Manyetik kaldırma treni

JR Maglev

Manyetik kaldırma treni -
Daha sonra Transrapid 08 , Emsland'daki test pistinde düştü

Manyetik levitasyon trenleri (ayrıca Maglev , İngilizce manyetik levitasyonundan ), manyetik kuvvetler tarafından askıda tutulan, yönlendirilen, sürülen ve frenlenen ray kılavuzlu kara araçlarıdır . Teknoloji, yüksek hızlar, ivmeler ve eğimler sağlar, ancak pazar bunu benimseme konusunda çok isteksizdir.

Manyetik kaldırma

JR Maglev MLX01 süper iletken mıknatıslı boji

Manyetik kaldırma trenleri, araçları havaya kaldırmak için manyetik alanlar kullanır. biri ayırt eder

• Elektromanyetik levitasyon sistemi ( elektromanyetik süspansiyon , EMS) ve
• Elektrodinamik kaldırma sistemi ( elektrodinamik süspansiyon , EDS).

Elektromanyetik olarak havada yükselen raylar durumunda, doğru akım tarafından uyarılan bir elektromıknatıs , bir hava boşluğunun diğer tarafındaki ferromanyetik malzemeyi manyetize eder ve bu da çekici bir kuvvet yaratır. Çekici süreç kontrol olmadan kararsız olacağından, burada aktif bir hava boşluğu kontrolü kullanılmalıdır. Bunun için hızlı ve verimli dinamik kontroller çok önemlidir. Aracı çekim kuvvetleriyle kaldırabilmek için Transrapid sisteminin şasisi yolu, örneğin Transrapid'i çevreler .

Elektrodinamik kaldırma sırasında, manyetik alanın daha derine nüfuz etmesini önleyen, örneğin JR-Maglev gibi bir itici kuvvetle sonuçlanan, çoğunlukla alüminyum olmak üzere manyetik olmayan elektrik iletkenlerinde karşı tarafta girdap akımlarına neden olan alternatif manyetik alanlar üretilir . EDS, düşük ve orta hızlarda daha az enerji verimlidir. Yüksek hızlarda, tek tip bir uyarıcı alanın hareketi bile girdap akımlarına yol açar, bu da EDS'nin enerji tüketimini düşürür ve EMS'nin tüketimini artırır.

Her iki sistem de süper iletken bobinlerle çalışabilir ve kalıcı mıknatıslar kullanılarak daha enerji verimli hale getirilebilir .

Sürücü türleri

Uzun statorun fonksiyonel şeması (hatta sürücü)

Uzun stator animasyonu

Lineer motor , temassız tahrik prensibi olarak düzenli olarak kullanılmaktadır. Tipik olarak, akımlar hava boşluğunun bir tarafında indüklenir. Diğer aktif taraf, dönen makinelere benzer şekilde stator olarak adlandırılır . Bu , güzergahta uzun bir stator olarak veya araç içinde veya üzerinde kısa bir stator olarak kurulabilir .

Kısa bir statoru enerjilendirmek için bir çift bara ile endüktif şanzıman veya dizel jeneratör gereklidir ve araçlar daha ağırdır. Öte yandan, rotadaki araç yoğunluğu çok yüksek değilse, uzun stator sadece yokuşlarda ve tren istasyonlarında maksimum itme için tasarlanmış olsa bile, uzun stator yapısının satın alınması daha pahalıdır.

değerlendirme

avantajları

• özellikle elektrodinamik (EDS) uzun stator yapısıyla, pantograflı demiryolu trenlerinden daha az hava direnci; böylece yüksek hızlarda daha sessiz ve daha enerji verimli
• Yüksek hızlanmalar, yavaşlamalar ve eğimler mümkündür; Buradaki sınır, yolcuların esenliği ve güvenliğidir.
• dağlar veya diğer coğrafi engellerden kaçınılabildiğinden, yüksek hızlı trenlerde olduğu gibi düz hat güzergahı gerekmez
• Uzun stator yapısı ile hat, trenlerin hareketini kontrol eder ve bu da daha kısa birimlerin daha hızlı bir şekilde daha kısa sürede güvenli sürücüsüz çalışmasını sağlar.
• sürtünme nedeniyle aşınma yok

