Левітуючий потяг маглів. Високошвидкісні японські поїзди: опис, види та відгуки

Вже понад двісті років минуло з того моменту, коли людство винайшло перші паровози. Проте досі залізничний наземний транспорт, який перевозить пасажирів та великовагові вантажі за допомогою сили електрики та дизельного палива, дуже поширений.

Всі ці роки інженери-винахідники активно працювали над створенням альтернативних способів переміщення. Результатом їхньої праці стали поїзди на магнітних подушках.

Історія появи

Сама ідея створити поїзди на магнітних подушках активно розроблялася ще на початку ХХ століття. Проте втілити цей проект на той час із низки причин так і не вдалося. До виготовлення подібного поїзда почали лише 1969 р. Саме тоді на території ФРН почали укладати магнітну трасу, якою мав пройти новий транспортний засіб, який згодом назвали так: потяг-маглів. Запущено воно було в 1971 р. магнітною трасою пройшов перший поїзд-маглів, який називався «Трансрапід-02».

Цікавим є той факт, що німецькі інженери виготовляли альтернативний транспортний засіб на підставі тих записів, які залишив вчений Герман Кемпер, який ще в 1934 р. отримав патент, що підтверджував винахід магнітоплану.

«Трансрапід-02» важко назвати дуже швидким. Він міг переміщатися з максимальною швидкістю 90 кілометрів на годину. Низька була і його місткість – всього чотири людини.

У 1979 р. створили більш удосконалену модель маглєва. Цей потяг, що зветься «Трансрапід-05», міг перевозити вже шістдесят вісім пасажирів. Переміщався він по лінії, розташованій у місті Гамбурзі, довжина якої становила 908 метрів. Максимальна швидкість, яку розвивав цей поїзд, дорівнювала сімдесяти п'яти кілометрам на годину.

У тому ж 1979 р. у Японії було випущено іншу модель маглева. Її назвали "МЛ-500". Японський поїзд на магнітній подушці розвивав швидкість до п'ятисот сімнадцяти кілометрів на годину.

Конкурентоспроможність

Швидкість, яку можуть розвинути поїзди на магнітних подушках, можна порівняти зі швидкістю літаків. У зв'язку з цим цей вид транспорту може стати серйозним конкурентом для тих повітряних авіаліній, які працюють на відстані до тисячі кілометрів. Повсюдному застосуванню маглевів перешкоджає той факт, що переміщатися традиційними залізничними покриттями вони не можуть. Потяги на магнітних подушках потребують побудови спеціальних магістралей. А це потребує великих вкладень капіталу. Вважається також, що магнітне поле, що створюється для маглевів, здатне негативно впливати на організм людини, що негативно позначиться на здоров'ї машиніста і жителів регіонів, що знаходяться неподалік такої траси.

Принцип роботи

Поїзди на магнітних подушках є особливим різновидом транспорту. Під час руху маглів ніби ширяє над залізничним полотном, не торкаючись його. Це відбувається через те, що транспортний засіб керується силою штучно створеного магнітного поля. Під час руху магльова відсутнє тертя. Гальмівною силою при цьому є аеродинамічний опір.

Як це працює? Про те, які базові властивості мають магніти, кожному з нас відомо з уроків фізики шостого класу. Якщо два магніти піднести один до одного північними полюсами, то вони відштовхуватимуться. Створюється так звана магнітна подушка. При поєднанні різних полюсів магніти притягнуться один до одного. Цей досить простий принцип лежить в основі руху потяга-маглева, який буквально ковзає повітрям на незначній відстані від рейок.

В даний час вже розроблено дві технології, за допомогою яких приводиться в дію магнітна подушка або підвіс. Третя є експериментальною і існує лише на папері.

Електромагнітний підвіс

Ця технологія називається EMS. В її основі лежить сила електромагнітного поля, що змінюється у часі. Вона і викликає левітацію (підйом у повітрі) магльова. Для руху поїзда у разі необхідні Т-образные рейки, які виконуються з провідника (зазвичай, з металу). Цим робота системи схожа на звичайну залізницю. Однак у поїзді замість колісних пар встановлені опорні та напрямні магніти. Їх мають паралельно феромагнітним статорам, що знаходяться по краю Т-подібного полотна.

Основним недоліком технології EMS є необхідність контролю за відстанню між статором і магнітами. І це при тому, що воно залежить від безлічі факторів, у тому числі від непостійної природи електромагнітної взаємодії. Щоб уникнути раптової зупинки поїзда, на ньому встановлюються спеціальні батареї. Вони здатні заряджати лінійні генератори, вбудовані в опорні магніти, і цим досить довго підтримувати процес левітації.

Гальмування поїздів, створених на базі технології EMS, здійснює синхронний лінійний двигун низького прискорення. Він представлений опорними магнітами, а також дорожнім полотном, над яким ширяє маглів. Швидкість та тягу складу можна регулювати зміною частоти та сили створюваного змінного струму. Для уповільнення ходу достатньо змінити напрямок магнітних хвиль.

