మానవత్వం మొదటి ఆవిరి లోకోమోటివ్లను కనిపెట్టిన క్షణం నుండి రెండు వందల సంవత్సరాలకు పైగా గడిచాయి. అయినప్పటికీ, రైల్వే గ్రౌండ్ రవాణా, విద్యుత్ మరియు డీజిల్ ఇంధనం యొక్క శక్తిని ఉపయోగించి ప్రయాణీకులను మరియు భారీ సరుకులను రవాణా చేయడం ఇప్పటికీ చాలా సాధారణం.
ఈ సంవత్సరాల్లో, ఇంజనీర్లు మరియు ఆవిష్కర్తలు ప్రత్యామ్నాయ కదలిక పద్ధతులను రూపొందించడంలో చురుకుగా పనిచేస్తున్నారని చెప్పడం విలువ. వారి పని ఫలితం మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్లు.
ప్రదర్శన చరిత్ర
మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్లను సృష్టించే ఆలోచన ఇరవయ్యవ శతాబ్దం ప్రారంభంలో చురుకుగా అభివృద్ధి చేయబడింది. అయితే అనేక కారణాల వల్ల అప్పట్లో ఈ ప్రాజెక్టును అమలు చేయడం సాధ్యం కాలేదు. అటువంటి రైలు ఉత్పత్తి 1969 లో మాత్రమే ప్రారంభమైంది. ఆ సమయంలోనే ఫెడరల్ రిపబ్లిక్ ఆఫ్ జర్మనీ భూభాగంలో ఒక అయస్కాంత మార్గాన్ని ఏర్పాటు చేయడం ప్రారంభించబడింది, దానితో పాటు ఒక కొత్త వాహనం వెళ్ళవలసి ఉంది, దానిని తరువాత మాగ్లెవ్ రైలు అని పిలిచేవారు. ఇది 1971లో ప్రారంభించబడింది. ట్రాన్స్రాపిడ్-02 అని పిలువబడే మొదటి మాగ్లెవ్ రైలు అయస్కాంత మార్గంలో ప్రయాణించింది.
ఒక ఆసక్తికరమైన విషయం ఏమిటంటే, జర్మన్ ఇంజనీర్లు శాస్త్రవేత్త హెర్మాన్ కెంపర్ వదిలిపెట్టిన గమనికల ఆధారంగా ప్రత్యామ్నాయ వాహనాన్ని తయారు చేశారు, అతను 1934 లో అయస్కాంత విమానం యొక్క ఆవిష్కరణను ధృవీకరించే పేటెంట్ను పొందాడు.
Transrapid-02 చాలా వేగంగా పిలవబడదు. అతను గరిష్టంగా గంటకు 90 కిలోమీటర్ల వేగంతో కదలగలడు. దాని సామర్థ్యం కూడా తక్కువగా ఉంది - కేవలం నలుగురు వ్యక్తులు.
1979 లో, మాగ్లెవ్ యొక్క మరింత అధునాతన మోడల్ సృష్టించబడింది. ట్రాన్స్రాపిడ్-05 అని పిలిచే ఈ రైలు ఇప్పటికే అరవై ఎనిమిది మంది ప్రయాణికులను తీసుకెళ్లగలదు. ఇది హాంబర్గ్ నగరంలో ఉన్న ఒక రేఖ వెంట కదిలింది, దీని పొడవు 908 మీటర్లు. ఈ రైలు అభివృద్ధి చేసిన గరిష్ట వేగం గంటకు డెబ్బై ఐదు కిలోమీటర్లు.
అలాగే 1979లో జపాన్లో మరో మాగ్లెవ్ మోడల్ విడుదలైంది. దీనిని "ML-500" అని పిలిచేవారు. జపాన్ మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైలు గంటకు ఐదు వందల పదిహేడు కిలోమీటర్ల వేగంతో దూసుకుపోయింది.
పోటీతత్వం
మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్లు చేరుకోగల వేగాన్ని విమానాల వేగంతో పోల్చవచ్చు. ఈ విషయంలో, ఈ రకమైన రవాణా వెయ్యి కిలోమీటర్ల దూరం వరకు పనిచేసే విమానయాన సంస్థలకు తీవ్రమైన పోటీదారుగా మారుతుంది. మాగ్లెవ్ల యొక్క విస్తృత ఉపయోగం సాంప్రదాయ రైల్వే ఉపరితలాలపై కదలలేని వాస్తవం కారణంగా అడ్డుకుంటుంది. మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్లకు ప్రత్యేక రహదారుల నిర్మాణం అవసరం. మరియు దీనికి మూలధనం యొక్క పెద్ద పెట్టుబడులు అవసరం. మాగ్లెవ్స్ కోసం సృష్టించబడిన అయస్కాంత క్షేత్రం మానవ శరీరాన్ని ప్రతికూలంగా ప్రభావితం చేస్తుందని కూడా నమ్ముతారు, ఇది డ్రైవర్ మరియు అటువంటి మార్గానికి సమీపంలో ఉన్న ప్రాంతాల నివాసితుల ఆరోగ్యాన్ని ప్రతికూలంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.
ఆపరేటింగ్ సూత్రం
మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్లు ఒక ప్రత్యేక రకమైన రవాణా. కదులుతున్నప్పుడు, మాగ్లెవ్ రైల్వే ట్రాక్ను తాకకుండా పైకి తేలుతున్నట్లు అనిపిస్తుంది. వాహనం కృత్రిమంగా సృష్టించబడిన అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క శక్తితో నడపబడటం వలన ఇది జరుగుతుంది. మాగ్లెవ్ కదులుతున్నప్పుడు ఘర్షణ ఉండదు. ఈ సందర్భంలో బ్రేకింగ్ శక్తి ఏరోడైనమిక్ డ్రాగ్.
ఇది ఎలా పని చేస్తుంది? మనలో ప్రతి ఒక్కరికి ఆరవ తరగతి భౌతిక పాఠాల నుండి అయస్కాంతాల యొక్క ప్రాథమిక లక్షణాల గురించి తెలుసు. రెండు అయస్కాంతాలను వాటి ఉత్తర ధ్రువాలతో ఒకదానికొకటి దగ్గరగా తీసుకువస్తే, అవి ఒకదానికొకటి వికర్షిస్తాయి. అయస్కాంత పరిపుష్టి అని పిలవబడేది సృష్టించబడుతుంది. వేర్వేరు ధ్రువాలు అనుసంధానించబడినప్పుడు, అయస్కాంతాలు ఒకదానికొకటి ఆకర్షిస్తాయి. ఈ సరళమైన సూత్రం మాగ్లెవ్ రైలు యొక్క కదలికను సూచిస్తుంది, ఇది పట్టాల నుండి కొద్ది దూరంలో ఉన్న గాలిలో అక్షరాలా జారిపోతుంది.
ప్రస్తుతం, మాగ్నెటిక్ కుషన్ లేదా సస్పెన్షన్ సక్రియం చేయబడిన సహాయంతో ఇప్పటికే రెండు సాంకేతికతలు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. మూడవది ప్రయోగాత్మకమైనది మరియు కాగితంపై మాత్రమే ఉంటుంది.
విద్యుదయస్కాంత సస్పెన్షన్
ఈ సాంకేతికతను EMS అంటారు. ఇది విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది కాలక్రమేణా మారుతుంది. ఇది మాగ్లెవ్ యొక్క లెవిటేషన్ (గాలిలో పెరుగుతుంది) కారణమవుతుంది. ఈ సందర్భంలో రైలును తరలించడానికి, T- ఆకారపు పట్టాలు అవసరమవుతాయి, ఇవి కండక్టర్ (సాధారణంగా మెటల్) తయారు చేయబడతాయి. ఈ విధంగా, సిస్టమ్ యొక్క ఆపరేషన్ సంప్రదాయ రైల్వే వలె ఉంటుంది. అయితే, రైలులో చక్రాల జతలకు బదులుగా సపోర్ట్ మరియు గైడ్ అయస్కాంతాలు ఉన్నాయి. అవి T- ఆకారపు షీట్ అంచున ఉన్న ఫెర్రో మాగ్నెటిక్ స్టేటర్లకు సమాంతరంగా ఉంచబడతాయి.
EMS సాంకేతికత యొక్క ప్రధాన ప్రతికూలత స్టేటర్ మరియు అయస్కాంతాల మధ్య దూరాన్ని నియంత్రించాల్సిన అవసరం ఉంది. మరియు ఇది విద్యుదయస్కాంత పరస్పర చర్య యొక్క అస్థిర స్వభావంతో సహా అనేక అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. రైలు అకస్మాత్తుగా ఆగిపోకుండా ఉండేందుకు, దానిపై ప్రత్యేక బ్యాటరీలను అమర్చారు. వారు మద్దతు అయస్కాంతాలలో నిర్మించిన లీనియర్ జనరేటర్లను రీఛార్జ్ చేయగలరు మరియు తద్వారా లెవిటేషన్ ప్రక్రియను చాలా కాలం పాటు నిర్వహించగలరు.
EMS సాంకేతికత ఆధారంగా రైళ్ల బ్రేకింగ్ తక్కువ-యాక్సిలరేషన్ సింక్రోనస్ లీనియర్ మోటార్ ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది. ఇది మద్దతు అయస్కాంతాలు, అలాగే మాగ్లెవ్ తేలియాడే రహదారి ఉపరితలం ద్వారా సూచించబడుతుంది. ఉత్పత్తి చేయబడిన ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు బలాన్ని మార్చడం ద్వారా రైలు వేగం మరియు థ్రస్ట్ని సర్దుబాటు చేయవచ్చు. వేగాన్ని తగ్గించడానికి, అయస్కాంత తరంగాల దిశను మార్చడానికి సరిపోతుంది.
