Magnetoplano. Storia dell'invenzione e della produzione

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Magnetoplano. Storia dell'invenzione e della produzione

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Un treno maglev, levitazione magnetica o maglev (dalla levitazione magnetica inglese - "levitazione magnetica") è un treno tenuto sopra il fondo stradale, guidato e controllato dalla forza di un campo elettromagnetico. Tale treno, a differenza dei treni tradizionali, non tocca la superficie della rotaia durante il movimento. Poiché esiste uno spazio tra il treno e la superficie del binario, l'attrito tra di essi viene eliminato e l'unica forza frenante è la resistenza aerodinamica. Si riferisce al trasporto su monorotaia (sebbene invece di una rotaia magnetica, sia possibile disporre un canale tra i magneti, come su JR-Maglev).

Magnetoplano

Il magnetoplano è un serio tentativo di competere con l'aviazione. Con tutta la velocità degli aerei, gli aeroporti di solito sono costruiti lontano dal centro, quindi ci vogliono altre 1,5-2 ore per raggiungerli. Allo stesso tempo, le stazioni ferroviarie sono molto più convenienti. Certo, non è facile progettare un treno convenzionale in grado di competere con un aeroplano. Se non altro perché a una velocità di 500 chilometri orari, le forze centrifughe minacciano di rompere le ruote. C'è solo una via d'uscita: abbandonare le ruote.

Il fondatore della cosmonautica, Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky, nel 1927, propose di costruire un hovercraft. Passarono molti anni prima che gli ingegneri francesi tentassero di implementare questa idea negli anni '1960. Tuttavia, il tentativo non ha avuto successo. L'auto sperimentale si è precipitata lungo lo scivolo di cemento a una velocità pazzesca, riempiendo l'ambiente con il rombo selvaggio di due motori aeronautici, uno dei quali creava un cuscino d'aria, mentre il secondo era "responsabile" della spinta orizzontale. Conoscendo i severi requisiti ambientali in Europa, si può intuire che anche un solo rumore è stato sufficiente per porre fine al progetto. Per lo stesso motivo, tra l'altro, le locomotive con motori a turbogetto e anche con motori a turbina a gas molto più silenziosi non hanno trovato applicazione.

Potenti compressori possono creare un cuscino d'aria, ma dove trovare i motori appropriati per il loro lavoro. I diesel consumano troppo carburante. Finora non ci sono motori elettrici autonomi adatti all'installazione su veicoli da trasporto di questa classe.

Per fortuna è stata trovata un'altra strada e, a quanto pare, quella ottimale: "appendere" il treno sopra (o sotto) le rotaie. Questa soluzione fu trovata dall'ingegnere tedesco Hermann Kemper nel 1934. Chiamò la sua invenzione la sospensione magnetica. Il funzionamento della sospensione Kemper si basa sul noto principio: gli stessi poli dei magneti si respingono.

Il modo più semplice per implementare l'idea è di disporre sia il binario che la parte inferiore del treno con magneti permanenti con l'orientamento appropriato dei poli. La trazione sarà creata da un motore elettrico lineare. Un tale motore ha un rotore e uno statore peculiari. A differenza di un motore elettrico convenzionale, dove sono piegati ad anelli, qui vengono allungati in strisce. Accendendosi uno per uno, gli avvolgimenti dello statore creano un campo magnetico itinerante. Lo statore fissato sulla locomotiva viene trascinato in questo campo e muove l'intero treno.

Tuttavia, una tale linea con magneti permanenti è costosa e la loro forza di sollevamento è piccola. Si suggerisce un'altra opzione: utilizzare gli elettromagneti sul treno e sui binari. Ma ancora una volta, mantenere gli avvolgimenti dei binari sempre energizzati è irrazionale. Ciò significa che è necessario fornire energia solo a quelle bobine su cui si trova attualmente il treno. Un campo magnetico sufficientemente forte della composizione condurrà corrente negli avvolgimenti del binario. A loro volta, creeranno un campo magnetico.

Un altro modo per risolvere il problema è coprire il percorso con una lega a bassa resistenza elettrica. Nella lega appariranno correnti di induzione, che sono abbastanza sufficienti per creare un forte campo magnetico.

Il principio di funzionamento del magnetoplano

I lavori per la creazione di magnetoplani sono in corso da oltre un decennio in Germania, Stati Uniti, Giappone e Russia. In Unione Sovietica, all'inizio degli anni '1980, apparvero una sezione lineare sperimentale della pista e un'auto sperimentale. Tuttavia, la questione non è andata oltre l'esperimento. Quindi le idee sono rimaste nei progetti per collegare gli aeroporti di Mosca Sheremetyevo e Domodedovo con il Central Air Terminal, così come la rotta da Yerevan all'area turistica sulle rive del Lago Sevan.

Il maggior successo fu ottenuto da tedeschi e giapponesi. Le aziende tedesche Henschel e Thyssen sono state impegnate nell'attuazione del programma Transrapid. Verso la metà degli anni '1980 fu costruita una pista sperimentale con un tratto lineare e due tratti ad anello. Ha testato un treno che ha raggiunto una velocità di 500 chilometri orari. Inoltre, sono state testate le strutture dei binari, gli scambi, le strutture delle stazioni e i sistemi di sicurezza. Sono state considerate due varianti di treno, a seconda della distanza e dei percorsi previsti. Per collegare le città con gli aeroporti sono necessarie due auto per 164 persone e per i viaggi interurbani più spaziose dieci auto per 820 persone.

I creatori di "Transrapid" mi hanno sorpreso con uno schema di sospensione magnetica semplice e allo stesso tempo inaspettato. I designer tedeschi hanno trovato una soluzione paradossale: non hanno usato la repulsione dei poli simili, ma l'attrazione di quelli opposti. Non è difficile appendere un carico su un magnete e questo sistema sarà stabile. È quasi impossibile posizionare un carico sotto un magnete. La situazione cambia radicalmente se si utilizza un elettromagnete controllato. Un vigile sistema di controllo mantiene costante lo spazio tra i magneti - pochi millimetri. Vale la pena cambiare e il sistema risponde rapidamente. Quando il divario aumenta, aumenta la forza della corrente nei magneti portanti e quindi "tira" l'auto, e quando diminuisce, diminuisce la forza attuale e il divario aumenta.

Va notato i seri vantaggi del regime. Gli elementi magnetici dei binari sono protetti dalle influenze meteorologiche, inoltre, il loro campo è molto più debole a causa di uno spazio inferiore dell'ordine di grandezza tra il binario e il treno. Ciò significa che sono necessarie correnti di intensità molto inferiore. Di conseguenza, un treno con questo design è molto più economico.

I magneti portanti sono alimentati dalle batterie di bordo che vengono ricaricate in ogni stazione. La corrente al motore elettrico lineare viene fornita solo nel tratto lungo il quale scorre il treno.

Ma con tutti i successi della Germania, i treni più veloci viaggiano, o meglio volano, in Giappone. A volte sono indicati come "maglev" (dall'abbreviazione e dalla fusione di due parole - levitazione magnetica). Questi treni, non toccando i binari, sono ancora una delle forme più efficienti di trasporto pubblico di superficie in Giappone. Il record assoluto stabilito da Maglev è di 531 chilometri orari per un treno azionato manualmente e 550 chilometri orari per un treno guidato da un pilota automatico. Tutti i test dei treni maglev vengono effettuati su un binario speciale linea per linea nella prefettura di Yamanashi nel 1997.

Autore: Musskiy SA

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