Електродинамічний підвіс

Існує технологія, коли рух магльова відбувається при взаємодії двох полів. Одне створюється в полотні магістралі, а друге – на борту складу. Ця технологія одержала назву EDS. На її базі побудований японський поїзд на магнітній подушці JR-Maglev.

Така система має деякі відмінності від EMS, де використовуються звичайні магніти, до яких від котушок підводиться електричний струм тільки при подачі живлення.

Технологія EDS має на увазі постійне надходження електрики. Це відбувається навіть у тому випадку, якщо джерело живлення вимкнено. У котушках такої системи встановлено кріогенне охолодження, що дозволяє заощаджувати значні обсяги електроенергії.

Переваги та недоліки технології EDS

Позитивною стороною системи, що працює на електродинамічному підвісі, є її стабільність. Навіть незначне скорочення або збільшення відстані між магнітами та полотном регулюється силами відштовхування та тяжіння. Це дозволяє системі перебувати у незмінному стані. За даної технології відсутня необхідність у встановленні електроніки для контролю. Не потрібні й прилади для регулювання відстані між полотном та магнітами.

Технологія EDS має деякі недоліки. Так, сила, достатня для левітації складу, може виникнути тільки великій швидкості. Саме тому маглеви оснащують колесами. Вони забезпечують їхній рух при швидкості до ста кілометрів на годину. Ще одним недоліком даної технології є сила тертя, що виникає в задній і передній частині магнітів, що відштовхують, при низькому значенні швидкості.

Через сильне магнітне поле в секції, призначеній для пасажирів, необхідна установка спеціального захисту. А якщо ні, то людині з електронним стимулятором серця подорожувати заборонено. Захист необхідний і для магнітних носіїв інформації (кредитних карток та HDD).

Технологія, що розробляється

Третьою системою, яка зараз існує лише на папері, є використання у варіанті EDS постійних магнітів, які для активації не потребують подачі енергії. Ще нещодавно вважалося, що це неможливо. Дослідники вважали, що постійні магніти не мають такої сили, яка здатна викликати левітацію поїзда. Однак цієї проблеми вдалося уникнути. Для її вирішення магніти помістили в масив Хальбаха. Подібне розташування призводить до створення магнітного поля не під масивом, а над ним. Це сприяє підтримці левітації складу навіть на швидкості близько п'яти кілометрів на годину.

Практичної реалізації цей проект поки що не отримав. Це високою вартістю масивів, виконаних із постійних магнітів.

Переваги маглевів

Найбільш привабливою стороною поїздів на магнітній подушці є перспектива досягнення ними високих швидкостей, які дозволять магльям у майбутньому конкурувати навіть із реактивними літаками. Цей вид транспорту досить економічний за рівнем споживаної електроенергії. Невеликі витрати та на його експлуатацію. Це стає можливим через відсутність тертя. Тішить і низький шум маглевів, що позитивно позначиться на екологічній обстановці.

Недоліки

Негативною стороною маглів є занадто велика сума, необхідна для їх створення. Високі витрати та обслуговування колії. Крім того, для розглянутого виду транспорту потрібна складна система шляхів та надточні прилади, що контролюють відстань між полотном та магнітами.

Реалізація проекту у Берліні

У столиці Німеччини у 1980 роках відбулося відкриття першої системи типу маглів під назвою M-Bahn. Довжина полотна складала 1,6 км. Потяг на магнітній подушці курсував між трьома станціями метро у вихідні дні. Проїзд пасажирів був безкоштовним. Після падіння Берлінського муру населення міста збільшилося практично вдвічі. Потрібно було створення транспортних мереж, що володіють можливістю забезпечення високого пасажиропотоку. Саме тому 1991 р. магнітне полотно було демонтовано, а на його місці почалося будівництво метро.

Бірмінгем

У цьому німецькому місті низькошвидкісний маглів з'єднував з 1984 по 1995 роки. аеропорт та залізничну станцію. Довжина магнітного шляху становила лише 600 м.

Дорога пропрацювала десять років і була закрита через численні скарги пасажирів на існуючі незручності. Згодом монорейковий транспорт замінив маглів на цій ділянці.

Шанхай

Перша магнітна дорога у Берліні була побудована німецькою компанією Transrapid. Невдача проекту не відлякала розробників. Вони продовжили свої дослідження та отримали замовлення від китайського уряду, який вирішив звести в країні трасу-маглів. Шанхай та аеропорт «Пудун» зв'язав цей високошвидкісний (до 450 км/год) шлях.

Дорогу завдовжки 30 км відкрили 2002 р. У планах майбутнє – її продовження до 175 км.

Японія

У цій країні у 2005 р. відбулася виставка Expo-2005. До її відкриття було введено в експлуатацію магнітна траса завдовжки 9 км. На лінії розміщується дев'ять станцій. Маглєв обслуговує територію, яка прилягає до місця проведення виставки.

Маглеви вважаються транспортом майбутнього. Вже 2025 р. планується відкрити нову надшвидкісну трасу в такій країні, як Японія. Потяг на магнітній подушці перевозитиме пасажирів із Токіо до одного з районів центральної частини острова. Його швидкість становитиме 500 км/год. Для реалізації проекту знадобиться близько сорока п'яти мільярдів доларів.