ఎలక్ట్రోడైనమిక్ సస్పెన్షన్
మాగ్లెవ్ యొక్క కదలిక రెండు రంగాల పరస్పర చర్య ద్వారా సంభవించే సాంకేతికత ఉంది. వాటిలో ఒకటి హైవేపై, రెండవది రైలులో సృష్టించబడింది. ఈ టెక్నాలజీని EDS అంటారు. జపనీస్ మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైలు JR-Maglev దాని ఆధారంగా నిర్మించబడింది.
ఈ వ్యవస్థ EMS నుండి కొన్ని వ్యత్యాసాలను కలిగి ఉంది, ఇక్కడ సంప్రదాయ అయస్కాంతాలు ఉపయోగించబడతాయి, విద్యుత్తు ప్రయోగించినప్పుడు మాత్రమే విద్యుత్ ప్రవాహం కాయిల్స్ నుండి సరఫరా చేయబడుతుంది.
EDS సాంకేతికత నిరంతర విద్యుత్ సరఫరాను సూచిస్తుంది. విద్యుత్ సరఫరా నిలిపివేయబడినప్పటికీ ఇది జరుగుతుంది. అటువంటి వ్యవస్థ యొక్క కాయిల్స్ క్రయోజెనిక్ శీతలీకరణతో అమర్చబడి ఉంటాయి, ఇది గణనీయమైన విద్యుత్తును ఆదా చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.
EDS సాంకేతికత యొక్క ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు
ఎలక్ట్రోడైనమిక్ సస్పెన్షన్పై పనిచేసే సిస్టమ్ యొక్క సానుకూల వైపు దాని స్థిరత్వం. అయస్కాంతాలు మరియు కాన్వాస్ మధ్య దూరం కొంచెం తగ్గడం లేదా పెరుగుదల కూడా వికర్షణ మరియు ఆకర్షణ శక్తులచే నియంత్రించబడుతుంది. ఇది సిస్టమ్ మారని స్థితిలో ఉండటానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ సాంకేతికతతో, నియంత్రణ కోసం ఎలక్ట్రానిక్స్ను ఇన్స్టాల్ చేయవలసిన అవసరం లేదు. బ్లేడ్ మరియు అయస్కాంతాల మధ్య దూరాన్ని సర్దుబాటు చేయడానికి పరికరాల అవసరం లేదు.
EDS సాంకేతికతకు కొన్ని ప్రతికూలతలు ఉన్నాయి. అందువల్ల, రైలును పైకి లేపడానికి తగినంత శక్తి అధిక వేగంతో మాత్రమే ఉత్పన్నమవుతుంది. అందుకే మాగ్లేవ్లు చక్రాలతో అమర్చబడి ఉంటాయి. వారు గంటకు వంద కిలోమీటర్ల వేగంతో తమ కదలికను నిర్ధారిస్తారు. ఈ సాంకేతికత యొక్క మరొక ప్రతికూలత తక్కువ వేగంతో తిప్పికొట్టే అయస్కాంతాల వెనుక మరియు ముందు భాగంలో ఏర్పడే ఘర్షణ శక్తి.
బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రం కారణంగా, ప్రయాణీకుల విభాగంలో ప్రత్యేక రక్షణను తప్పనిసరిగా ఇన్స్టాల్ చేయాలి. లేకపోతే, ఎలక్ట్రానిక్ పేస్మేకర్ ఉన్న వ్యక్తి ప్రయాణించడం నిషేధించబడింది. మాగ్నెటిక్ స్టోరేజ్ మీడియా (క్రెడిట్ కార్డ్లు మరియు HDDలు) కోసం కూడా రక్షణ అవసరం.
సాంకేతికత అభివృద్ధిలో ఉంది
ప్రస్తుతం కాగితంపై మాత్రమే ఉన్న మూడవ వ్యవస్థ, EDS సంస్కరణలో శాశ్వత అయస్కాంతాలను ఉపయోగించడం, ఇది శక్తిని సక్రియం చేయవలసిన అవసరం లేదు. ఇది అసాధ్యమని ఇటీవలే భావించారు. శాశ్వత అయస్కాంతాలకు రైలు పైకి లేవడానికి శక్తి లేదని పరిశోధకులు విశ్వసించారు. అయితే, ఈ సమస్య తప్పింది. ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, అయస్కాంతాలను "హల్బాచ్ శ్రేణి"లో ఉంచారు. ఈ అమరిక శ్రేణి కింద కాకుండా దాని పైన అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టించడానికి దారితీస్తుంది. ఇది గంటకు ఐదు కిలోమీటర్ల వేగంతో కూడా రైలు యొక్క లెవిటేషన్ను నిర్వహించడానికి సహాయపడుతుంది.
ఈ ప్రాజెక్ట్ ఇంకా ఆచరణాత్మకంగా అమలు కాలేదు. శాశ్వత అయస్కాంతాలతో తయారు చేయబడిన శ్రేణుల అధిక ధర ద్వారా ఇది వివరించబడింది.
మాగ్లేవ్స్ యొక్క ప్రయోజనాలు
మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్ల యొక్క అత్యంత ఆకర్షణీయమైన అంశం ఏమిటంటే అవి అధిక వేగాన్ని సాధించే అవకాశం ఉంది, ఇది భవిష్యత్తులో జెట్ ఎయిర్క్రాఫ్ట్తో కూడా మాగ్లేవ్లు పోటీ పడేలా చేస్తుంది. విద్యుత్ వినియోగం పరంగా ఈ రకమైన రవాణా చాలా పొదుపుగా ఉంటుంది. దాని ఆపరేషన్ ఖర్చులు కూడా తక్కువ. ఘర్షణ లేకపోవడం వల్ల ఇది సాధ్యమవుతుంది. మాగ్లెవ్స్ యొక్క తక్కువ శబ్దం కూడా ఆహ్లాదకరంగా ఉంటుంది, ఇది పర్యావరణ పరిస్థితిపై సానుకూల ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.
లోపాలు
మాగ్లేవ్స్ యొక్క ప్రతికూలత ఏమిటంటే వాటిని సృష్టించడానికి అవసరమైన మొత్తం చాలా పెద్దది. ట్రాక్ నిర్వహణ ఖర్చులు కూడా ఎక్కువే. అదనంగా, పరిగణించబడే రవాణా రకాన్ని ట్రాక్ల సంక్లిష్ట వ్యవస్థ మరియు రహదారి ఉపరితలం మరియు అయస్కాంతాల మధ్య దూరాన్ని నియంత్రించే అత్యంత ఖచ్చితమైన సాధనాలు అవసరం.
బెర్లిన్లో ప్రాజెక్ట్ అమలు
1980లో జర్మనీ రాజధానిలో, M-Bahn అని పిలువబడే మొట్టమొదటి మాగ్లెవ్-రకం వ్యవస్థ ప్రారంభించబడింది. రహదారి పొడవు 1.6 కి.మీ. మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైలు వారాంతాల్లో మూడు మెట్రో స్టేషన్ల మధ్య నడిచింది. ప్రయాణికులకు ప్రయాణం ఉచితం. బెర్లిన్ గోడ పతనం తర్వాత, నగర జనాభా దాదాపు రెట్టింపు అయింది. అధిక ప్రయాణీకుల రద్దీని నిర్ధారించగల రవాణా నెట్వర్క్లను సృష్టించడం అవసరం. అందుకే 1991లో మాగ్నెటిక్ స్ట్రిప్ని తొలగించి, దాని స్థానంలో మెట్రో నిర్మాణం ప్రారంభమైంది.
బర్మింగ్హామ్
ఈ జర్మన్ నగరంలో, తక్కువ-వేగం మాగ్లెవ్ 1984 నుండి 1995 వరకు కనెక్ట్ చేయబడింది. విమానాశ్రయం మరియు రైల్వే స్టేషన్. అయస్కాంత మార్గం యొక్క పొడవు కేవలం 600 మీ.
ఈ రహదారి పదేళ్లుగా పనిచేసింది మరియు ఇప్పటికే ఉన్న అసౌకర్యంపై ప్రయాణికుల నుండి అనేక ఫిర్యాదుల కారణంగా మూసివేయబడింది. తదనంతరం, మోనోరైల్ రవాణా ఈ విభాగంలో మాగ్లెవ్ స్థానంలో ఉంది.
షాంఘై
బెర్లిన్లో మొట్టమొదటి మాగ్నెటిక్ రైల్వేను జర్మన్ కంపెనీ ట్రాన్స్రాపిడ్ నిర్మించింది. ప్రాజెక్ట్ యొక్క వైఫల్యం డెవలపర్లను నిరోధించలేదు. వారు తమ పరిశోధనను కొనసాగించారు మరియు చైనా ప్రభుత్వం నుండి ఒక ఉత్తర్వును అందుకున్నారు, ఇది దేశంలో మాగ్లెవ్ ట్రాక్ను నిర్మించాలని నిర్ణయించింది. షాంఘై మరియు పుడాంగ్ విమానాశ్రయం ఈ హై-స్పీడ్ (గంటకు 450 కి.మీ) మార్గం ద్వారా అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి.
30 కి.మీ పొడవైన రహదారిని 2002లో ప్రారంభించారు. భవిష్యత్తు ప్రణాళికల్లో దీనిని 175 కి.మీ.
జపాన్
ఈ దేశం 2005లో ఎక్స్పో-2005 ప్రదర్శనను నిర్వహించింది. దీని ప్రారంభానికి 9 కి.మీ పొడవునా మాగ్నెటిక్ ట్రాక్ను ఏర్పాటు చేశారు. లైన్లో తొమ్మిది స్టేషన్లు ఉన్నాయి. మాగ్లెవ్ ఎగ్జిబిషన్ వేదికకు ఆనుకుని ఉన్న ప్రాంతంలో సేవలందిస్తున్నాడు.
