

Care sunt atributele maglevului care își exprimă aprecierea de către planificatorii de transport?

Vitezele mai rapide - viteza de vârf ridicată și accelerația / frânarea ridicată permit viteze medii de trei până la patru ori mai mari decât limita de viteză a autostrăzii naționale de 65 mph (30 m / s) și timpul de călătorie ușă în ușă mai scăzut decât trenul de mare viteză sau aerul (pentru călătorii sub aproximativ 300 de mile sau 500 km). Viteze mai mari sunt realizabile. Maglev se deplasează de unde pleacă calea ferată de mare viteză, permițând viteze de 250 până la 300 mph (112 până la 134 m / s) și mai mari.

Maglev are o fiabilitate ridicată și mai puțin susceptibilă la congestionare și condiții meteorologice decât călătoria aeriană sau pe autostradă. Variația de la orar poate fi în medie mai puțin de un minut pe baza experienței străine de mare viteză. Aceasta înseamnă că timpul de conectare intra și intermodal poate fi redus la câteva minute (în loc de jumătate de oră sau mai mult necesare cu companiile aeriene și Amtrak în prezent) și că programările pot fi programate în condiții de siguranță fără a fi nevoie să ia în considerare întârzierile..

Maglev conferă independenței petrolului - în ceea ce privește aerul și automobilul din cauza Maglevului fiind alimentat electric. Petrolul este inutil pentru producerea de energie electrică. În 1990, mai puțin de 5 la sută din energia electrică a Națiunii a fost obținută din petrol, în timp ce petrolul utilizat atât din aer, cât și din modurile de automobile provine în principal din surse străine.