Презентація "Магнітна левітація"

Магнітна левітація

Мета : описати основні характеристики транспорту на магнітній подушці і подальші перспективи використання транспорту майбутнього , з’ясувати що таке левітація (магнітна).

Левітація (від лат. levitas — легкість) — стійка рівновага об'єкта у гравітаційному полі без безпосереднього контакту з іншими тілами. Необхідними умовами для левітації є наявність вертикальної сили, що компенсує силу тяжіння, та наявність горизонтальних сил, що виникають за зміщення тіла вбік і забезпечують його стійку рівновагу.

Магнітна левітація - технологія, метод підйому об'єкта за допомогою одного тільки магнітного поля. Магнітний тиск використовується для компенсації прискорення вільного падіння або будь-яких інших прискорень. Теорема Ірншоу доводить, що, використовуючи тільки ферромагнетики, неможливо стійко утримувати об'єкт в гравітаційному полі. Незважаючи на це, за допомогою сервомеханізмів, діамагнетиків, надпровідників і систем з вихровими струмами левітація можлива. У деяких випадках підйомна сила забезпечується магнітною левітацією, але при цьому є механічна підтримка, що дає стійкість. У цих випадках явище називається псевдолевітація.

Поки весь світ катається колесами на рейках, інженери та науковці працюють над тим, щоб пасажири почали літати без відриву від землі. Таку можливість їм дає технологія магнітної левітації (маглев), яка дозволяє потягам уже сьогодні розганятись до 600 км/год. А в планах – подолати звуковий бар’єр (1000 км/год), що раніше вдавалося лише надзвуковим літакам типу Конкорд. Це навіть дозволить з’єднати різні континенти Євразії та Америки залізницею – фахівці вже обговорюють подібний проект під назвою «Коридор розвитку тихоокеансього регіону».

Як працює левітація. Маглев – це технологія переміщення, в якій капсула або вагон піднімаються над поверхнею за допомогою явища відштовхування однакових полюсів магнітів. Завдяки цьому потяг летить над поверхнею, не торкаючись її. Відсутність колес дозволяє розвивати надзвичайно великі швидкості для наземного транспорту, оскільки інженерам не потрібно долати різноманітні перепони. Наприклад, високі напруження в матеріалі колес при високій швидкості обертання та можливість їхнього руйнування під час руху. Однойменні полюси відштовхуються, а різнойменні – притягуються. Це підіймає потяг над поверхнею

ІСТОРІЯ СТАНОВЛЕННЯ Перші сторінки історії Maglev заповнені рядами патентів, отриманих на початку XX століття в різних країнах. Ще в 1902 році патент на конструкцію поїзда, оснащеного лінійним двигуном, отримав німецький винахідник Альфред Зейден. А вже через чотири роки Франклін Скотт Сміт розробив ранній прототип поїзда на електромагнітному підвісі. Трохи пізніше, в період з 1937 року по 1941 рік, ще кілько патентів, що відносяться до потягів, оснащеним лінійними електродвигунами, отримав німецький інженер Герман Кемпер. В кінці 1960-х років дослідники перейшли від слова до діла. Британському інженеру Еріку Лейтвейту, якого багато хто називає «батьком Maglevа», вдалося розробити перший робочий повнорозмірний прототип лінійного асинхронного двигуна. У 1979 році з’явився перший в світі прототип поїзда на магнітній подушці, ліцензований для надання послуг з перевезення пасажирів – Transrapid 05. Випробувальний трек довжиною 908 м був побудований в Гамбурзі і представлений в ході виставки IVA 79. Інтерес до проекту виявився настільки великий, що Transrapid 05 вдалося успішно пропрацювати ще три місяці після закінчення виставки і перевезти в цілому близько 50 тис. пасажирів. Максимальна швидкість цього поїзда становила 75 км/год.

Система Transrapid 05 на виставці IVA 79 Перший комерційний магнітоплан з’явився в 1984 році в Бірмінгемі, Англія. Залізнична лінія на магнітному підвісі з’єднувала термінал міжнародного аеропорту Бірмінгема і розташовану поруч залізничну станцію. Вона успішно пропрацювала з 1984 по 1995 рік. Протяжність лінії становила всього 600 м, а висота, на яку потяг з лінійним асинхронним двигуном піднімався над полотном дороги – 15 міліметрів. У 2003 році на її місці була побудована система пасажирських перевезень Air. Rail Link на базі технології Cable Liner. У 1980-х роках до розробки і реалізації проектів по створенню високошвидкісних поїздів на магнітній подушці приступили не тільки в Англії і Німеччині, а й в Японії, Кореї, Китаї і США.