మాగ్లెవ్లను భవిష్యత్తు రవాణాగా పరిగణిస్తారు. ఇప్పటికే 2025లో జపాన్ లాంటి దేశంలో కొత్త సూపర్హైవేని ప్రారంభించాలని యోచిస్తున్నారు. మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైలు ప్రయాణీకులను టోక్యో నుండి ద్వీపం యొక్క మధ్య భాగంలో ఉన్న ప్రాంతాలలో ఒకదానికి రవాణా చేస్తుంది. దీని వేగం గంటకు 500 కి.మీ. ఈ ప్రాజెక్టుకు దాదాపు నలభై ఐదు బిలియన్ డాలర్లు అవసరం.
Av. లియుడ్మిలా ఫ్రోలోవా జనవరి 19, 2015 http://fb.ru/article/165360/po...
జపాన్ మాగ్నెటోప్లేన్ రైలు మళ్లీ స్పీడ్ రికార్డును బద్దలు కొట్టింది
ఈ రైలు కేవలం 40 నిమిషాల్లో 280 కిలోమీటర్ల దూరాన్ని చేరుకోనుంది.
జపనీస్ మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైలు, లేదా మాగ్లెవ్, ఫుజి సమీపంలో పరీక్షల సమయంలో 603 కి.మీ/గంకు చేరుకుని దాని స్వంత వేగ రికార్డును బద్దలు కొట్టింది.
మునుపటి రికార్డు - 590 km/h - గత వారం అతను నెలకొల్పాడు.
రైళ్లను కలిగి ఉన్న JR సెంట్రల్, వాటిని 2027 నాటికి టోక్యో-నాగోయా మార్గంలో కలిగి ఉండాలని లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది.
ఈ రైలు కేవలం 40 నిమిషాల్లో 280 కిలోమీటర్ల దూరాన్ని చేరుకోనుంది.
అదే సమయంలో, సంస్థ యొక్క నిర్వహణ ప్రకారం, వారు గరిష్ట వేగంతో ప్రయాణీకులను తీసుకువెళ్లరు: ఇది 505 కిమీ / గం వరకు "మాత్రమే" వేగవంతం చేస్తుంది. కానీ ఈ రోజు అత్యంత వేగవంతమైన జపనీస్ రైలు షింకన్సెన్ వేగం కంటే ఇది గమనించదగినంత ఎక్కువగా ఉంది, ఇది గంటలో 320 కి.మీ.
ప్రయాణీకులకు వేగ రికార్డులు చూపబడవు, కానీ వారికి 500 కిమీ/గం కంటే ఎక్కువ సరిపోతుంది
నాగోయాకు ఎక్స్ప్రెస్వే నిర్మించడానికి అయ్యే ఖర్చు దాదాపు $100 బిలియన్లు అవుతుంది, దీని కారణంగా 80% కంటే ఎక్కువ మార్గం సొరంగాల ద్వారా నడుస్తుంది.
2045 నాటికి, మాగ్లెవ్ రైళ్లు టోక్యో నుండి ఒసాకాకు కేవలం ఒక గంటలో ప్రయాణిస్తాయని అంచనా వేయబడింది, ప్రయాణ సమయాన్ని సగానికి తగ్గించింది.
బుల్లెట్ రైలు పరీక్షను చూసేందుకు దాదాపు 200 మంది ఔత్సాహికులు తరలివచ్చారు.
"నేను గూస్బంప్లను పొందుతున్నాను, నేను నిజంగా ఈ రైలును నడపాలనుకుంటున్నాను" అని ప్రేక్షకుల్లో ఒకరు NHK టెలివిజన్తో మాట్లాడుతూ "ఇది నాకు చరిత్ర యొక్క కొత్త పేజీ తెరిచినట్లు ఉంది."
"రైలు ఎంత వేగంగా కదులుతుందో, అది మరింత స్థిరంగా ఉంటుంది, కాబట్టి రైడ్ నాణ్యత మెరుగుపడిందని నా అభిప్రాయం" అని JR సెంట్రల్ రీసెర్చ్ హెడ్ యసుకాజు ఎండో చెప్పారు.
2027 నాటికి టోక్యో-నాగోయా మార్గంలో కొత్త రైళ్లు ప్రారంభించబడతాయి
జపాన్ చాలా కాలంగా షింకన్సెన్ అని పిలువబడే ఉక్కు పట్టాలపై హై-స్పీడ్ రోడ్ల నెట్వర్క్ను కలిగి ఉంది. అయితే, కొత్త మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైలు సాంకేతికతలో పెట్టుబడి పెట్టడం ద్వారా, జపాన్ దానిని విదేశాలకు ఎగుమతి చేయగలదని ఆశిస్తున్నారు.
యునైటెడ్ స్టేట్స్ పర్యటన సందర్భంగా, జపాన్ ప్రధాని షింజో అబే న్యూయార్క్ మరియు వాషింగ్టన్ మధ్య హై-స్పీడ్ హైవే నిర్మాణంలో సహాయం అందిస్తారని భావిస్తున్నారు.
"అధునాతన హై స్పీడ్ ట్రాన్స్పోర్ట్" మరియు "అధునాతన స్థానిక రవాణా" సిరీస్లోని ఇతర పోస్ట్ల కోసం చూడండి:
సూపర్సోనిక్ వాక్యూమ్ “రైలు” - హైపర్లూప్. సిరీస్ నుండి "అధునాతన హై-స్పీడ్ రవాణా."
సిరీస్ "ప్రామిసింగ్ లోకల్ ట్రాన్స్పోర్ట్". కొత్త ఎలక్ట్రిక్ రైలు EP2D
వీడియో బోనస్
మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్లు మరియు మాగ్లెవ్ రైళ్లు భూగర్భ ప్రజా రవాణాలో అత్యంత వేగవంతమైన రూపం. మరియు ఇప్పటివరకు మూడు చిన్న ట్రాక్లు మాత్రమే అమలులోకి వచ్చినప్పటికీ, వివిధ దేశాలలో మాగ్నెటిక్ రైలు నమూనాల పరిశోధన మరియు పరీక్షలు జరుగుతున్నాయి. మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ టెక్నాలజీ ఎలా అభివృద్ధి చెందింది మరియు సమీప భవిష్యత్తులో దాని కోసం ఏమి జరుగుతుందో మీరు ఈ కథనం నుండి నేర్చుకుంటారు.
మాగ్లెవ్ చరిత్ర యొక్క మొదటి పేజీలు వివిధ దేశాలలో 20వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో పొందిన పేటెంట్ల శ్రేణితో నిండి ఉన్నాయి. తిరిగి 1902లో, జర్మన్ ఆవిష్కర్త ఆల్ఫ్రెడా సీడెన్కు లీనియర్ మోటారుతో కూడిన రైలు రూపకల్పనకు పేటెంట్ లభించింది. మరియు నాలుగు సంవత్సరాల తరువాత, ఫ్రాంక్లిన్ స్కాట్ స్మిత్ విద్యుదయస్కాంత సస్పెన్షన్ రైలు యొక్క మరొక ప్రారంభ నమూనాను అభివృద్ధి చేశాడు. కొద్దిసేపటి తరువాత, 1937 నుండి 1941 వరకు, జర్మన్ ఇంజనీర్ హెర్మన్ కెంపర్ లీనియర్ ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లతో కూడిన రైళ్లకు సంబంధించిన అనేక పేటెంట్లను పొందారు. మార్గం ద్వారా, 2004 లో నిర్మించిన మాస్కో మోనోరైల్ రవాణా వ్యవస్థ యొక్క రోలింగ్ స్టాక్, కదలిక కోసం అసమకాలిక లీనియర్ మోటార్లు ఉపయోగిస్తుంది - ఇది లీనియర్ మోటారుతో ప్రపంచంలోని మొట్టమొదటి మోనోరైల్.
Teletsentr స్టేషన్ సమీపంలో మాస్కో మోనోరైల్ సిస్టమ్ యొక్క రైలు
1940ల చివరలో, పరిశోధకులు పదాల నుండి చర్యకు మారారు. బ్రిటీష్ ఇంజనీర్ ఎరిక్ లాజెత్వైట్, చాలామంది "మాగ్లెవ్స్ తండ్రి" అని పిలుస్తారు, లీనియర్ ఇండక్షన్ మోటారు యొక్క మొదటి పని పూర్తి-పరిమాణ నమూనాను అభివృద్ధి చేయగలిగారు. తరువాత 1960లలో, అతను ట్రాక్డ్ హోవర్క్రాఫ్ట్ బుల్లెట్ రైలు అభివృద్ధిలో చేరాడు. దురదృష్టవశాత్తు, నిధుల కొరత కారణంగా 1973లో ప్రాజెక్ట్ మూసివేయబడింది.
1979లో, ప్రయాణీకుల రవాణా సేవలను అందించడానికి లైసెన్స్ పొందిన మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైలు యొక్క మొదటి నమూనా, 908 మీటర్ల పొడవున్న టెస్ట్ ట్రాక్ను హాంబర్గ్లో నిర్మించారు మరియు ప్రాజెక్ట్పై ఆసక్తి చూపారు ట్రాన్స్ర్యాపిడ్ 05 ఎగ్జిబిషన్ ముగిసిన తర్వాత మరో మూడు నెలల పాటు విజయవంతంగా పని చేసి మొత్తం 50 వేల మంది ప్రయాణికులను రవాణా చేయగలిగింది. ఈ రైలు గరిష్ట వేగం గంటకు 75 కి.మీ.