dezavantaj

• Mevcut demiryolu altyapısı ile uyumsuzluk
• Yüksek güç gereksinimleri nedeniyle ağır mal trafiği için uygun değildir ve yavaş yerel yolcu trafiği için verimsizdir.
• Uzun stator sisteminin "açık" manyetik alanları veya kısa stator sisteminin baraları sokak seviyesine entegrasyonu engeller; Bu nedenle bağımsız yapılar yaygındır, anahtarlar diğer raylı sistemlere göre daha pahalıdır, bu da daha yavaş bir yerel ulaşım sistemi olarak kullanılmasını zorlaştırır
• Kış aylarında araba yolunun buz ve karla ilgili tahliyesi gereklidir.

Tarih

Londra'daki manyetik kaldırma treninin çizimi, 1914

1903'ten manyetik olarak dengeli yükseltilmiş bir demiryolunun çizimi

Hamburg'daki IVA 1979'da Transrapid 05

Prototip TR 06 , Bonn'daki Deutsches Museum'un önünde

Berlin Deutsche Bundespost'un kesin Endüstri ve Teknoloji serisinin 300 Pf posta pulu

Başlangıçlar

1914 yılında Fransız mucit Emile Bachelet sansasyon yarattı yılında Londra'da . Odalardan birinde, ayrı ayrı açık bobinler tarafından ileri doğru itilen uzun bir AC mıknatıs sırası üzerinde uçan, yaklaşık bir metre uzunluğunda alüminyumdan yapılmış, kurşun kalem şeklinde içi boş bir gövdesi vardı . Londra ve Liverpool arasında mektup taşımak için böyle bir sistem kullanmak istedi.

Weimar Cumhuriyeti ve Alman İmparatorluğu

Elektromanyetik süspansiyonlu tren teknikleriyle ilgilenen Hermann Kemper , 1922'de Alman Reich'ında manyetik süspansiyonlu trenin geliştirilmesine başlamıştı . Araçların elektromanyetik havaya kaldırılması için kendisine 14 Ağustos 1934'te Reich patenti 643316 verildi. Başlangıçta, maksimum hızlar için bir test parkuru tartışılıyordu; Ancak İkinci Dünya Savaşı nedeniyle bu proje sürdürülememiştir.

Federal Almanya Cumhuriyeti

İlk şirket temelleri ve ilk projeler

• 1967 yılında Stefan Hedrich kurdu Demiryolu Teknoloji Yenilik Derneği araştırmacılar ve şirketler manyetik asma treni daha da gelişmesine adamış edildiği,. 1973 itibaren, fizikçi Götz Heidelberg ve Profesör Herbert Weh dan Braunschweig Teknik Üniversitesi gelişimini sürdürdü.

• 1971 - 2 Nisan'da, MBB şirketinin (bugün Airbus Group ) manyetik kaldırma teknolojisinin temel aracının ilk test sürüşü, Münih yakınlarındaki Ottobrunn'da gerçekleştirildi .
• 1971 - 11 Ekim'de Krauss-Maffei şirketi Transrapid 02 test aracını Münih-Allach'ta tanıttı .
• 1972 - Erlangen'deki Siemens -Forschungszentrumsgelände'de E rlanger E rprobungs t räger (EET 01)
• 1979'da, dünyanın yolcu trafiği için onaylanan ilk maglev treni ( Transrapid 05 ), Hamburg'daki Uluslararası Taşımacılık Fuarı'nda (IVA) sunuldu .
• 1983'ten itibaren şirket , Batı Berlin'de , ulaşım için 1,6 km uzunluğunda bir monoray olan Potsdamer Platz'ın yakınında maglev rail GmbH'yi kurdu , M-Bahn , metronun kullanılmayan raylarına - U2 gitti. Almanya'nın yeniden birleşmesinden ve Berlin Duvarı'nın yıkılmasından sonra , yeraltı hattı yeniden etkinleştirildi, bu nedenle M-Bahn 1992'de söküldü ve daha da geliştirilmesi durduruldu. Berlin-Schönefeld Havalimanı tren istasyonu ile havalimanı binası arasında planlı bir yeniden yapılanma kısa sürede sonuçsuz kaldı.
• 1984 yılında Aşağı Saksonya Emsland'da Transrapid test tesisinin ilk inşaat aşaması faaliyete geçti .
• 22 Eylül 2006'da Emsland'da Lathen yakınlarında ciddi bir kaza meydana geldi : Transrapid, maglev treninin manyetik olmayan bir atölye arabasına yaklaşık 170 km/s hızla çarptı. 23 yolcu hayatını kaybetti, on kişi de ağır yaralandı.