Ав. Людмила Фролова January 19, 2015 http://fb.ru/article/165360/po...

Японський потяг-магнітоплан знову побив рекорд швидкості

Відстань 280 кілометрів поїзд долатиме всього 40 хвилин

Японський поїзд на магнітній подушці, або маглів, побив власний рекорд швидкості, розігнавшись до 603 км/год під час випробувань поблизу Фудзіями.

Попередній рекорд – 590км/год – був поставлений ним минулого тижня.

Компанія JR Central, до якої належать ці склади, має намір випустити їх на маршрут Токіо-Нагоя до 2027 року.

Відстань у 280 кілометрів поїзд долатиме лише за 40 хвилин.

При цьому, за словами керівництва компанії, возитимуть пасажирів на максимальній швидкості: він розганятиметься "лише" до 505 км/год. Але і це помітно вище, ніж швидкість найшвидшого на сьогоднішній день японського поїзда "Сінкансен", що покриває за годину відстань у 320 км.

Пасажирам рекорди швидкості демонструвати не будуть, але 500 км/год їм вистачить за очі

Вартість будівництва швидкісної магістралі до Нагої становитиме майже 100 млрд доларів, це пояснюється тим, що понад 80% шляху пролягатиме тунелями.

Очікується, що до 2045 року маглівські потяги долатимуть відстань від Токіо до Осаки всього за годину, скоротивши час в дорозі вдвічі.

Поспостерігати за випробуваннями надшвидкісного поїзда зібралося близько 200 ентузіастів.

"У мене аж мурашки по шкірі, так хочеться якнайшвидше покататися на цьому поїзді, - заявила телекомпанії NHK одна з глядачок. - Для мене ніби відкрилася нова сторінка історії".

"Чим швидше рухається поїзд, тим більше він стійкий, так що якість поїздки, на мій погляд, покращилася", - пояснює глава дослідницького відділу компанії JR Central Ясукадзу Ендо.

Нові поїзди вийдуть на маршрут Токіо-Нагоя до 2027 року

У Японії вже давно існує мережа високошвидкісних доріг на залізницях "Сінкансен". Однак, інвестуючи в нову технологію поїздів на магнітній подушці, японці сподіваються, що зможуть експортувати її за кордон.

Очікується, що під час візиту до США прем'єр-міністр Японії Сіндзо Абе виступить із пропозицією допомоги у будівництві високошвидкісної магістралі між Нью-Йорком та Вашингтоном.

Інші пости в рамках серії "Перспективний високоростний транспорт" та "Перспективний місцевий транспорт" див.

Надзвуковий вакуумний потяг - Hyperloop. Із серії "Перспективний високошвидкісний транспорт."

Серія "Перспективний місцевий транспорт". Новий електропоїзд ЕП2Д

Відео-бонус

Ми продовжуємо розповідати про незвичайні речі та на черзі пристрої, цінність яких важко переоцінити – поїзди!

Історія поїздів загалом це гімн швидкості та надійності, що проходить через інтриги та величезну кількість грошей, але нас цікавлять 10 найшвидших поїздів сучасності.

Світ поїздів виглядає на сьогоднішній день незвичайно, пов'язано це з тим, що з 1979 року до класичного рейкового поїзда приєдналися їх високотехнологічні брати, машини з майбутнього - Маглеви (від англ. Magnetic levitation - магнітна левітація). Гордо ширяють над магнітним полотном і рухаються останніми досягненнями в області надпровідників, саме вони можуть стати транспортом майбутнього. Зважаючи на це, для кожного ми будемо вказувати тип поїзда і в яких умовах було отримано рекорд, адже десь на борту експреса не було пасажирів, десь навіть машиністів.

1. Shinkansen

Світовий рекорд швидкості належить Японському складу маглів, 21 квітня 2015 року на спец дільниці під час випробувань у префектурі Яманасі склад зміг розвинути швидкість 603 кілометри на годину, на борту був тільки машиніст. Це просто неймовірна цифра!

Відео ролик випробувань:

До шаленої швидкості можна додати дивовижну безшумність цього суперпоїзда, відсутність коліс робить поїздку комфортною та напрочуд плавною.

На сьогоднішній день Shinkansen є одним із найшвидших поїздів на комерційних маршрутах, його швидкість становить 443 км/год.

2. TGV POS

Першим за швидкістю серед рейкових поїздів, але другим в абсолютному заліку, на планеті (на 2015 рік) є французький TGV POS. Дивним є те, що в момент фіксації рекорду швидкості поїзд розігнали до вражаючої цифри в 574,8 км/год, при цьому журналісти та обслуговуючий персонал були на борту!

Але навіть з урахуванням світового рекорду, швидкість поїзда під час руху комерційними маршрутами не перевищує 320 км/год.

3. Shanghai Maglev Train

Далі, у нас третє місце, віддане Китаю з їхньою Shanghai Maglev Train, як зрозуміло з назви, цей поїзд грає в категорії чарівників висять у потужному магнітному полі. Цей неймовірний маглів утримує швидкість 431 км/год протягом 90 секунд (за цей час він встигає проковтнути 10,5 кілометр!), що до максимальної швидкості цього складу, то під час випробувань його змогли розігнати до 501 км/год.