మరియు మొదటి వాణిజ్య అయస్కాంత విమానం 1984లో ఇంగ్లాండ్లోని బర్మింగ్హామ్లో కనిపించింది. బర్మింగ్హామ్ ఇంటర్నేషనల్ ఎయిర్పోర్ట్ టెర్మినల్ మరియు సమీపంలోని రైల్వే స్టేషన్ను మాగ్లేవ్ రైల్వే లైన్ అనుసంధానించింది. ఆమె 1984 నుండి 1995 వరకు విజయవంతంగా పనిచేసింది. లైన్ యొక్క పొడవు కేవలం 600 మీ, మరియు ఒక లీనియర్ ఎసిన్క్రోనస్ మోటారుతో రైలు రోడ్డు ఉపరితలంపైకి 15 మిల్లీమీటర్లు పెరిగింది. 2003లో, దాని స్థానంలో కేబుల్ లైనర్ టెక్నాలజీ ఆధారంగా ఎయిర్రైల్ లింక్ ప్యాసింజర్ రవాణా వ్యవస్థ నిర్మించబడింది.
1980లలో, హై-స్పీడ్ మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్లను రూపొందించడానికి ప్రాజెక్టుల అభివృద్ధి మరియు అమలు ఇంగ్లాండ్ మరియు జర్మనీలలో మాత్రమే కాకుండా, జపాన్, కొరియా, చైనా మరియు USAలలో కూడా ప్రారంభమైంది.
ఇది ఎలా పని చేస్తుంది
6వ తరగతి భౌతిక శాస్త్ర పాఠాల నుంచి అయస్కాంతాల ప్రాథమిక లక్షణాల గురించి మనకు తెలుసు. మీరు శాశ్వత అయస్కాంతం యొక్క ఉత్తర ధ్రువాన్ని మరొక అయస్కాంతం యొక్క ఉత్తర ధ్రువానికి దగ్గరగా తీసుకువస్తే, అవి ఒకదానికొకటి తిప్పికొడతాయి. వివిధ ధ్రువాలను కలుపుతూ అయస్కాంతాలలో ఒకదానిని తిప్పినట్లయితే, అది ఆకర్షిస్తుంది. ఈ సరళమైన సూత్రం మాగ్లెవ్ రైళ్లలో కనుగొనబడింది, ఇవి గాలిలో రైలు మీదుగా కొద్ది దూరం వరకు ప్రయాణిస్తాయి.
మాగ్నెటిక్ సస్పెన్షన్ టెక్నాలజీ మూడు ప్రధాన ఉపవ్యవస్థలపై ఆధారపడి ఉంటుంది: లెవిటేషన్, స్టెబిలైజేషన్ మరియు యాక్సిలరేషన్. అదే సమయంలో, ప్రస్తుతానికి రెండు ప్రధాన అయస్కాంత సస్పెన్షన్ సాంకేతికతలు ఉన్నాయి మరియు ఒక ప్రయోగాత్మకమైనది, కాగితంపై మాత్రమే నిరూపించబడింది.
విద్యుదయస్కాంత సస్పెన్షన్ (EMS) సాంకేతికతపై నిర్మించిన రైళ్లు లెవిటేషన్ కోసం విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉపయోగిస్తాయి, దీని బలం కాలక్రమేణా మారుతూ ఉంటుంది. అంతేకాకుండా, ఈ వ్యవస్థ యొక్క ఆచరణాత్మక అమలు సంప్రదాయ రైల్వే రవాణా యొక్క ఆపరేషన్కు చాలా పోలి ఉంటుంది. ఇక్కడ, T- ఆకారపు రైలు మంచం ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది కండక్టర్ (ఎక్కువగా మెటల్)తో తయారు చేయబడింది, అయితే రైలు చక్రాల జతలకు బదులుగా విద్యుదయస్కాంతాల - మద్దతు మరియు గైడ్ల వ్యవస్థను ఉపయోగిస్తుంది. మద్దతు మరియు గైడ్ అయస్కాంతాలు T- ఆకారపు మార్గం యొక్క అంచుల వద్ద ఉన్న ఫెర్రో అయస్కాంత స్టేటర్లకు సమాంతరంగా ఉంటాయి. EMS సాంకేతికత యొక్క ప్రధాన ప్రతికూలత రిఫరెన్స్ మాగ్నెట్ మరియు స్టేటర్ మధ్య దూరం, ఇది 15 మిల్లీమీటర్లు మరియు విద్యుదయస్కాంత పరస్పర చర్య యొక్క వేరియబుల్ స్వభావంతో సహా అనేక అంశాలపై ఆధారపడి ప్రత్యేక ఆటోమేటెడ్ సిస్టమ్స్ ద్వారా నియంత్రించబడాలి మరియు సర్దుబాటు చేయాలి. మార్గం ద్వారా, లెవిటేషన్ సిస్టమ్ రైలులో వ్యవస్థాపించబడిన బ్యాటరీలకు కృతజ్ఞతలు తెలుపుతుంది, ఇవి మద్దతు అయస్కాంతాలలో నిర్మించిన లీనియర్ జనరేటర్ల ద్వారా రీఛార్జ్ చేయబడతాయి. అందువల్ల, ఆగిపోయిన సందర్భంలో, రైలు బ్యాటరీలపై ఎక్కువసేపు లేవగలదు. ట్రాన్స్రాపిడ్ రైళ్లు మరియు ముఖ్యంగా, షాంఘై మాగ్లేవ్ EMS సాంకేతికత ఆధారంగా నిర్మించబడ్డాయి.
EMS సాంకేతికతపై ఆధారపడిన రైళ్లు తక్కువ-యాక్సిలరేషన్ సింక్రోనస్ లీనియర్ మోటారును ఉపయోగించి నడపబడతాయి మరియు బ్రేక్ చేయబడతాయి, మద్దతు అయస్కాంతాలు మరియు మాగ్నెటోప్లేన్ తేలియాడే ట్రాక్ ద్వారా ప్రాతినిధ్యం వహిస్తుంది. పెద్దగా, కాన్వాస్లో నిర్మించిన మోటారు వ్యవస్థ కాన్వాస్ దిగువన అమర్చబడిన ఒక సాధారణ స్టేటర్ (లీనియర్ ఎలక్ట్రిక్ మోటారు యొక్క స్థిర భాగం), మరియు మద్దతు విద్యుదయస్కాంతాలు, ఎలక్ట్రిక్ మోటారు యొక్క ఆర్మేచర్గా పనిచేస్తాయి. అందువల్ల, టార్క్ను ఉత్పత్తి చేయడానికి బదులుగా, కాయిల్స్లోని ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహం ఉత్తేజిత తరంగాల అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది రైలును పరిచయం లేకుండా కదిలిస్తుంది. ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క బలం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీని మార్చడం రైలు యొక్క ట్రాక్షన్ మరియు వేగాన్ని సర్దుబాటు చేయడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. వేగాన్ని తగ్గించడానికి, మీరు అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క దిశను మార్చాలి.
ఎలక్ట్రోడైనమిక్ సస్పెన్షన్ (EDS) సాంకేతికతను ఉపయోగించే సందర్భంలో, కాన్వాస్లోని అయస్కాంత క్షేత్రం మరియు రైలులో అయస్కాంతాలను సూపర్ కండక్టింగ్ చేయడం ద్వారా సృష్టించబడిన ఫీల్డ్ యొక్క పరస్పర చర్య ద్వారా లెవిటేషన్ నిర్వహించబడుతుంది. జపనీస్ JR-Maglev రైళ్లు EDS సాంకేతికత ఆధారంగా నిర్మించబడ్డాయి. సాంప్రదాయిక విద్యుదయస్కాంతాలు మరియు విద్యుత్తును ప్రయోగించినప్పుడు మాత్రమే విద్యుత్తును నిర్వహించే కాయిల్స్ని ఉపయోగించే EMS సాంకేతికత వలె కాకుండా, సూపర్ కండక్టింగ్ విద్యుదయస్కాంతాలు విద్యుత్ వనరును తొలగించిన తర్వాత కూడా విద్యుత్తును నిర్వహించగలవు. EDS వ్యవస్థలో కాయిల్స్ చల్లబరచడం ద్వారా, మీరు చాలా శక్తిని ఆదా చేయవచ్చు. అయితే, కాయిల్స్లో తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలను నిర్వహించడానికి ఉపయోగించే క్రయోజెనిక్ శీతలీకరణ వ్యవస్థ చాలా ఖరీదైనది.
EDS వ్యవస్థ యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనం దాని అధిక స్థిరత్వం - షీట్ మరియు అయస్కాంతాల మధ్య దూరం కొంచెం తగ్గడంతో, వికర్షక శక్తి పుడుతుంది, ఇది అయస్కాంతాలను వాటి అసలు స్థానానికి తిరిగి ఇస్తుంది, అయితే దూరాన్ని పెంచడం వికర్షక శక్తిని తగ్గిస్తుంది మరియు పెరుగుతుంది. ఆకర్షణీయమైన శక్తి, ఇది మళ్లీ వ్యవస్థ యొక్క స్థిరీకరణకు దారితీస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, రైలు మరియు ట్రాక్ మధ్య దూరాన్ని నియంత్రించడానికి మరియు సర్దుబాటు చేయడానికి ఎలక్ట్రానిక్స్ అవసరం లేదు.
నిజమే, ఇక్కడ కొన్ని లోపాలు కూడా ఉన్నాయి - రైలును పైకి లేపడానికి తగినంత శక్తి అధిక వేగంతో మాత్రమే జరుగుతుంది. ఈ కారణంగా, EDS రైలులో తప్పనిసరిగా తక్కువ వేగంతో (గంటకు 100 కి.మీ.) పనిచేయగల చక్రాలు ఉండాలి. సాంకేతిక లోపాల కారణంగా రైలు ఎక్కడైనా ఆగవచ్చు కాబట్టి, ట్రాక్ మొత్తం పొడవున సంబంధిత మార్పులు కూడా చేయాలి.
EDS యొక్క మరొక ప్రతికూలత ఏమిటంటే, తక్కువ వేగంతో, వెబ్లోని తిప్పికొట్టే అయస్కాంతాల ముందు మరియు వెనుక భాగంలో ఘర్షణ శక్తి అభివృద్ధి చెందుతుంది, ఇది వాటికి వ్యతిరేకంగా పనిచేస్తుంది. JR-Maglev పూర్తిగా వికర్షక వ్యవస్థను విడిచిపెట్టి, పార్శ్వ లెవిటేషన్ వ్యవస్థ వైపు చూడడానికి ఇది ఒక కారణం.