Yönetmelikler ve planlama

Almanya'da, Maglev Bina ve İşletme Düzenlemeleri (MbBO), halka açık maglev trenlerinin yapımını ve işletilmesini düzenler. İlgili onay düzenlemeleri, Genel Manyetik Kaldırma Demiryolu Yasasında (AMbG) düzenlenir. Federal Demiryolu İdaresi konvansiyonel demiryolu ile olduğu gibi, denetim ve lisans otoritedir. Transrapid testi tesisi Emsland tabidir parça güdümlü trafik için teknolojiler (SpurVerkErprG) test etmek için inşaat ve test tesislerinin işletilmesi ile ilgili yasanın denetim 1976 den yetkisi budur Yol Yapım ve Ulaştırma Aşağı Saksonya Eyalet Kurumu ( NLStBV) .

Yeniden birleşmeden sonra manyetik bir kaldırma treninin ilk uzun mesafeli uygulaması olarak Hamburg ve Berlin arasında bir bağlantı planlandı. Bunun planlanması durdurulduktan sonra, ya Ren-Ruhr metropol bölgesindeki toplu taşımanın omurgası hızlı bir metro olarak ya da manyetik kaldırma teknolojisi kullanılarak bir havaalanı servisi olarak Münih Transrapid inşa edilecek . Bu planlar da daha sonra terk edildi. Hamburg-Bremen-Hollanda gibi diğer uzun vadeli projeler henüz fikir düzeyinin ötesine geçmedi.

Taşıma sistemi Bögl

In Sengenthal Üst Pfalz içinde, Max Bögl şirket olmuştur işletim B299 yanındaki 2016 yılından bu yana bir anda 800 metre uzunluğundaki manyetik kaldırma Deneme parçasını. Bögl taşıma sistemi (TSB), 150 km / saate kadar hızlar için tasarlanmıştır. Transrapid'in aksine, rota aracı içerir. Bir 3,5 kilometrelik test pisti planlanmaktadır içinde Chengdu (Çin).

İsviçre

SwissRapide konsorsiyumu, İsviçre için bir manyetik kaldırma treni planlıyor ve geliştiriyor . Büyük altyapı projeleri arasında öncü olarak, büyük ölçüde veya hatta tamamen özel yatırımcılar tarafından finanse edilmektedir. Uzun vadede SwissRapide Express, Cenevre ve St. Gallen arasındaki bölgeyi açacak ve Lucerne ve Basel şehirlerini entegre edecek . İlk projeler arasında Bern - Zürih , Lozan -Cenevre ve Zürih - Winterthur güzergahları yer alıyor . Lozan-Cenevre arası ilk uygulanacak rotadır. SwissRapide Express, 2004'ten beri Şanghay'da kullanılan Transrapid maglev teknolojisine dayanmaktadır ( Transrapid Shanghai ).

Daha önceki, iddialı bir gelecek projesi, İsviçre için bir şehir ağı olan Swissmetro idi . Swissmetro AG, bir görme, bir bir yeraltı manyetik olarak kaldırılmasının vardı kısmi vakum tüp çalıştırmak için ve böylece en önemli İsviçre şehir merkezleri ve hava bağlanmak için kullanılır. Önce Lozan - Cenevre arası bir güzergah ele alındı. Diğer olası rotalar Basel - Zürih ve havalimanlarına veya Cenevre - Lyon'a uzantılar olabilirdi . Swissmetro finansman nedeniyle başarısız oldu.

Linimo treni, Fujigaoka istasyonuna doğru ilerliyor.