4. CRH380A

Ще один рекорд родом з Китаю, що пойняв почесне четверте місце поїзд із неймовірно милозвучною назвою «CRH380A». Максимальна швидкість на маршруті зрозуміло з назви 380 км/год, а максимально зафіксований результат 486,1 км/год. Примітно, що цей швидкісний поїзд зібраний і випущений повністю спираючись на китайські виробничі потужності. Потяг перевозить майже 500 пасажирів, а посадка реалізована як у літаку.

5. TR-09

Локація: Німеччина – максимальна швидкість 450 км/год. TR-09.

П'ятий номер із країни найшвидших доріг – автобанів, і якщо за швидкістю на дорогах Німеччину справді можна віднести до найшвидшої країни, то поїздам до номера 1 далеко.

На шостому місці поїзд із Південної Кореї. KTX2, саме так називають корейський поїзд кулю, зміг розігнатися до 352 км/година, але на даний момент максимальна швидкість на комерційних маршрутах обмежена 300 км/год.

7. THSR 700T

Наступний герой хоч і не є найшвидшим поїздом на планеті все-таки заслуговує на окремі оплески, причиною тому вражаюча місткість 989 пасажирів!, а якщо додати до цього швидкість в 335 км/год, то «THSR 700T» з міста Тайбей що на Тайвані може вважатися одним із найбільш містких та швидких видів транспорту.

8. AVETalgo-350

Прибуваємо до восьмого місця і зупинка проводиться в Іспанії ми на борту AVETalgo-350 (Alta Velocidad Española) на прізвисько - "Качконос". Прізвисько походить з аеродинамічного виду ведучого вагона (ну ви самі бачите), але хоч як би смішно виглядав наш герой, швидкість в 330 км/год дає йому право брати участь у нашому рейтингу!

9. Eurostar Train

9 місце Eurostar Train - Франція, поїзд не такий швидкий 300 км/год (не далеко від нашого Сапсана), але місткість поїзда вражає 900 пасажирів. До речі, саме на цьому поїзді учасники знаменитого телешоу Top Gear (нині спочившего, якщо любите його як я, великий палець вгору!) у 4 сезоні 1 серії змагалися із дивовижним Aston Martin DB9.

10. Сапсан

На 10-е місце, звичайно, потрібно поставити Італійський «ETR 500» з його непоганими 300 км/год, але хочеться поставити наш, цілком швидкий Сапсан. Хоча сучасна експлуатаційна швидкість цього поїзда обмежена 250 км/год, його модернізація (і швидше модернізація шляхів прямування) дозволить складу йти зі швидкістю 350 км/год. На даний момент - це неможливо з безлічі причин, одна з них - вихровий ефект, який здатний збити дорослу людину з ніг на відстані 5 метрів від колій. Також Сапсан ставить один забавний рекорд – це найширший швидкісний поїзд у світі. Хоча поїзд побудований на платформі компанії Siemens, за рахунок ширшої колії використовуваної в Росії 1520 мм, проти європейської в 1435 мм, стало можливим збільшити ширину вагона на 300 мм, це і робить Сапсан "пузатим" поїздом кулею.

Поїзди на магнітній подушці, маглеви – найшвидший вид наземного транспорту. І хоча в експлуатацію поки що введено лише три невеликі треки, дослідження та випробування прототипів магнітних поїздів проходять у різних країнах. Як розвивалася технологія магнітної левітації і що чекає на неї в найближчому майбутньому ви дізнаєтеся з цієї статті.

Перші сторінки історії маглів були заповнені рядами патентів, отриманих на початку XX століття у різних країнах. Ще 1902 року патентом на конструкцію поїзда, оснащеного лінійним двигуном, відзначився німецький винахідник Альфред Зейден. А вже за чотири роки Франклін Скотт Сміт розробив ще один ранній прототип поїзда на електромагнітному підвісі. Трохи пізніше, в період з 1937 по 1941 рік, ще кількох патентів, що відносяться до поїздів, оснащених лінійними електродвигунами, отримав німецький інженер Герман Кемпер. До речі, рухомі склади Московської монорейкової транспортної системи, побудованої у 2004 р., використовують для руху асинхронні лінійні двигуни – це перша у світі монорейка з лінійним двигуном.

Поїзд Московської монорейкової системи біля станції Телецентр

Наприкінці 1940-х років дослідники перейшли від слова до діла. Британському інженеру Еріку Лейзвейту, якого багато хто називає «батьком маглевів», вдалося розробити перший робочий повнорозмірний прототип лінійного асинхронного двигуна. Пізніше, у 1960-х роках він приєднався до розробки швидкісного поїзда Tracked Hovercraft. На жаль, 1973 року проект закрили через брак коштів.

У 1979 році з'явився перший у 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 великим, що Transrapid 05 вдалося успішно опрацювати ще три місяці після закінчення виставки та перевезти загалом близько 50 тис. пасажирів. Максимальна швидкість цього поїзда складала 75 км/год.