ప్రయాణీకుల విభాగంలో బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రాలు అయస్కాంత రక్షణ యొక్క సంస్థాపన అవసరం అని కూడా గమనించాలి. షీల్డింగ్ లేకుండా, ఎలక్ట్రానిక్ హార్ట్ పేస్మేకర్ లేదా మాగ్నెటిక్ స్టోరేజ్ మీడియా (HDD మరియు క్రెడిట్ కార్డ్లు) ఉన్న ప్రయాణీకులకు అటువంటి క్యారేజ్లో ప్రయాణం విరుద్ధంగా ఉంటుంది.
EDS సాంకేతికతపై ఆధారపడిన రైళ్లలో యాక్సిలరేషన్ సబ్సిస్టమ్ EMS సాంకేతికతపై ఆధారపడిన రైళ్లలో అదే విధంగా పనిచేస్తుంది, ధ్రువణత మార్పు తర్వాత, స్టేటర్లు క్షణక్షణానికి ఆగిపోతాయి.
మూడవ సాంకేతికత, అమలుకు దగ్గరగా ఉంది, ఇది ప్రస్తుతం కాగితంపై మాత్రమే ఉంది, ఇది సక్రియం చేయడానికి శక్తి అవసరం లేని ఇండక్ట్రాక్ శాశ్వత అయస్కాంతాలతో కూడిన EDS వెర్షన్. ఇటీవలి వరకు, శాశ్వత అయస్కాంతాలకు రైలును పైకి లేపడానికి తగినంత శక్తి లేదని పరిశోధకులు విశ్వసించారు. అయితే, ఈ సమస్య "Halbach అర్రే" అని పిలవబడే అయస్కాంతాలను ఉంచడం ద్వారా పరిష్కరించబడింది. అయస్కాంతాలు అయస్కాంత క్షేత్రం శ్రేణికి పైన ఉద్భవించే విధంగా ఉన్నాయి మరియు దాని క్రింద కాదు, మరియు చాలా తక్కువ వేగంతో రైలు యొక్క లెవిటేషన్ను నిర్వహించగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి - సుమారు 5 కిమీ/గం. నిజమే, శాశ్వత అయస్కాంతాల యొక్క అటువంటి శ్రేణుల ధర చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది, అందుకే ఈ రకమైన ఒక్క వాణిజ్య ప్రాజెక్ట్ కూడా లేదు.
గిన్నిస్ బుక్ ఆఫ్ రికార్డ్స్
ప్రస్తుతానికి, అత్యంత వేగవంతమైన మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్ల జాబితాలో మొదటి స్థానం జపనీస్ సొల్యూషన్ JR-Maglev MLX01 చేత ఆక్రమించబడింది, ఇది డిసెంబర్ 2, 2003 న యమనాషిలోని టెస్ట్ ట్రాక్లో గంటకు 581 కిమీ రికార్డు వేగంతో చేరుకోగలిగింది. . JR-Maglev MLX01 1997 మరియు 1999 - 531, 550, 552 కిమీ/గం మధ్య అనేక రికార్డులను కలిగి ఉందని గమనించాలి.
మీరు మీ సన్నిహిత పోటీదారులను పరిశీలిస్తే, వారిలో జర్మనీలో నిర్మించిన షాంఘై మాగ్లెవ్ ట్రాన్స్రాపిడ్ SMT గమనించదగినది, ఇది 2003లో పరీక్షల సమయంలో 501 కిమీ/గం వేగాన్ని అందుకోగలిగింది మరియు దాని మూలాధారం - ట్రాన్స్రాపిడ్ 07, దీనిని అధిగమించింది. 1988లో 436 కిమీ/గం
ఆచరణాత్మక అమలు
లినిమో మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైలును మార్చి 2005లో ప్రారంభించింది, దీనిని చుబు హెచ్ఎస్ఎస్టి అభివృద్ధి చేసింది మరియు ఇప్పటికీ జపాన్లో వాడుకలో ఉంది. ఇది ఐచి ప్రిఫెక్చర్లోని రెండు నగరాల మధ్య నడుస్తుంది. మాగ్లెవ్ హోవర్ చేసే కాన్వాస్ పొడవు సుమారు 9 కి.మీ (9 స్టేషన్లు). అదే సమయంలో, లినిమో గరిష్ట వేగం గంటకు 100 కి.మీ. ఇది ప్రారంభించిన మొదటి మూడు నెలల్లోనే 10 మిలియన్ల కంటే ఎక్కువ మంది ప్రయాణికులను తీసుకువెళ్లకుండా నిరోధించలేదు.
జర్మన్ కంపెనీ ట్రాన్స్రాపిడ్ రూపొందించిన షాంఘై మాగ్లేవ్ మరింత ప్రసిద్ధి చెందింది మరియు జనవరి 1, 2004న అమలులోకి వచ్చింది. ఈ మాగ్లేవ్ రైల్వే లైన్ షాంఘై లాంగ్యాంగ్ లు స్టేషన్ను పుడాంగ్ అంతర్జాతీయ విమానాశ్రయంతో కలుపుతుంది. మొత్తం దూరం 30 కి.మీ, రైలు సుమారు 7.5 నిమిషాల్లో దానిని కవర్ చేస్తుంది, 431 కి.మీ/గం వేగాన్ని అందుకుంటుంది.
దక్షిణ కొరియాలోని డేజియోన్లో మరో మాగ్లెవ్ రైల్వే లైన్ విజయవంతంగా నడుస్తోంది. UTM-02 ఏప్రిల్ 21, 2008న ప్రయాణీకులకు అందుబాటులోకి వచ్చింది మరియు దీనిని అభివృద్ధి చేయడానికి మరియు రూపొందించడానికి 14 సంవత్సరాలు పట్టింది. మాగ్లేవ్ రైల్వే లైన్ నేషనల్ సైన్స్ మ్యూజియం మరియు ఎగ్జిబిషన్ పార్క్లను కలుపుతుంది, ఇవి కేవలం 1 కి.మీ దూరంలో ఉన్నాయి.
సమీప భవిష్యత్తులో పనిచేయడం ప్రారంభించే మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్లలో, జపాన్లోని మాగ్లెవ్ ఎల్0ని గమనించడం విలువ, దాని పరీక్ష ఇటీవల తిరిగి ప్రారంభించబడింది. ఇది 2027 నాటికి టోక్యో-నాగోయా మార్గంలో నడపబడుతుంది.
చాలా ఖరీదైన బొమ్మ
చాలా కాలం క్రితం, మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ అని పిలువబడే ప్రముఖ మ్యాగజైన్లు విప్లవాత్మక రవాణాకు శిక్షణ ఇస్తాయి మరియు అటువంటి వ్యవస్థల యొక్క కొత్త ప్రాజెక్ట్ల ప్రారంభం ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న ప్రైవేట్ కంపెనీలు మరియు అధికారులచే ఆశించదగిన క్రమబద్ధతతో నివేదించబడింది. అయినప్పటికీ, ఈ భారీ ప్రాజెక్టులు చాలా వరకు ప్రారంభ దశలో మూసివేయబడ్డాయి మరియు కొన్ని మాగ్లేవ్ రైల్వే లైన్లు, అవి కొద్దికాలం పాటు జనాభా ప్రయోజనాలను అందించగలిగినప్పటికీ, తరువాత కూల్చివేయబడ్డాయి.
మాగ్లెవ్ రైళ్లు అత్యంత ఖరీదైనవి కావడమే వైఫల్యానికి ప్రధాన కారణం. వారికి స్క్రాచ్ నుండి ప్రత్యేకంగా నిర్మించిన మౌలిక సదుపాయాలు అవసరం, ఇది ఒక నియమం వలె, ప్రాజెక్ట్ బడ్జెట్లో అత్యంత ఖర్చుతో కూడుకున్న అంశం. ఉదాహరణకు, షాంఘై మాగ్లేవ్ చైనాకు $1.3 బిలియన్లు లేదా 1 కి.మీ టూ-వే ట్రాక్కు $43.6 మిలియన్లు ఖర్చవుతుంది (రైళ్లు మరియు స్టేషన్ల నిర్మాణ ఖర్చులతో సహా). మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్లు సుదీర్ఘ మార్గాల్లో మాత్రమే విమానయాన సంస్థలతో పోటీ పడగలవు. కానీ మళ్లీ, మాగ్లేవ్ రైలు మార్గాన్ని విలువైనదిగా మార్చడానికి తగినంత ప్రయాణీకుల రద్దీ ప్రపంచంలోని కొన్ని ప్రదేశాలు ఉన్నాయి.
తదుపరి ఏమిటి?
ప్రస్తుతానికి, మాగ్లెవ్ రైళ్ల భవిష్యత్తు అస్పష్టంగా కనిపిస్తోంది, ఎక్కువగా ఇటువంటి ప్రాజెక్ట్ల అధిక ధర మరియు దీర్ఘ చెల్లింపు కాలం కారణంగా. అదే సమయంలో, చాలా దేశాలు హై-స్పీడ్ రైలు (హెచ్ఎస్ఆర్) ప్రాజెక్టులలో భారీ మొత్తంలో పెట్టుబడి పెట్టడం కొనసాగిస్తున్నాయి. కొంతకాలం క్రితం, మాగ్లెవ్ L0 మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైలు యొక్క హై-స్పీడ్ టెస్టింగ్ జపాన్లో పునఃప్రారంభించబడింది.