Japonya

Japonya'da maglev trenleriyle ilgili araştırmalar 1962'den beri devam ediyor . Bu arada, iki sistem geliştirildi: süper iletken mıknatıslar üzerinde elektrodinamik olarak yükselen JR-Maglev veya Chūō-Shinkansen (uzun stator tahriki, maksimum çalışma hızı 500 km / s) ve elektromanyetik olarak havada yükselen HSST (kısa stator tahriki, maksimum çalışma hızı yaklaşık 100 km / s).

Chūō-Shinkansen ile Tokyo - Nagoya - Osaka güzergahı gerçekleştirilecektir; Yamanashi vilayetindeki mevcut 42,8 km uzunluğundaki test parkuru, Tokyo ve Nagoya arasında yapım aşamasında olan bölümün bir parçasını oluşturuyor.

HSST, Nagoya'nın doğusundaki Expo 2005 kapsamında dokuz kilometrelik bir yerel ulaşım hattında Mart 2005'ten bu yana Linimo adı altında faaliyet gösteriyor ve Temmuz 2005'e kadar on milyon yolcu taşıdı .

Çin

Transhızlı Şanghay

Şanghay'da Transrapid: Resim, Long Yang Yolu istasyonunun önündeki dört yavaş hızlı anahtardan oluşan rotadaki aktarma noktasını göstermektedir.

2004 yılının başında, Transrapid Shanghai'nin düzenli çalışması, Pudong Havalimanı'nı bağlama programına göre dünyanın en hızlı paletli aracı olarak başladı . Temassız, senkron uzun stator lineer motor sürücüsüne sahip temassız bir elektromanyetik kaldırma sistemidir (EMS) .

Transrapid ortak girişimine dayanarak, kendi manyetik kaldırma treninin geliştirilmesine resmi olarak 2002 yılında başlandı. O zamanlar, Guangzhou - Shenzhen - Hong Kong yüksek hızlı hattı hala planlama aşamasındaydı ve manyetik bir kaldırma treni olarak bir gerçekleştirme birkaç yıldır tartışılıyordu. Ancak, 2003 yılında bir komisyon tarafından yapılan sistem karşılaştırması, yalnızca inşaat süresinin daha uzun ve yatırım maliyetlerinin değil, aynı zamanda işletme ve bakım maliyetlerinin de daha yüksek olduğunu ortaya koydu. Bunun üzerine plan terk edildi.

2004 yılında, Şanghay'daki Tongji Üniversitesi'nin Jiading Kampüsü'nde, kısmen Pudong Hattı'ndan uzun statorlarla üç kilometrelik bir test pisti inşa edildi ve 2006'da, yerel trafiğe uygun bir araç olan kalıcı mıknatıslara sahip bir araç test edildi. Bu gelişme, o zamanlar Şanghay'daki hattın Hangzhou'ya 200 km kadar uzatılması için planlanan yaklaşık 4 milyar avroluk sipariş almayı umut eden Transrapid konsorsiyumu için bir rekabet değildi . Ancak 2008'de bu proje, artan maliyet tahminleri, geleneksel trenlerin artan hızları ve elektrosmog'dan korkan komşuların artan direnci nedeniyle başarısız oldu.

Changsha Maglev Ekspresi , Changsha Şehri ile havalimanı arasında 2016'dan beri çalışıyor .

Çin'deki üçüncü ticari Transrapid hattı, 30 Aralık 2017'de Pekin'in batısında açıldı ve burada Jinanqiao ve Shichang 7 durakları arasında maksimum 105 km/s ile S1 olarak bağlanıyor.

Chengdu Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, teknolojiyi daha da geliştirdiler ve 2021'in başlarında bir "süper maglev" prototipini sundular. Yeni modelin maksimum hızı ise 620 km/s olmalıdır. Basında çıkan haberlere göre, Çin'deki yetkililer yeni araçların çalışacağı iki rota planlıyor. Bu, Şanghay ve Guangzhou (Hong Kong'un kuzeyi) arasındaki bir rotadır . Seyahat süresi iki buçuk saat olmalıdır. İkinci bağlantı Pekin ve Guangzhou arasında yapılacak (yaklaşık 2.000 km). Seyahat süresi 3,5 saat olacaktır. Her iki güzergahın da 2030 yılına kadar faaliyete geçmesi bekleniyor.