А перший комерційний магнітоплан з'явився 1984 року в Бірмінгемі, Англія. Залізнична лінія на магнітному підвісі з'єднувала термінал міжнародного аеропорту Бірмінгема та розташовану поруч залізничну станцію. Вона успішно пропрацювала з 1984 до 1995 року. Протяжність лінії становила лише 600 м, а висота, яку склад з лінійним асинхронним двигуном піднімався над полотном дороги – 15 мм. У 2003 році на її місці було побудовано систему пасажирських перевезень AirRail Link на базі технології Cable Liner.

У 1980-х роках до розробки та реалізації проектів зі створення високошвидкісних поїздів на магнітній подушці розпочали не тільки в Англії та Німеччині, а й у Японії, Кореї, Китаї та США.

Як це працює

Про основні властивості магнітів ми знаємо ще з уроків фізики за 6 клас. Якщо піднести північний полюс постійного магніту до північного полюса іншого магніту, вони будуть відштовхуватися. Якщо один із магнітів перевернути, з'єднавши різні полюси – притягуватися. Це простий принцип закладений у потягах-маглівах, які ковзають повітрям над рейкою на незначній відстані.

В основі технології магнітного підвісу лежать три основні підсистеми: левітація, стабілізація та прискорення. У той же час на даний момент існує дві основні технології магнітного підвісу та одна експериментальна, доведена лише на папері.

Поїзди, побудовані з урахуванням технології електромагнітного підвісу (EMS) для левітації використовують електромагнітне полі, сила якого змінюється за часом. У цьому практична реалізація цієї системи дуже схожа працювати звичайного залізничного транспорту. Тут застосовується Т-подібне рейкове полотно, виконане з провідника (в основному металу), але поїзд замість колісних пар використовує систему електромагнітів – опорних та напрямних. Опорні та напрямні магніти при цьому розташовані паралельно до феромагнітних статорів, розміщених на краях Т-подібного шляху. Головний недолік технології EMS – відстань між опорним магнітом та статором, яка становить 15 міліметрів і має контролюватись та коригуватись спеціальними автоматизованими системами в залежності від безлічі факторів, включаючи непостійну природу електромагнітної взаємодії. До речі, працює система левітації завдяки батареям, встановленим на борту поїзда, які заряджаються лінійними генераторами, вбудованими в опорні магніти. Таким чином, у разі зупинки поїзд зможе досить довго левітувати на батареях. На базі технології EMS побудовано поїзди Transrapid і, зокрема, шанхайський маглів.

Поїзди на базі технології EMS наводяться в рух та здійснюють гальмування за допомогою синхронного лінійного двигуна низького прискорення, представленого опорними магнітами та полотном, над яким ширяє магнітоплан. За великим рахунком, рухова система, вбудована в полотно, являє собою звичайний статор (нерухома частина лінійного електродвигуна), розгорнутий вздовж нижньої частини полотна, а опорні електромагніти, у свою чергу, працюють якоря електродвигуна. Таким чином, замість отримання крутного моменту, змінний струм у котушках генерує магнітне поле хвиль, що збуджуються, яке переміщає склад безконтактно. Зміна сили та частоти змінного струму дозволяє регулювати тягу та швидкість складу. При цьому щоб уповільнити хід, потрібно лише змінити напрямок магнітного поля.

У разі застосування технології електродинамічного підвісу (EDS) левітація здійснюється при взаємодії магнітного поля в полотні та поля, яке створюється надпровідними магнітами на борту складу. На базі технології EDS побудовано японські потяги JR-Maglev. На відміну від технології EMS, в якій застосовані звичайні електромагніти та котушки проводять електрику тільки в той момент, коли подається живлення, надпровідні електромагніти можуть проводити електрику навіть після того, як джерело живлення було відключено, наприклад, у разі відключення електроенергії. Охолоджуючи котушки в системі EDS, можна заощадити досить багато енергії. Тим не менш, кріогенна система охолодження, що використовується для підтримки нижчих температур у котушках, може виявитися досить дорогою.

Головною перевагою системи EDS є висока стабільність – при незначному скороченні відстані між полотном і магнітами виникає сила відштовхування, яка повертає магніти в початкове положення, водночас збільшення відстані знижує силу відштовхування та підвищує силу тяжіння, що знову ж таки веде до стабілізації системи. У цьому випадку жодної електроніки для контролю та коригування відстані між поїздом та полотном не потрібно.

Щоправда, без недоліків тут також не обійшлося – достатня для левітації складу сила виникає лише на високих швидкостях. Тому поїзд на системі EDS повинен бути оснащений колесами, які зможуть забезпечувати рух при низьких швидкостях (до 100 км/год). Відповідні зміни також повинні бути внесені по всій довжині полотна, оскільки поїзд може зупинитись у будь-якому місці у зв'язку з технічними несправностями.

Ще одним недоліком EDS є те, що при низьких швидкостях у передній і задній частинах магнітів, що відштовхують, в полотні виникає сила тертя, яка діє проти них. Це одна з причин, через яку в JR-Maglev відмовилися від системи, що повністю відштовхує, і подивилися в бік системи бічної левітації.

Варто також відзначити, що сильні магнітні поля в секції пасажирів породжують необхідність установки магнітного захисту. Без екранування подорож у такому вагоні для пасажирів з електронним стимулятором серця чи магнітними носіями інформації (HDD та кредитні картки), протипоказана.