జపాన్ ప్రభుత్వం కూడా తన సొంత మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్లపై US ఆసక్తిని ఆకర్షించాలని భావిస్తోంది. ఇటీవల, మాగ్లెవ్ రైలు మార్గాన్ని ఉపయోగించి వాషింగ్టన్ మరియు న్యూయార్క్లను కనెక్ట్ చేయాలని యోచిస్తున్న ది నార్త్ఈస్ట్ మాగ్లెవ్ కంపెనీ ప్రతినిధులు జపాన్లో అధికారిక పర్యటన చేశారు. తక్కువ సమర్థవంతమైన హై-స్పీడ్ రైలు నెట్వర్క్ ఉన్న దేశాల్లో బహుశా మాగ్లేవ్ రైళ్లు మరింత విస్తృతంగా మారవచ్చు. ఉదాహరణకు, USA మరియు గ్రేట్ బ్రిటన్లలో, కానీ వాటి ధర ఇప్పటికీ ఎక్కువగానే ఉంటుంది.
సంఘటనల అభివృద్ధికి మరొక దృశ్యం ఉంది. తెలిసినట్లుగా, మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్ల సామర్థ్యాన్ని పెంచే మార్గాలలో ఒకటి సూపర్ కండక్టర్ల ఉపయోగం, ఇది సంపూర్ణ సున్నాకి దగ్గరగా ఉన్న ఉష్ణోగ్రతలకు చల్లబడినప్పుడు, పూర్తిగా విద్యుత్ నిరోధకతను కోల్పోతుంది. అయినప్పటికీ, అత్యంత శీతల ద్రవాల ట్యాంకుల్లో భారీ అయస్కాంతాలను ఉంచడం చాలా ఖరీదైనది, ఎందుకంటే కావలసిన ఉష్ణోగ్రతను నిర్వహించడానికి భారీ "రిఫ్రిజిరేటర్లు" అవసరమవుతాయి, ఇది ఖర్చును మరింత పెంచుతుంది.
కానీ సమీప భవిష్యత్తులో, భౌతిక శాస్త్రం యొక్క వెలుగులు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద కూడా సూపర్ కండక్టింగ్ లక్షణాలను కలిగి ఉండే చవకైన పదార్థాన్ని సృష్టించగల అవకాశాన్ని ఎవరూ మినహాయించలేదు. అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సూపర్ కండక్టివిటీ సాధించిన తర్వాత, సస్పెండ్ చేయబడిన కార్లు మరియు రైళ్లను పట్టుకోగల శక్తివంతమైన అయస్కాంత క్షేత్రాలు అందుబాటులోకి వస్తాయి కాబట్టి "ఎగిరే కార్లు" కూడా ఆర్థికంగా లాభదాయకంగా ఉంటాయి. కాబట్టి మేము ప్రయోగశాలల నుండి వార్తల కోసం ఎదురు చూస్తున్నాము.
మాగ్నెటోప్లేన్ లేదా మాగ్లెవ్ (ఇంగ్లీష్ మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ నుండి) అనేది అయస్కాంత సస్పెన్షన్పై ఉన్న రైలు, ఇది అయస్కాంత శక్తులచే నడపబడుతుంది మరియు నియంత్రించబడుతుంది. ఇటువంటి రైలు, సాంప్రదాయ రైళ్ల వలె కాకుండా, కదలిక సమయంలో రైలు ఉపరితలాన్ని తాకదు. రైలు మరియు కదిలే ఉపరితలం మధ్య అంతరం ఉన్నందున, ఘర్షణ తొలగించబడుతుంది మరియు ఏరోడైనమిక్ డ్రాగ్ శక్తి మాత్రమే బ్రేకింగ్ శక్తి.
మాగ్లెవ్ సాధించగల వేగం విమానం యొక్క వేగంతో పోల్చవచ్చు మరియు తక్కువ (విమానయానం కోసం) దూరాలలో (1000 కి.మీ వరకు) వాయు సమాచారాలతో పోటీపడటానికి అనుమతిస్తుంది. అటువంటి రవాణా ఆలోచన కొత్తది కానప్పటికీ, ఆర్థిక మరియు సాంకేతిక పరిమితులు పూర్తిగా అభివృద్ధి చెందకుండా నిరోధించాయి: సాంకేతికత ప్రజల ఉపయోగం కోసం కొన్ని సార్లు మాత్రమే అమలు చేయబడింది. ప్రస్తుతం, మాగ్లెవ్ ప్రస్తుతం ఉన్న రవాణా అవస్థాపనను ఉపయోగించలేరు, అయినప్పటికీ సంప్రదాయ రైల్వే యొక్క పట్టాల మధ్య లేదా హైవే కింద అయస్కాంత రహదారి మూలకాల స్థానంతో ప్రాజెక్టులు ఉన్నాయి.
ప్రస్తుతానికి, రైళ్ల మాగ్నెటిక్ సస్పెన్షన్ కోసం 3 ప్రధాన సాంకేతికతలు ఉన్నాయి:
1. సూపర్ కండక్టింగ్ అయస్కాంతాలపై (ఎలక్ట్రోడైనమిక్ సస్పెన్షన్, EDS).
జర్మనీలో సృష్టించబడిన "రైల్వే ఆఫ్ ది ఫ్యూచర్" గతంలో షాంఘై నివాసితుల నుండి నిరసనలకు కారణమైంది. కానీ ఈసారి పెద్ద అశాంతికి దారితీస్తుందని బెదిరించే ప్రదర్శనలతో భయపడిన అధికారులు రైళ్లతో వ్యవహరిస్తామని హామీ ఇచ్చారు. సకాలంలో ప్రదర్శనలను ఆపడానికి, అధికారులు సామూహిక నిరసనలు ఎక్కువగా జరిగే ప్రదేశాలలో వీడియో కెమెరాలను కూడా వేలాడదీశారు. చైనీస్ గుంపు చాలా వ్యవస్థీకృత మరియు మొబైల్, ఇది సెకన్ల వ్యవధిలో సేకరించి నినాదాలతో ప్రదర్శనగా మారుతుంది.
2005లో జపనీస్ వ్యతిరేక కవాతుల తర్వాత షాంఘైలో అతిపెద్ద ప్రజాదరణ పొందిన ప్రదర్శనలు ఇవే. క్షీణిస్తున్న పర్యావరణం గురించి చైనా ఆందోళనల కారణంగా ఇది మొదటి నిరసన కాదు. గత వేసవిలో, వేలాది మంది ప్రదర్శనకారులు రసాయన సముదాయం నిర్మాణాన్ని వాయిదా వేయాలని ప్రభుత్వాన్ని బలవంతం చేశారు.
మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్లు భవిష్యత్తు రవాణా కావా? మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైలు ఎలా పని చేస్తుంది?
మానవత్వం మొదటి ఆవిరి లోకోమోటివ్లను కనిపెట్టిన క్షణం నుండి రెండు వందల సంవత్సరాలకు పైగా గడిచాయి. అయినప్పటికీ, రైల్వే గ్రౌండ్ రవాణా, విద్యుత్ మరియు డీజిల్ ఇంధనం యొక్క శక్తిని ఉపయోగించి ప్రయాణీకులను మరియు భారీ సరుకులను రవాణా చేయడం ఇప్పటికీ చాలా సాధారణం.
ఈ సంవత్సరాల్లో, ఇంజనీర్లు మరియు ఆవిష్కర్తలు ప్రత్యామ్నాయ కదలిక పద్ధతులను రూపొందించడంలో చురుకుగా పనిచేస్తున్నారని చెప్పడం విలువ. వారి పని ఫలితం మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్లు.
ప్రదర్శన చరిత్ర
మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్లను సృష్టించే ఆలోచన ఇరవయ్యవ శతాబ్దం ప్రారంభంలో చురుకుగా అభివృద్ధి చేయబడింది. అయితే అనేక కారణాల వల్ల అప్పట్లో ఈ ప్రాజెక్టును అమలు చేయడం సాధ్యం కాలేదు. అటువంటి రైలు ఉత్పత్తి 1969 లో మాత్రమే ప్రారంభమైంది. ఆ సమయంలోనే ఫెడరల్ రిపబ్లిక్ ఆఫ్ జర్మనీ భూభాగంలో ఒక అయస్కాంత మార్గాన్ని ఏర్పాటు చేయడం ప్రారంభించబడింది, దానితో పాటు ఒక కొత్త వాహనం వెళ్ళవలసి ఉంది, దానిని తరువాత మాగ్లెవ్ రైలు అని పిలిచేవారు. ఇది 1971లో ప్రారంభించబడింది. ట్రాన్స్రాపిడ్-02 అని పిలవబడే మొదటి మాగ్లెవ్ రైలు, మాగ్నెటిక్ ట్రాక్లో ప్రయాణించింది.
ఒక ఆసక్తికరమైన విషయం ఏమిటంటే, జర్మన్ ఇంజనీర్లు శాస్త్రవేత్త హెర్మాన్ కెంపర్ వదిలిపెట్టిన గమనికల ఆధారంగా ప్రత్యామ్నాయ వాహనాన్ని తయారు చేశారు, అతను 1934 లో అయస్కాంత విమానం యొక్క ఆవిష్కరణను ధృవీకరించే పేటెంట్ను పొందాడు.
Transrapid-02 చాలా వేగంగా పిలవబడదు. అతను గరిష్టంగా గంటకు 90 కిలోమీటర్ల వేగంతో కదలగలడు. దాని సామర్థ్యం కూడా తక్కువగా ఉంది - కేవలం నలుగురు వ్యక్తులు.
1979 లో, మాగ్లెవ్ యొక్క మరింత అధునాతన మోడల్ సృష్టించబడింది. ట్రాన్స్రాపిడ్-05 అని పిలిచే ఈ రైలు ఇప్పటికే అరవై ఎనిమిది మంది ప్రయాణికులను తీసుకెళ్లగలదు. ఇది హాంబర్గ్ నగరంలో ఉన్న ఒక రేఖ వెంట కదిలింది, దీని పొడవు 908 మీటర్లు. ఈ రైలు అభివృద్ధి చేసిన గరిష్ట వేగం గంటకు డెబ్బై ఐదు కిలోమీటర్లు.
