Maglevs: Viitorul plutitor al trenurilor?

Ne pare rau, acest videoclip nu mai este disponibil

Ca viziune a viitorului, este un pic dezamagitor. Un container de transport maritim se afla deasupra unei platforme negre care se intinde pe o pista ridicata de 130 m (400 ft). Cand ma urc in cutia metalica, observ ca nu exista locuri si foarte putin de care sa ma tin.

Totusi, sunt inca entuziasmat, deoarece sunt pe cale sa merg pe singura tren de levitatie magnetica, sau Maglev, din Statele Unite, detinut si operat de General Atomic.

O lumina rosie clipeste, exista o zgomot si apoi un sentiment ca plutim … pentru ca suntem. Platforma de sub containerul de marfa in care ma aflu este sustinuta si deplasata de-a lungul unor electro-magneti puternici, permitand trenului sa se deplaseze cu frecare redusa si fara piese in miscare. Pe masura ce ne indepartam, nu se aude niciun sunet. Un plans bland este singurul indiciu al curentului care curge prin pista de mai jos, iar principalul zgomot pe care il putem auzi sunt camioanele de pe autostrada din apropiere. Pe masura ce containerul de transport mareste viteza, vantul sufla prin usile deschise si mersul este lin si fara efort. Doar 20 de secunde mai tarziu suntem in impas, dar este suficient sa ma ajute sa inteleg de ce sustinatorii cred ca sistemele Maglev sunt viitorul trenurilor si al calatoriilor de mare viteza, pe distante lungi.

Array

Maglevii nu sunt o idee noua. Brevetele pentru sistemele de transport de mare viteza au fost acordate inca din 1907, dar abia in 1984 a fost deschis primul sistem comercial de maglev pe aeroportul international Birmingham din Marea Britanie. Linia de 600 m (2.000 ft) a transportat pasagerii cu 40 km / h (25 mph) timp de 11 ani inainte de a fi inchisa din cauza problemelor de intretinere. De atunci, prototipuri de viteza mai mare au fost, de asemenea, prezentate, un tren in Japonia (JR-Maglev) stabilind un record mondial de viteza de 581 km / h (361 mph) in 2003. Dar costurile ridicate de pornire si dominatia preturilor ieftine si trenurile, avioanele si masinile fiabile inseamna ca exista doar doua sisteme comerciale care functioneaza astazi, unul in China si unul in Japonia.

Dar asta s-ar putea schimba in curand. Pe masura ce drumurile devin din ce in ce mai blocate, iar calatoriile aeriene devin din ce in ce mai afectate de intarzieri, securitate si preocupari de mediu, guvernele cauta tehnologii precum Maglev ca parte a mixului de transport.

Truc de levitatie

Toate Maglev-urile functioneaza pe un principiu similar – si simplu. Daca v-ati jucat vreodata cu magneti de bare, va veti aminti probabil ca opusele atrag, dar daca intoarceti unul dintre magneti in jurul valorii, atunci polii „ca” se resping. Acesta este ceea ce mentine masa unui tren – sau a unui container de transport – plutind cativa milimetri in aer, reducand frecarea si permitandu-i sa circule mult mai repede decat motoarele traditionale. Aceeasi forta magnetica poate fi folosita si pentru a o deplasa inainte.

„Toate fortele de propulsie provin de la electromagnetici, precum si fortele de levitatie si ghidare. Trenurile sunt complet levitate magnetic, conduse si ghidate ”, spune dr. Sam Gurol, director al programelor de transport la General Atomics din SUA.

Dar, desi toate sistemele se bazeaza pe acelasi principiu, exista o multime de abordari diferite pentru a face ca trenul sa pluteasca si sa se miste.

Suspensia electromagnetica (EMS) este cea mai comuna forma de maglev si este tipul utilizat in sistemul chinezesc care impiedica pasagerii sa depaseasca 400 km / h (250 mph) intre Shanghai si aeroportul Pudong. In majoritatea cazurilor, bratele in forma de C de sub tren infasoara o cale de ghidare. Electromagnetii montati pe aceste brate il ridica deasupra unei cai de otel atunci cand sunt alimentati. Acest tip de tren are avantajul ca pot levita cand stationeaza. Comenzile monitorizeaza si corecteaza inaltimea levitatiei intre 10 si 15 mm, deoarece diferentele mici pot avea un efect urias asupra fortei magnetice.