Підсистема прискорення в поїздах на базі технології EDS працює так само, як і у складах на базі технології EMS, за винятком того, що після зміни полярності статори тут на мить зупиняються.

Третьою, найближчою до реалізації технологією, що існує тільки на папері, є варіант EDS з постійними магнітами Inductrack, для активації яких не потрібна енергія. До недавнього часу дослідники вважали, що постійні магніти не мають достатньої для левітації поїзда силою. Однак цю проблему вдалося вирішити шляхом розміщення магнітів у так званий масив Хальбаха. Магніти розташовані таким чином, що магнітне поле виникає над масивом, а не під ним, і здатні підтримувати левітацію поїзда на дуже низьких швидкостях - близько 5 км/год. Щоправда, вартість таких масивів із постійних магнітів дуже висока, тому поки що й не існує жодного комерційного проекту такого роду.

Книга рекордів Гіннеса

На даний момент перший рядок у списку найшвидших поїздів на магнітній подушці займає японське рішення JR-Maglev MLX01, якому 2 грудня 2003 на випробувальній трасі в Яманасі вдалося розвинути рекордну швидкість - 581 км / год. Варто зазначити, що JR-Maglev MLX01 належить ще кілька рекордів, встановлених у період з 1997 по 1999 рік – 531, 550, 552 км/год.

Якщо поглянути на найближчих конкурентів, то серед них варто відзначити шанхайський маглів Transrapid SMT, побудований у Німеччині, якому вдалося в ході випробувань у 2003 році розвинути швидкість 501 км/год та його прабатька – Transrapid 07, який подолав рубіж у 436 км/год. 1988 року.

Практична реалізація

Поїзд на магнітній подушці Linimo, експлуатація якого розпочалася у березні 2005 року, був розроблений компанією Chubu HSST і досі використовується у Японії. Він курсує між двома містами префектури Айті. Протяжність полотна, над яким парить маглів становить близько 9 км (9 станцій). При цьому максимальна швидкість Linimo дорівнює 100 км/год. Це не завадило йому лише протягом перших трьох місяців з моменту запуску перевезти понад 10 млн. пасажирів.

Найбільш відомим є шанхайський маглів, створений німецькою компанією Transrapid та введений в експлуатацію 1 січня 2004 року. Ця залізнична лінія на магнітному підвісі з'єднує станцію шанхайського метро Лун'ян Лу із міжнародним аеропортом Пудун. Загальна відстань становить 30 км, поїзд долає його приблизно за 7,5 хв, розганяючись до швидкості 431 км/год.

Ще одна залізнична лінія на магнітному підвісі успішно експлуатується у місті Теджон, Південна Корея. UTM-02 став доступним пасажирам 21 квітня 2008 року, а на його розробку та створення пішло 14 років. Залізнична лінія на магнітному підвісі з'єднує Національний музей науки та виставковий парк, відстань між якими лише 1 км.

Серед поїздів на магнітній подушці, експлуатація яких розпочнеться найближчим часом, варто відзначити Maglev L0 в Японії, його випробування було відновлено зовсім недавно. Очікується, що до 2027 року він курсуватиме маршрутом Токіо – Нагоя.

Дуже дорога іграшка

Нещодавно популярні журнали називали поїзди 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. Проте більшість із цих грандіозних проектів було закрито ще на початкових стадіях, а деякі залізничні лінії на магнітному підвісі хоч і зуміли недовго послужити на благо населення, пізніше були демонтовані.

Головна причина невдач у тому, що поїзди на магнітній підвісці надзвичайно дорогі. Вони вимагають спеціально побудованої під них з нуля інфраструктури, яка, як правило, є найвидатнішою статтею в бюджеті проекту. Наприклад, шанхайський маглів обійшовся Китаю в $1,3 млрд або $43,6 млн за 1 км двостороннього полотна (включаючи витрати на створення поїздів та будівництво станцій). Конкурувати з авіакомпаніями поїзда на магнітній подушці можуть лише на довших маршрутах. Але знову ж таки, у світі досить мало місць із великим пасажиропотоком, необхідним для того, щоб залізнична лінія на магнітному підвісі окупилася.

Що далі?

На даний момент майбутнє поїздів на магнітній підвісці виглядає туманно більшою мірою через надмірну дорожнечу подібних проектів і тривалий період окупності. У той же час, багато країн продовжують інвестувати величезні кошти в проекти зі створення високошвидкісних залізничних магістралей (ВСМ). Нещодавно в Японії були відновлені швидкісні випробування поїзда на магнітній подушці Maglev L0.

Японський уряд також сподівається зацікавити власними поїздами на магнітній подушці США. Нещодавно представники компанії The Northeast Maglev, які планують з'єднати за допомогою залізничної лінії на магнітному підвісі Вашингтон та Нью-Йорк, здійснили офіційний візит до Японії. Можливо, поїзди на магнітній підвісці отримають більшого поширення в країнах з менш ефективною мережею ВСМ. Наприклад, у США та Великій Британії, але їх вартість, як і раніше, залишиться високою.