అలాగే 1979లో జపాన్లో మరో మాగ్లెవ్ మోడల్ విడుదలైంది. దీనిని "ML-500" అని పిలిచేవారు. జపాన్ మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైలు గంటకు ఐదు వందల పదిహేడు కిలోమీటర్ల వేగంతో దూసుకుపోయింది.
పోటీతత్వం
మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్లు చేరుకోగల వేగాన్ని విమానాల వేగంతో పోల్చవచ్చు. ఈ విషయంలో, ఈ రకమైన రవాణా వెయ్యి కిలోమీటర్ల దూరం వరకు పనిచేసే విమానయాన సంస్థలకు తీవ్రమైన పోటీదారుగా మారుతుంది. మాగ్లెవ్ల యొక్క విస్తృత ఉపయోగం సాంప్రదాయ రైల్వే ఉపరితలాలపై కదలలేని వాస్తవం కారణంగా అడ్డుకుంటుంది. మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్లకు ప్రత్యేక రహదారుల నిర్మాణం అవసరం. మరియు దీనికి మూలధనం యొక్క పెద్ద పెట్టుబడులు అవసరం. మాగ్లెవ్స్ కోసం సృష్టించబడిన అయస్కాంత క్షేత్రం మానవ శరీరాన్ని ప్రతికూలంగా ప్రభావితం చేస్తుందని కూడా నమ్ముతారు, ఇది డ్రైవర్ మరియు అటువంటి మార్గానికి సమీపంలో ఉన్న ప్రాంతాల నివాసితుల ఆరోగ్యాన్ని ప్రతికూలంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.
ఆపరేటింగ్ సూత్రం
మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్లు ఒక ప్రత్యేక రకమైన రవాణా. కదులుతున్నప్పుడు, మాగ్లెవ్ రైల్వే ట్రాక్ను తాకకుండా పైకి తేలుతున్నట్లు అనిపిస్తుంది. వాహనం కృత్రిమంగా సృష్టించబడిన అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క శక్తితో నడపబడటం వలన ఇది జరుగుతుంది. మాగ్లెవ్ కదులుతున్నప్పుడు ఘర్షణ ఉండదు. ఈ సందర్భంలో బ్రేకింగ్ శక్తి ఏరోడైనమిక్ డ్రాగ్.
ఇది ఎలా పని చేస్తుంది? మనలో ప్రతి ఒక్కరికి ఆరవ తరగతి భౌతిక పాఠాల నుండి అయస్కాంతాల యొక్క ప్రాథమిక లక్షణాల గురించి తెలుసు. రెండు అయస్కాంతాలను వాటి ఉత్తర ధ్రువాలతో ఒకదానికొకటి దగ్గరగా తీసుకువస్తే, అవి ఒకదానికొకటి వికర్షిస్తాయి. అయస్కాంత పరిపుష్టి అని పిలవబడేది సృష్టించబడుతుంది. వేర్వేరు ధ్రువాలు అనుసంధానించబడినప్పుడు, అయస్కాంతాలు ఒకదానికొకటి ఆకర్షిస్తాయి. ఈ సరళమైన సూత్రం మాగ్లెవ్ రైలు యొక్క కదలికను సూచిస్తుంది, ఇది పట్టాల నుండి కొద్ది దూరంలో ఉన్న గాలిలో అక్షరాలా జారిపోతుంది.
ప్రస్తుతం, మాగ్నెటిక్ కుషన్ లేదా సస్పెన్షన్ సక్రియం చేయబడిన సహాయంతో ఇప్పటికే రెండు సాంకేతికతలు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. మూడవది ప్రయోగాత్మకమైనది మరియు కాగితంపై మాత్రమే ఉంటుంది.
విద్యుదయస్కాంత సస్పెన్షన్
ఈ సాంకేతికతను EMS అంటారు. ఇది విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది కాలక్రమేణా మారుతుంది. ఇది మాగ్లెవ్ యొక్క లెవిటేషన్ (గాలిలో పెరుగుతుంది) కారణమవుతుంది. ఈ సందర్భంలో రైలును తరలించడానికి, T- ఆకారపు పట్టాలు అవసరమవుతాయి, ఇవి కండక్టర్ (సాధారణంగా మెటల్) తయారు చేయబడతాయి. ఈ విధంగా, సిస్టమ్ యొక్క ఆపరేషన్ సంప్రదాయ రైల్వే వలె ఉంటుంది. అయితే, రైలులో చక్రాల జతలకు బదులుగా సపోర్ట్ మరియు గైడ్ అయస్కాంతాలు ఉన్నాయి. అవి T- ఆకారపు షీట్ అంచున ఉన్న ఫెర్రో మాగ్నెటిక్ స్టేటర్లకు సమాంతరంగా ఉంచబడతాయి.
EMS సాంకేతికత యొక్క ప్రధాన ప్రతికూలత స్టేటర్ మరియు అయస్కాంతాల మధ్య దూరాన్ని నియంత్రించాల్సిన అవసరం ఉంది. మరియు ఇది విద్యుదయస్కాంత పరస్పర చర్య యొక్క అస్థిర స్వభావంతో సహా అనేక అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. రైలు అకస్మాత్తుగా ఆగిపోకుండా ఉండేందుకు, దానిపై ప్రత్యేక బ్యాటరీలను అమర్చారు. వారు మద్దతు అయస్కాంతాలలో నిర్మించిన లీనియర్ జనరేటర్లను రీఛార్జ్ చేయగలరు మరియు తద్వారా లెవిటేషన్ ప్రక్రియను చాలా కాలం పాటు నిర్వహించగలరు.
EMS సాంకేతికత ఆధారంగా రైళ్ల బ్రేకింగ్ తక్కువ-యాక్సిలరేషన్ సింక్రోనస్ లీనియర్ మోటార్ ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది. ఇది మద్దతు అయస్కాంతాలు, అలాగే మాగ్లెవ్ తేలియాడే రహదారి ఉపరితలం ద్వారా సూచించబడుతుంది. ఉత్పత్తి చేయబడిన ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు బలాన్ని మార్చడం ద్వారా రైలు వేగం మరియు థ్రస్ట్ని సర్దుబాటు చేయవచ్చు. వేగాన్ని తగ్గించడానికి, అయస్కాంత తరంగాల దిశను మార్చడానికి సరిపోతుంది.
ఎలక్ట్రోడైనమిక్ సస్పెన్షన్
మాగ్లెవ్ యొక్క కదలిక రెండు రంగాల పరస్పర చర్య ద్వారా సంభవించే సాంకేతికత ఉంది. వాటిలో ఒకటి హైవేపై, రెండవది రైలులో సృష్టించబడింది. ఈ టెక్నాలజీని EDS అంటారు. జపనీస్ మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైలు JR-Maglev దాని ఆధారంగా నిర్మించబడింది.
ఈ వ్యవస్థ EMS నుండి కొన్ని వ్యత్యాసాలను కలిగి ఉంది, ఇక్కడ సంప్రదాయ అయస్కాంతాలు ఉపయోగించబడతాయి, విద్యుత్తు ప్రయోగించినప్పుడు మాత్రమే విద్యుత్ ప్రవాహం కాయిల్స్ నుండి సరఫరా చేయబడుతుంది.EDS సాంకేతికత నిరంతర విద్యుత్ సరఫరాను సూచిస్తుంది. విద్యుత్ సరఫరా నిలిపివేయబడినప్పటికీ ఇది జరుగుతుంది. అటువంటి వ్యవస్థ యొక్క కాయిల్స్ క్రయోజెనిక్ శీతలీకరణతో అమర్చబడి ఉంటాయి, ఇది గణనీయమైన విద్యుత్తును ఆదా చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.
EDS సాంకేతికత యొక్క ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు
ఎలక్ట్రోడైనమిక్ సస్పెన్షన్పై పనిచేసే సిస్టమ్ యొక్క సానుకూల వైపు దాని స్థిరత్వం. అయస్కాంతాలు మరియు కాన్వాస్ మధ్య దూరం కొంచెం తగ్గడం లేదా పెరుగుదల కూడా వికర్షణ మరియు ఆకర్షణ శక్తులచే నియంత్రించబడుతుంది. ఇది సిస్టమ్ మారని స్థితిలో ఉండటానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ సాంకేతికతతో, నియంత్రణ కోసం ఎలక్ట్రానిక్స్ను ఇన్స్టాల్ చేయవలసిన అవసరం లేదు. బ్లేడ్ మరియు అయస్కాంతాల మధ్య దూరాన్ని సర్దుబాటు చేయడానికి పరికరాల అవసరం లేదు.
EDS సాంకేతికతకు కొన్ని ప్రతికూలతలు ఉన్నాయి. అందువల్ల, రైలును పైకి లేపడానికి తగినంత శక్తి అధిక వేగంతో మాత్రమే ఉత్పన్నమవుతుంది. అందుకే మాగ్లేవ్లు చక్రాలతో అమర్చబడి ఉంటాయి. వారు గంటకు వంద కిలోమీటర్ల వేగంతో తమ కదలికను నిర్ధారిస్తారు. ఈ సాంకేతికత యొక్క మరొక ప్రతికూలత తక్కువ వేగంతో తిప్పికొట్టే అయస్కాంతాల వెనుక మరియు ముందు భాగంలో ఏర్పడే ఘర్షణ శక్తి.
బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రం కారణంగా, ప్రయాణీకుల విభాగంలో ప్రత్యేక రక్షణను తప్పనిసరిగా ఇన్స్టాల్ చేయాలి. లేకపోతే, ఎలక్ట్రానిక్ పేస్మేకర్ ఉన్న వ్యక్తి ప్రయాణించడం నిషేధించబడింది. మాగ్నెటిక్ స్టోరేజ్ మీడియా (క్రెడిట్ కార్డ్లు మరియు HDDలు) కోసం కూడా రక్షణ అవసరం.
