Εφαρμογή
ID 10
Όνομα Maglev - Μαγνητική αιώρηση
Εικόνα
Σύντομη περιγραφή Maglev - συντομογραφία για μαγνητική αιώρηση - τα τρένα μπορούν να εντοπίσουν τις ρίζες τους στην τεχνολογία που πρωτοστάτησε στο Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven. Οι James Powell and Gordon Danby του Brookhaven έλαβαν την πρώτη πατέντα για ένα σχέδιο μαγνητικής διέλευσης τρένου στα τέλη της δεκαετίας του 1960. Η ιδέα ήρθε στον Powell καθώς καθόταν σε μποτιλιάρισμα, σκεπτόμενος ότι πρέπει να υπάρχει καλύτερος τρόπος για να ταξιδέψεις στην ξηρά απ' ότι τα αυτοκίνητα ή τα παραδοσιακά τρένα...
Περιγραφή

Οραματίστηκε να χρησιμοποιήσει υπεραγώγιμους μαγνήτες για να κινήσει το βαγόνι ενός τρένου. Οι υπεραγώγιμοι μαγνήτες είναι ηλεκτρομαγνήτες που ψύχονται σε ακραίες θερμοκρασίες κατά τη χρήση, γεγονός που αυξάνει δραματικά την ισχύ του μαγνητικού πεδίου. Το πρώτο σιδηροδρομικό υπεραγώγιμο τρένο Maglev εμπορικής λειτουργίας άνοιξε στη Σαγκάη το 2004, ενώ άλλα λειτουργούν στην Ιαπωνία και τη Νότια Κορέα. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, μια σειρά διαδρομών διερευνώνται για να συνδέσουν πόλεις όπως η Βαλτιμόρη και η Ουάσιγκτον. Στο Maglev, υπεραγώγιμοι μαγνήτες αναρτούν ένα βαγόνι τρένου πάνω από έναν συγκεκριμένο οδηγό σχήματος U. Όπως και οι συνηθισμένοι μαγνήτες, αυτοί οι μαγνήτες απωθούνται μεταξύ τους όταν όμοιοι πόλοι βρίσκονται ο ένας απέναντι στον άλλο. Ένα τρένο Maglev είναι απλώς ένα κουτί με μαγνήτες στις τέσσερις γωνίες », λέει ο Jesse Powell, γιος του εφευρέτη του Maglev, ο οποίος τώρα συνεργάζεται με τον πατέρα του. Είναι λίγο πιο περίπλοκο από αυτό, αλλά η ιδέα είναι απλή. Οι μαγνήτες που χρησιμοποιούνται είναι υπεραγώγιμοι, πράγμα που σημαίνει ότι όταν ψύχονται σε λιγότερο από 450 βαθμούς Φαρενάιτ κάτω από το μηδέν, μπορούν να δημιουργήσουν μαγνητικά πεδία έως και 10 φορές ισχυρότερα από τους συνηθισμένους ηλεκτρομαγνήτες, αρκετά για να αναστείλουν και να προωθήσουν ένα τρένο. Αυτά τα μαγνητικά πεδία αλληλεπιδρούν με απλούς μεταλλικούς βρόχους τοποθετημένους στα τσιμεντένια τοιχώματα του οδηγού Maglev. Οι βρόχοι είναι κατασκευασμένοι από αγώγιμα υλικά, όπως το αλουμίνιο, και όταν ένα μαγνητικό πεδίο περάσει, δημιουργεί ένα ηλεκτρικό ρεύμα που παράγει ένα άλλο μαγνητικό πεδίο. Τρεις τύποι βρόχων τοποθετούνται στον οδηγό σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα για να εκτελέσουν τρεις σημαντικές εργασίες: ο ένας δημιουργεί ένα πεδίο που κάνει το τρένο να αιωρείται περίπου 5 ίντσες πάνω από τον οδηγό. Ο δεύτερος διατηρεί το τρένο σταθερό οριζόντια. Και οι δύο βρόχοι χρησιμοποιούν την μαγνητική άπωση για να διατηρήσουν το βαγόνι του τρένου στο βέλτιστο σημείο. όσο πιο μακριά πηγαίνει από το κέντρο του οδηγού ή όσο πιο κοντά στον κάτω μέρος, τόσο μεγαλύτερη μαγνητική αντίσταση το σπρώχνει πίσω στην διαδρομή. Το τρίτο σύνολο βρόχων είναι ένα σύστημα προώθησης που λειτουργεί με εναλλασσόμενο ρεύμα. Εδώ, τόσο η μαγνητική έλξη όσο και η άωση χρησιμοποιούνται για τη μετακίνηση της αμαξοστοιχίας κατά μήκος του οδηγού. Φανταστείτε το κουτί με τέσσερις μαγνήτες - ένα σε κάθε γωνία. Οι μπροστινές γωνίες έχουν μαγνήτες με βόρειους πόλους προς τα έξω και οι πίσω γωνίες έχουν μαγνήτες με νότιους πόλους προς τα έξω. Η ηλεκτροδότηση των βρόχων προώθησης δημιουργεί μαγνητικά πεδία που τραβούν το τρένο προς τα εμπρός από μπροστά και το ωθούν προς τα εμπρός από πίσω. Αυτός ο πλωτός σχεδιασμός μαγνητών δημιουργεί ένα ομαλό ταξίδι. Παρόλο που το τρένο μπορεί να ταξιδέψει έως και 375 μίλια την ώρα, ένας αναβάτης βιώνει λιγότερη αναταραχή από ό, τι στα παραδοσιακά τρένα, επειδή η μόνη πηγή τριβής είναι ο αέρας. Ένα άλλο μεγάλο όφελος είναι η ασφάλεια. Τα τρένα Maglev «οδηγούνται» από τον ηλεκτροκίνητο οδηγό. Επίσης, δύο τρένα που ταξιδεύουν στην ίδια διαδρομή δεν μπορούν να προλάβουν και να συγκρουστούν μεταξύ τους επειδή όλα τροφοδοτούνται για να κινούνται με την ίδια ταχύτητα. Ομοίως, οι παραδοσιακοί εκτροχιασμοί των τρένων που συμβαίνουν λόγω στροφών πολύ γρήγορα δεν μπορούν να συμβούν με τον Maglev. Όσο πιο μακριά πηγαίνει ένα τρένο Maglev από την κανονική του θέση μεταξύ των τοίχων του οδηγού, τόσο ισχυρότερη γίνεται η μαγνητική δύναμη που το σπρώχνει πίσω στη θέση του. Αυτό το βασικό χαρακτηριστικό είναι το πιο συναρπαστικό για τον Jesse Powell. «Με τον Μάγκλεφ, δεν υπάρχει οδηγός. Τα οχήματα πρέπει να κινούνται εκεί που τα στέλνει το δίκτυο. Αυτή είναι η βασική φυσική. Έτσι τώρα που έχουμε αλγόριθμους υπολογιστών για πολύ αποτελεσματική δρομολόγηση των πραγμάτων, θα μπορούσαμε να αλλάξουμε τον προγραμματισμό ολόκληρου του δικτύου εν κινήσει. Οδηγεί σε ένα πολύ πιο ευέλικτο σύστημα μεταφοράς στο μέλλον », είπε.

Εικόνα http://magworld.physics.auth.gr/storage/uploads/images/mt.jpg
Βίντεο https://www.youtube.com/watch?v=0ZuIG487Z08
Πηγή κειμένου https://www.energy.gov/articles/how-maglev-works