Sovyetler Birliği

Sovyet deneysel aracı ТП-01, 1979'da üretildi, araç ağırlığı 12,0 t, araç uzunluğu 9 m

1970'lerde, Sovyetler Birliği'nde manyetik bir kaldırma treninin geliştirilmesi ilerledi. Doğrusal motorlu bir sürücü kullanılırken , kaldırma durumuna kalıcı mıknatıslarla ulaşılacaktı. Kalıcı mıknatıs kullanmanın ana nedeni, herhangi bir ek enerji kaynağı olmadan yüzen bir alan oluşturabilmeleriydi. Planlanan bir alternatif olduğu gibi O zaman, Moskova havaalanları için bir besleyici zaten olası bir yol olarak tartışılan ediliyordu Alma-Ata'da metro içinde Kazakistan SSC . Halihazırda tam donanımlı bir prototip ТП-01 ile 200 metrelik bir test rotasında yapılan geziler sırasında edinilen bilgiler, tasarımcıların kalıcı mıknatısların kullanılabilirliğinden şüphe duymasına neden oldu.

Sovyet prototipi ТП-05, 1986'da üretildi, araç ağırlığı 18,0 t, yol uzunluğu 850 m

Sonuç olarak, elektromanyetik kaldırma sistemine sahip bir yapı lehine manyetik kaldırma trenini daha da geliştirmeye karar verildi . Sürücü yine de lineer bir motorla yapılmalıdır. 18 koltuklu karşılık gelen bir prototip ТП-05, 1980'lerin başından beri geliştirildi ve üretildi. Kabin alüminyum bir konstrüksiyondur ve orijinal olarak iki kontrol sehpasına sahiptir. ТП-05, 850 metre uzunluğundaki bir test pistinde test edildi. 64 koltuklu daha uzun bir versiyonun Moskova-Sheremetyevo Havaalanı için bir besleyici olarak kullanılması, perestroyka sırasında Sovyet devlet ekonomisinin çöküşü zaten çok gelişmiş projeyi aniden sona erdirdiğinde zaten planlanmıştı .

Elektromıknatıslı manyetik kaldırma treni için mal taşıma vagonu, lineer motor, yapım yılı 2005, maks. yük 30 t

Prototip halen Ramenskoye'de (Moskova Oblastı), özel sektör koşullarında mal taşımacılığı için manyetik kaldırma trenlerinin gelişimini sürdüren ОАО ИНЦ «ТЭМП» şirketinin tesislerinde bulunuyor. Rostov-on-Don'da ev bileşenleri için 30 ton yük kapasiteli bir mal taşıma sistemi uygulandı .

Test sürüşlerinde hız kayıtlarının geliştirilmesi

geliştirme

• Güney Koreli şirket konsorsiyum Rotem bir hafif raylı sistem hattı etrafında 2005 uygulanmak üzere olan ile yak. 110 km / saat up hızlar için yerel bir manyetik asma treni, geliştirdi. 26 Eylül 2010 tarihinde, Incheon Maglev Havalimanı'nın temel atma töreni , Seul-Incheon Havalimanı'nda 6.1 kilometrelik bir mesafe ile gerçekleştirildi. Hattın tamamlanması 2012 yılı için planlandı ve 2016 yılında gerçekleşti.
• At TU Dresden , bir kavram geliştiriliyor adı altında SupraTrans bir manyetik havalanma dayanmaktadır süperiletken bir alanında kalıcı mıknatıs . İle yüksek sıcaklık süper iletkenler , havalanma için enerji gereksinimi azaltmalıdır.
• Manyetik levitasyonlu tren sistemleri de uzay araçları için başlangıç ​​yardımcıları olarak tekrar tekrar tartışılır, bu sayede roket taşıyan böyle bir tren sarp bir dağda veya devasa bir kayak atlama inşa edilir.
• Mayıs 1998'de, Berkeley'deki (Kaliforniya) Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'ndaki araştırmacılar , öncelikli güdümlü volan enerji depolamasının bir yan ürünü olarak tamamen yeni bir maglev sistemi Inductrack projesinden önce Halbach dizisinde pasif olarak düzenlenmiş oda sıcaklığında kalıcı mıknatıslardan yapılmıştır. yeni alaşımlar karakterize edilmiştir ve bu nedenle diğer tüm manyetik kaldırma sistemlerinden çok daha ucuz, daha enerji verimli ve daha ekonomiktir. Tren hareket ederken, hareketi itici bir manyetik alana neden olur ve rayın üzerinde süzülür. EDS JR-Maglev gibi, Inductrack da yardımcı tekerleklerle donatılacak ve örneğin bir pervane tarafından veya daha da geliştirilmiş Inductrack II'de çift Halbach dizilimi ile elektromanyetik darbelerle çalıştırılacaktır. Bu sistem daha sonra sadece daha ekonomik manyetik kaldırma trenlerini değil, aynı zamanda maliyeti düşüren roket fırlatma cihazlarını da mümkün kılacaktır. NASA tarafından yapılan araştırmalar, Mach 0.8'e kadar daha da geliştirilmiş bir indükleyici yardımıyla büyük bir roketi hızlandırarak  , yaklaşık %30-40 roket yakıtından tasarruf edilebileceğini ve yükün artırılabileceğini veya buna göre roketin azaltılabileceğini göstermektedir.