O a doua abordare este Suspensia electrodinamica (EDS). Diferenta aici este ca atat sina, cat si trenul sunt magnetizate. Magnetii din tren pot fi fie electro-magneti, fie magneti permanenti puternici. Calea are o serie de electro-magneti, iar cand trenul se misca cu viteza, calea si calea se resping reciproc. Acest sistem se auto-corecteaza. Trenul leviteaza intotdeauna la decalajul optim, fara a fi nevoie de sisteme de feedback costisitoare sau complicate. Dezavantajul EDS este ca trenul are inca nevoie de roti de un fel. La viteze mici nu se genereaza suficienta forta respingatoare pentru ca trenul sa leviteze. 

Sistemul pe care l-am vazut la General Atomics se bazeaza pe o a treia cale, cunoscuta sub numele de Inductrak, care elimina electromagnetii in favoarea magnetilor permanenti dispusi intr-un model special cunoscut sub numele de matrice Halbach, conceputa initial pentru acceleratorii de particule. Acestea concentreaza campul magnetic pe o parte, in timp ce il anuleaza pe partea opusa. La fel ca un sistem EDS, acestea inca necesita suport cand stationeaza, dar leviteaza la viteze mult mai mici, facandu-le o alternativa mai practica pentru sistemele cu opriri multiple. Inductrack are, de asemenea, avantajul distinct ca, intr-o pana de curent, masinile incetinesc singure, iar levitatia scade treptat pe masura ce trenul incetineste. De asemenea, se crede ca, in timp, aceasta abordare poate fi mai rentabila decat sistemele electromagnetice, lucru care nu va fi cunoscut pana cand sistemul comercial nu va incepe sa functioneze.

Surf electric

General Atomics a petrecut cinci ani rafinand sistemele de putere si control si completand un program complet de testare supravegheat de Departamentul Transporturilor din SUA.

„Acest program de testare a avut mare succes. Am finalizat tot ce putem face pe o pista de testare de acest tip ”, spune dr. Gurol, care are acum nevoie de finantare suplimentara. „Tehnologia este gata sa treaca la pasul urmator. Acesta este un sistem demonstrativ care transporta fie pasageri reali, fie marfuri. ”

Dar levitarea este doar jumatate din ecuatie. De asemenea, trenurile trebuie sa avanseze. Cea mai comuna propulsie pentru trenurile Maglev este un motor liniar. Bobinele de sarma, montate pe cale, au un curent care curge prin ele in ordine. Acestea functioneaza in mod similar cu motoarele electrice rotationale conventionale, cu exceptia faptului ca, in loc sa fie infasurate intr-un cilindru, sunt intinse orizontal. 

Cu toate acestea, trenul Maglev de la General Atomics foloseste un motor sincron liniar.

„Functioneaza similar cu un val care vine spre tarm”, spune dr. Gurol. „Aceasta unda nu este apa, ci electromagnetica. Surferul calareste pe val. ”

Dar, in cazul maglevului, surferul este trenul, care merge pe unda electromagnetica.

Acest tip de sistem are mai multe avantaje fata de tehnologia trenurilor existente, spune dr. Gurol. „Sunt mai bune in conditii meteorologice nefavorabile, deoarece nu sunt conduse de frecare, iar contactul electric nu devine o problema”.

„Daca te uiti la un tren tipic … ei folosesc motoare electrice. Au nevoie de o a treia sina pentru a prelua puterea dintr-o cale de ghidare. Ei transfera aceasta putere motoarelor electrice rotative de pe vehicul, care asigura fortele de propulsie. Aceasta implica cutii de viteze, tot felul de echipamente electrice la bord si asa mai departe. ”

Deoarece trenurile maglev nu au nevoie de multe dintre aceste piese in miscare, acestea sunt supuse unei uzuri mai mici si, prin urmare, costa mai putin pentru intretinere, sustin sustinatorii lor. Dar nu toata lumea este de acord, subliniind ca exista prea putine instalatii pentru a cunoaste adevaratul cost.

Cu toate acestea, aceste argumente ar putea fi solutionate in curand, cu noile sisteme care vor intra online la Beijing, China si Seoul, Coreea, in urmatoarele luni. Si alte sisteme sunt planificate in Puerto Rico, Venezuela, Europa si Australia, pentru orice, de la transportoare urbane cu viteza redusa la rute transcontinentale de mare viteza care ar putea provoca calatoriile cu avionul. Unii au speculat chiar ca un tunel transatlantic ar putea folosi tehnologia. Daca si cand se intampla acest lucru, as recomanda ceva mai confortabil decat un container de transport pentru a transporta pasagerii.

Daca doriti sa comentati aceasta poveste sau orice altceva ati vazut pe viitor, accesati pagina noastra de Facebook sau trimiteti-ne un mesaj pe Twitter.