УЧАСТЬ КАФЕДРИ АЕМС-ЕП КПІ ІМ. ІГОРЯ СІКОРСЬКОГО В РОБОТАХ ПО ЛІНІЙНОМУ ЕЛЕКТРОПРИВОДУ І СИСТЕМАМ МАГНІТНОГО ПІДВІШУВАННЯІсторія Київського політехнічного зберігає чимало фактів про наукові розробки, які починалися саме в КПІ. Зокрема, у 1967 р. на території Виставки досягнень народного господарства (ВДНГ) України в м. Києві була побудована монорейкова дорога з лінійним електроприводом довжиною 525 м – спільна розробка кафедри електроприводу і автоматизації промислових установок, кафедри електричних машин та Київського заводу електротранспорту, яка вважається першою в світі трасою монорейки з лінійним електроприводом. У середині 70-80-х років кафедра АЕМС-ЕП брала активну участь у всесоюзній програмі СРСР по створенню системи високошвидкісного наземного транспорту з лінійним електроприводом та системою магнітного підвішування, призначеної для руху зі швидкістю до 500 км/год. На той час у дворі головного корпусу навіть існувала ділянка транспортної структури довжиною 50 м з діючим макетом екіпажу масою 400 кг, який утримувався на магнітному підвісі.

ПРОБЛЕМИ Не так давно популярні журнали називали потяги на магнітній подушці революційним транспортом, а про запуск нових проектів подібних систем із завидною регулярністю повідомляли як приватні компанії, так і органи влади з різних країн світу. Заради об’єктивності слід відмітити, що багато з цих грандіозних проектів не завершені, а деякі працюючі лінії на магнітному підвісі пізніше були законсервовані. Головною причиною уповільнення впровадження потягів на магнітній підвісці є їх висока вартість. Вони вимагають спеціально побудованої інфраструктури, яка, як правило, і є найбільш витратною статтею в бюджеті проекту. Наприклад, шанхайський Maglev обійшовся Китаю в $ 1,3 млрд або $ 43,6 млн за 1 км двостороннього полотна (включаючи витрати на створення поїздів і будівництво станцій). Конкурувати з авіакомпаніями поїзда на магнітній подушці можуть лише на довших маршрутах. Але знову ж таки, в світі є немало місць з великим пасажиропотоком, необхідним для того щоб транспорта лінія на магнітному підвісі окупилася.

Сучасний стан та перспективи На даний час монорейковий транспорт утвердився в декількох нішах – як розважальний (у парках, зоопарках, зонах відпочинку, на виставках), як автоматичний транспорт в аеропортах для зв’язку між терміналами та підвезення до міського транспорту, а також як міський та міжміський пасажирський транспорт. Завдяки безшумності та відсутності вібрацій в густонаселених містах монорейковий транспорт може проходити через житлові квартали і навіть наскрізь будинки. Міжміський високошвидкісний наземний транспорт з лінійним електроприводом у сполученні з магнітним підвісом забезпечує можливість безконтактного руху і складає достойну конкуренцію авіаційному, автомобільному та залізничному транспорту, перш за все з точки зору безпеки, екологічності, безшумності, можливості доставки пасажирів та вантажів безпосередньо в пункти призначення, без пересадок на інші види транспорту. Значна кількість розвинених країн продовжують інвестувати величезні кошти в проекти зі створення високошвидкісного наземного транспорту. Не так давно в Японії було відновлено швидкісні випробування поїзда на магнітній подушці Maglev L0, який увійде в експлуатацію до 2027 року. Японський уряд також сподівається зацікавити власними потягами на магнітній подушці США. Нещодавно представники компанії The Northeast Maglev, які планують з’єднати за допомогою залізничної лінії на магнітному підвісі Вашингтон і Нью-Йорк. Не виключено, що в найближчому майбутньому машини і поїзди на магнітній подушці стануть настільки доступним і повсякденним явищем, що навіть «літаючі автомобілі» виявляться економічно вигідними. Так що чекаємо новин з лабораторій.

висновки. Використані джерела : sites.google.comuk.wikipediatechtoday.in.uaepa.kpi.ua. Потяги на магнітній подушці вважаються одним з найбільш перспективних видів транспорту майбутнього. Від звичайних поїздів і монорейок поїзда на магнітній подушці відрізняються повною відсутністю коліс - при русі вагони як би ширяють над одною широкою рейкою за рахунок дії магнітних сил. В результаті швидкість руху такого поїзда може досягати 400 км / год, і в ряді випадків такий транспорт може замінити собою літак. В даний час в світі реалізується на практиці тільки один проект магнітної дороги, званої також Transrapid. Багатьом розробкам та проектам вже по 20-30 років. І головним завданням для їх творців є залучення інвесторів. Сама проблема транспорту досить істотна, адже часто ми купуємо деякі продукти так дорого, тому що багато витрачено на їх перевезення. Друга проблема - це екологія, третя - велика завантаженість транспортних шляхів, що збільшується рік від року, і для деяких видів транспорту на десятки відсотків. Ще одне питання, яке може з'явитися в найближчому майбутньому, - це швидке проходження митниці. Насправді його хочуть вирішити шляхом повної чіпізації всіх товарів. Чіпізація ще вигідна і тим, що ви, вірніше, вже ваші діти, зможуть прийти в магазин і отримати повну інформацію про товар за допомогою пристрою, що зчитує. Час рухається ...