Yürütülen sistemler

Almanya

• Transrapid 05 : Dahili için 1979 Uluslararası Taşımacılık Sergisi'nde de Hamburg dan Heiligengeistfeld fuar merkezine, IVA bitiminden sonra tekrar sökülmüş
• M-Bahn : 1983'te Batı Berlin'de inşa edildi , 1992'de Duvar yıkıldıktan sonra söküldü, böylece U2 hattının doğu ve batı bölümleri yeniden bağlanabilirdi.
• Transrapid test tesisi Emsland : 1984'te Lathen'de devreye alındı , sonunda 2011'de kapatıldı
• Supratrans: yüksek sıcaklık süper iletkenlerine sahip iki koltuklu , Dresden'in sabit mıknatıslı 80 m test pistinde sürüş yapıyor .

Uluslararası

Daejeon'daki Hyundai Rotem Maglev Demiryolu

• Transrapid Şangay , Çin
• Miyazaki / Japonya'da test parkuru
• Yamanashi / Japonya'da test parkuru , bkz. JR-Maglev
• Tongji Üniversitesi , Jiading Kampüsü, Şanghay / Çin'in test parkuru , bkz. CM1 Dolphin
• Changsha Maglev Ekspresi , Çin (2016)
• Test parkuru Taeduk / Güney Kore
• Expo 2005 için Linimo / Japonya
• İnsanlar , Virginia / ABD'deki Old Dominion Üniversitesi kampüsüne taşınıyor
• İnsanlar Daejeon Expo Park ile Güney Kore Ulusal Bilim Müzesi (Kore) arasında hareket ediyor
• Incheon Havalimanı Maglev , Güney Kore (2016)
• Beijing Daitai Line S1 , Çin (2014)

çeşitli

İtki söz konusu olduğunda altyapı ve vagonlar birbirine ihtiyaç duyar, bu nedenle araç üreticisi genellikle altyapıyı da sağlar. Bu, aynı altyapı üzerinde farklı araç üreticileri arasındaki rekabeti daha da zorlaştırabilir.

Ayrıca bakınız

• transhızlı
• Hyperloop

Edebiyat

• Richard D. Thornton: Amerika Birleşik Devletleri'nde Verimli ve Uygun Fiyatlı Maglev Fırsatları , Proc. IEEE, 97, 2009 doi : 10.1109 / JPROC.2009.2030251 , ( çevrimiçi ; PDF; 1.3 MB)
• Rainer Schach, Peter Jehle, René Naumann: Transrapid ve tekerlekli raylı yüksek hızlı demiryolu . Springer, Berlin 2006, ISBN 3-540-28334-X
• Johannes Klühspies: Avrupa mobilitesinin gelecekteki yönleri: Maglev teknolojilerinin yeniliğinin perspektifleri ve sınırları . Habilitasyon tezi reklamı Üniv. Leipzig 2008, ISBN 3-940685-00-3

İnternet linkleri

Vikisözlük: Manyetik kaldırma treni  - anlamların açıklamaları, kelime kökenleri, eş anlamlılar, çeviriler

• Maglev bilgi ve haber sitesi
• International Maglev Board web sitesi
• Genel Maglev Yasasının Metni

Bireysel kanıt