Є ще один сценарій розвитку подій. Як відомо, одним із шляхів збільшення ефективності поїздів на магнітній подушці є застосування надпровідників, які при охолодженні до близьких до абсолютного нуля температур повністю втрачають електричний опір. Однак тримати величезні магніти в баках з надзвичайно холодними рідинами дуже дорого, тому що щоб утримувати потрібну температуру, потрібні величезні холодильники, що ще більше підвищує вартість.

Але ніхто не виключає ймовірності, що в найближчому майбутньому світилам фізики вдасться створити недорогу речовину, яка зберігає надпровідні властивості навіть за кімнатної температури. При досягненні надпровідності при високих температурах потужні магнітні поля, здатні утримувати на вазі машини і потяги, стануть настільки доступними, що навіть автомобілі, що літають, виявляться економічно вигідними. Тож чекаємо на новини з лабораторій.

Магнітоплан або Маглев (від англ. magnetic levitation) - це поїзд на магнітному підвісі, рухомий і керований магнітними силами. Такий потяг, на відміну від традиційних поїздів, у процесі руху не стосується поверхні рейки. Оскільки між поїздом і поверхнею руху існує зазор, тертя виключається, і єдиною силою, що гальмує, є сила аеродинамічного опору.

Швидкість, досяжна маглів, можна порівняти зі швидкістю літака і дозволяє скласти конкуренцію повітряним сполученням на малих (для авіації) відстанях (до 1000 км). Хоча сама ідея такого транспорту не нова, економічні та технічні обмеження не дозволили їй повністю розвернутися: для публічного використання технологія втілювалася всього кілька разів. В даний час Маглев не може використовувати існуючу транспортну інфраструктуру, хоча є проекти з розташуванням елементів магнітної дороги між рейками звичайної залізниці або під полотном автотраси.

На даний момент існує 3 основні технології магнітного підвісу поїздів:

1. На надпровідних магнітах (електродинамічна підвіска, EDS).

Створена в Німеччині "залізниця майбутнього" і раніше викликала протести жителів Шанхаю. Але цього разу влада, налякана демонстраціями, що загрожують вилитися у великі хвилювання, пообіцяла розібратися з поїздами. Щоб вчасно припиняти демонстрації, чиновники навіть розвісили відеокамери у тих місцях, де найчастіше відбуваються масові протести. Китайський натовп дуже організований і мобільний, він може за лічені секунди зібратися і перетворитися на демонстрацію з гаслами.

Це найбільші народні виступи у Шанхаї з часів антияпонських маршів у 2005 році. Це вже не перший протест, викликаний занепокоєністю китайців екологією, що погіршується. Минулого літа багатотисячні натовпи демонстрантів змусили уряд відкласти будівництво хімічного комплексу.

Він же поїзд на магнітній подушці, він же maglev від англійського magnetic levitation ("магнітна левітація") - це поїзд на магнітній підвісці, рухомий та керований силою електромагнітного поля. Такий потяг, на відміну від традиційних поїздів, у процесі руху не стосується поверхні рейки. Так як між поїздом і поверхнею руху існує зазор, тертя виключається, і єдиною силою, що гальмує, є аеродинамічний опір . Маглев відноситься до монорейкового транспорту.

Монорельс:

Високошвидкісним наземним транспортом (ВСНТ) називають залізничний транспорт, який забезпечує рух поїздів зі швидкістю понад 200 км/год (120 миль/год). Хоча ще на початку XX століття високошвидкісними називали поїзди, що прямували зі швидкостями вище 150-160 км/год.
Сьогодні поїзди ВСНТ пересуваються спеціально виділеними залізничними коліями - високошвидкісною магістралі (ВСМ), або магнітним підвісом, яким переміщається вище показаний маглів.

Вперше регулярний рух високошвидкісних поїздів почався 1964 року в Японії. У 1981 році поїзди ВРНТ стали курсувати і у Франції, а незабаром більша частина західної Європи, включаючи Велику Британію, була об'єднана в єдину високошвидкісну залізничну мережу. Сучасні високошвидкісні поїзди в експлуатації розвивають швидкості близько 350-400 км/год, а в випробуваннях можуть розганятися до 560-580 км/год, як наприклад JR-Maglev MLX01, який встановив під час випробувань в 2003 році швидкісний рекорд - 581 км/год. год.
У Росії регулярна експлуатація високошвидкісних поїздів по загальним коліям зі звичайними поїздами почалася в 2009 році. І лише до 2017 року очікується завершення будівництва першої у Росії спеціалізованої високошвидкісної залізничної магістралі Москва – Санкт-Петербург.

Окрім пасажирів високошвидкісні поїзди перевозять і вантажі, наприклад: французька служба La Poste має парк спеціальних електропоїздів TGV для перевезення пошти та посилок.

Швидкість "магнітних" поїздів, тобто маглевів, можна порівняти зі швидкістю літака і дозволяє скласти конкуренцію повітряному транспорту на ближньо- та середньомагістральних напрямках (до 1000 км). Хоча сама ідея такого транспорту не нова, економічні та технічні обмеження не дозволили їй повністю розвернутися.

На даний момент існує 3 основні технології магнітного підвісу поїздів:

1. на надпровідних магнітах (електродинамічна підвіска, EDS);
2. на електромагнітах (електромагнітна підвіска, EMS);
3. на постійних магнітах; це нова і потенційно найекономічніша система.

Склад левітує рахунок відштовхування однакових магнітних полюсів і, навпаки, притягування протилежних полюсів. Рух здійснюється лінійним двигуном, розташованим або поїздом, або по дорозі, або там, і там. Серйозною проблемою проектування є велика вага досить потужних магнітів, оскільки потрібне сильне магнітне поле для підтримки повітря масивного складу.

Позитивні якості маглева:

• теоретично найвища швидкість тих, які можна отримати на загальнодоступному (не спортивному) наземному транспорті;
• великі перспективи по досягненню швидкостей, що багаторазово перевищують швидкості, що використовуються в реактивній авіації;
• низький шум.

Недоліки магльова:

• висока вартість створення та обслуговування колії - вартість спорудження одного кілометра маглів-колії порівнянна з проходженням кілометра тунелю метро закритим способом;
• електромагнітне поле, що створюється, може виявитися шкідливим для поїзних бригад і навколишніх жителів. Навіть тягові трансформатори, які застосовуються на електрифікованих змінним струмом залізницях, шкідливі для машиністів. Але в даному випадку напруженість поля виходить значно більшою. Також, можливо, лінії магльова будуть недоступні для людей, які використовують кардіостимулятори;
• рейкові колії стандартної ширини, перебудовані під швидкісний рух, залишаються доступними для звичайних пасажирських та приміських поїздів. Високошвидкісний шлях маглева ж ні для чого іншого не придатний; потрібні додаткові шляхи для низькошвидкісного повідомлення.

Найбільш активні розробки маглеву ведуть Німеччина та Японія.

*Довідка: Що таке синкансен?
Синкансен - так називається високошвидкісна мережа залізниць у Японії, призначена для перевезення пасажирів між великими містами країни. Належить компанії Japan Railways. Перша лінія була відкрита між Осакою та Токіо у 1964 році - Токайдо-сінкансен. Ця лінія є найбільш завантаженою високошвидкісною залізничною лінією у світі. На ній перевозиться близько 375 тисяч пасажирів щодня.

"Потяг-куля" - одна з назв для поїздів синкансен. Потяги мають до 16 вагонів. Кожен вагон досягає довжини 25 метрів, виняток становлять головні вагони, довжина яких зазвичай трохи більша. Загальна довжина поїзда складає близько 400 метрів. Станції для таких поїздів теж дуже довгі та спеціально пристосовані до цих поїздів.

У Японії маглеви часто називаються "рініа:ка:" (по-японськи Linear Car), що походить від англійського "linear car" через лінійний двигун, що використовується на борту.

JR-Maglev використовує електродинамічну підвіску на надпровідних магнітах (EDS), встановлених як на поїзді, так і на трасі. На відміну від німецької системи Transrapid JR-Maglev не використовує схему монорейки: поїзди рухаються в каналі між магнітами. Така схема дозволяє розвивати великі швидкості, забезпечує велику безпеку пасажирів у разі евакуації та простоту в експлуатації.

На відміну від електромагнітної підвіски (EMS), поїздам, створеним за технологією EDS, потрібні додаткові колеса при русі на малих швидкостях (до 150 км/год). При досягненні певної швидкості колеса відокремлюються від землі і поїзд "летить" з відривом кількох сантиметрів від поверхні. У разі аварії колеса також дозволяють здійснити м'якшу зупинку поїзда.

Для гальмування у звичайному режимі використовуються електродинамічні гальма. Для екстрених випадків поїзд обладнаний аеродинамічними і дисковими гальмами, що висуваються, на візках.

Поїздка до маглеву з максимальною швидкістю 501 км/год. В описі зазначено, що відео зроблено у 2005 році:

На лінії в Яманасі проходять випробування кількох поїздів з різними формами носового обтічника: від звичайного загостреного, до практично плоского, довжиною 14 метрів, покликаного позбавитися від гучної бавовни, що супроводжує в'їзд поїзда в тунель на великій швидкості. Поїзд маглів може повністю керуватися комп'ютером. Машиніст здійснює контроль за роботою комп'ютера та отримує зображення шляху через відеокамеру (кабіна машиніста не має вікон переднього огляду).

Технологія JR-Maglev дорожча за аналогічну розробку Transrapid, реалізовану в Китаї (лінія до Шанхайського аеропорту), оскільки вимагає великих витрат на обладнання траси надпровідними магнітами та прокладання тунелів у горах вибуховим способом. Загальна вартість проекту може становити 82,5 млрд доларів США. Якщо прокласти лінію вздовж прибережної траси Токайдо, це вимагатиме менших витрат, проте вимагатиме будівництва великої кількості тунелів малої протяжності. Незважаючи на те, що сам магнітно-левітаційний поїзд безшумний, кожен в'їзд у тунель на великій швидкості викликатиме бавовну, яку можна порівняти за гучністю з вибухом, тому прокладання лінії в густонаселених районах неможливе.