సాంకేతికత అభివృద్ధిలో ఉంది
ప్రస్తుతం కాగితంపై మాత్రమే ఉన్న మూడవ వ్యవస్థ, EDS సంస్కరణలో శాశ్వత అయస్కాంతాలను ఉపయోగించడం, ఇది శక్తిని సక్రియం చేయవలసిన అవసరం లేదు. ఇది అసాధ్యమని ఇటీవలే భావించారు. శాశ్వత అయస్కాంతాలకు రైలు పైకి లేవడానికి శక్తి లేదని పరిశోధకులు విశ్వసించారు. అయితే, ఈ సమస్య తప్పింది. ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, అయస్కాంతాలను "హల్బాచ్ శ్రేణి"లో ఉంచారు. ఈ అమరిక శ్రేణి కింద కాకుండా దాని పైన అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టించడానికి దారితీస్తుంది. ఇది గంటకు ఐదు కిలోమీటర్ల వేగంతో కూడా రైలు యొక్క లెవిటేషన్ను నిర్వహించడానికి సహాయపడుతుంది.
ఈ ప్రాజెక్ట్ ఇంకా ఆచరణాత్మకంగా అమలు కాలేదు. శాశ్వత అయస్కాంతాలతో తయారు చేయబడిన శ్రేణుల అధిక ధర ద్వారా ఇది వివరించబడింది.
మాగ్లేవ్స్ యొక్క ప్రయోజనాలు
మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్ల యొక్క అత్యంత ఆకర్షణీయమైన అంశం ఏమిటంటే అవి అధిక వేగాన్ని సాధించే అవకాశం ఉంది, ఇది భవిష్యత్తులో జెట్ ఎయిర్క్రాఫ్ట్తో కూడా మాగ్లేవ్లు పోటీ పడేలా చేస్తుంది. విద్యుత్ వినియోగం పరంగా ఈ రకమైన రవాణా చాలా పొదుపుగా ఉంటుంది. దాని ఆపరేషన్ ఖర్చులు కూడా తక్కువ. ఘర్షణ లేకపోవడం వల్ల ఇది సాధ్యమవుతుంది. మాగ్లెవ్స్ యొక్క తక్కువ శబ్దం కూడా ఆహ్లాదకరంగా ఉంటుంది, ఇది పర్యావరణ పరిస్థితిపై సానుకూల ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.
లోపాలు
మాగ్లేవ్స్ యొక్క ప్రతికూలత ఏమిటంటే వాటిని సృష్టించడానికి అవసరమైన మొత్తం చాలా పెద్దది. ట్రాక్ నిర్వహణ ఖర్చులు కూడా ఎక్కువే. అదనంగా, పరిగణించబడే రవాణా రకాన్ని ట్రాక్ల సంక్లిష్ట వ్యవస్థ మరియు రహదారి ఉపరితలం మరియు అయస్కాంతాల మధ్య దూరాన్ని నియంత్రించే అత్యంత ఖచ్చితమైన సాధనాలు అవసరం.
బెర్లిన్లో ప్రాజెక్ట్ అమలు
జూమ్ చేయండి-ప్రదర్శన:http://zoom.pspu.ru/presentations/145
1. ప్రయోజనం
మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైలులేదా మాగ్లెవ్(ఇంగ్లీష్ మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ నుండి, అంటే "మాగ్లెవ్" - మాగ్నెటిక్ ప్లేన్) అనేది అయస్కాంతంగా సస్పెండ్ చేయబడిన రైలు, ఇది ప్రజలను రవాణా చేయడానికి రూపొందించబడిన అయస్కాంత శక్తులచే నడపబడుతుంది మరియు నియంత్రించబడుతుంది (Fig. 1). ప్రయాణీకుల రవాణా సాంకేతికతను సూచిస్తుంది. సాంప్రదాయ రైళ్లలా కాకుండా, కదులుతున్నప్పుడు ఇది రైలు ఉపరితలాన్ని తాకదు.
2. ప్రధాన భాగాలు (పరికరం) మరియు వాటి ప్రయోజనం
ఈ డిజైన్ అభివృద్ధిలో వివిధ సాంకేతిక పరిష్కారాలు ఉన్నాయి (పేరా 6 చూడండి). విద్యుదయస్కాంతాలను ఉపయోగించి ట్రాన్స్రాపిడ్ రైలు యొక్క మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రాన్ని పరిశీలిద్దాం ( విద్యుదయస్కాంత సస్పెన్షన్, EMS) (Fig. 2).
ఎలక్ట్రానిక్ నియంత్రిత విద్యుదయస్కాంతాలు (1) ప్రతి కారు యొక్క మెటల్ "స్కర్ట్"కు జోడించబడతాయి. అవి ఒక ప్రత్యేక రైలు (2) యొక్క దిగువ భాగంలో ఉన్న అయస్కాంతాలతో సంకర్షణ చెందుతాయి, దీని వలన రైలు రైలు పట్టాల పైన కదులుతుంది. ఇతర అయస్కాంతాలు పార్శ్వ అమరికను అందిస్తాయి. ట్రాక్ వెంట ఒక వైండింగ్ (3) వేయబడింది, ఇది అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది, ఇది రైలును మోషన్లో ఉంచుతుంది (లీనియర్ మోటార్).
3. ఆపరేటింగ్ సూత్రం
మాగ్లేవ్ రైలు యొక్క నిర్వహణ సూత్రం క్రింది భౌతిక దృగ్విషయాలు మరియు చట్టాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది:
M. ఫెరడే ద్వారా విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క దృగ్విషయం మరియు చట్టం
లెంజ్ నియమం
బయోట్-సావర్ట్-లాప్లేస్ చట్టం
1831 లో, ఆంగ్ల భౌతిక శాస్త్రవేత్త మైఖేల్ ఫెరడే కనుగొన్నారు విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క చట్టం, దీని ప్రకారం కండక్టింగ్ సర్క్యూట్ లోపల అయస్కాంత ప్రవాహంలో మార్పు సర్క్యూట్లో విద్యుత్ వనరు లేనప్పుడు కూడా ఈ సర్క్యూట్లో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఉత్తేజపరుస్తుంది. ఇండక్షన్ కరెంట్ యొక్క దిశ ప్రశ్న, ఫెరడే ద్వారా తెరిచి ఉంది, త్వరలో రష్యన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఎమిలియస్ క్రిస్టియానోవిచ్ లెంజ్ ద్వారా పరిష్కరించబడింది.
కనెక్ట్ చేయబడిన బ్యాటరీ లేదా ఇతర పవర్ సోర్స్ లేకుండా క్లోజ్డ్ సర్క్యులర్ కరెంట్-వాహక సర్క్యూట్ను పరిశీలిద్దాం, దీనిలో ఉత్తర ధ్రువంతో అయస్కాంతం చొప్పించబడింది. ఇది లూప్ గుండా వెళుతున్న అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని పెంచుతుంది మరియు ఫెరడే చట్టం ప్రకారం, లూప్లో ప్రేరేపిత కరెంట్ కనిపిస్తుంది. ఈ కరెంట్, బయో-సావర్ట్ చట్టం ప్రకారం, ఒక అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, దీని లక్షణాలు ఉత్తర మరియు దక్షిణ ధ్రువాలతో ఉన్న సాధారణ అయస్కాంతం యొక్క క్షేత్రం యొక్క లక్షణాల నుండి భిన్నంగా ఉండవు. కరెంట్ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క ఉత్తర ధ్రువం నడిచే అయస్కాంతం యొక్క ఉత్తర ధ్రువం వైపుగా ఉండే విధంగా ప్రేరేపిత కరెంట్ నిర్దేశించబడుతుందని లెంజ్ ఇప్పుడే కనుగొనగలిగాడు. అయస్కాంతాల యొక్క రెండు ఉత్తర ధ్రువాల మధ్య పరస్పర వికర్షణ శక్తులు పనిచేస్తాయి కాబట్టి, సర్క్యూట్లో ప్రేరేపించబడిన ఇండక్షన్ కరెంట్ ఖచ్చితంగా సర్క్యూట్లోకి అయస్కాంతాన్ని ప్రవేశపెట్టడాన్ని నిరోధించే దిశలో ప్రవహిస్తుంది. మరియు ఇది ఒక ప్రత్యేక సందర్భం మాత్రమే, కానీ సాధారణీకరించిన సూత్రీకరణలో, లెంజ్ నియమం ప్రేరేపిత కరెంట్ ఎల్లప్పుడూ దానికి కారణమైన మూల కారణాన్ని ఎదుర్కోవడానికి నిర్దేశించబడుతుందని పేర్కొంది.
లెంజ్ నియమం ఖచ్చితంగా ఈనాడు మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైళ్లలో ఉపయోగించబడుతుంది. ఉక్కు షీట్ (Fig. 3) నుండి కొన్ని సెంటీమీటర్ల దూరంలో ఉన్న అటువంటి రైలు యొక్క కారు దిగువన శక్తివంతమైన అయస్కాంతాలు అమర్చబడి ఉంటాయి. రైలు కదులుతున్నప్పుడు, ట్రాక్ యొక్క ఆకృతి గుండా వెళుతున్న అయస్కాంత ప్రవాహం నిరంతరం మారుతూ ఉంటుంది మరియు దానిలో బలమైన ఇండక్షన్ ప్రవాహాలు ఉత్పన్నమవుతాయి, ఇది రైలు యొక్క అయస్కాంత సస్పెన్షన్ను తిప్పికొట్టే శక్తివంతమైన అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది (కాంటౌర్ మధ్య వికర్షక శక్తులు ఎలా ఉత్పన్నమవుతాయి. మరియు పైన వివరించిన ప్రయోగంలో అయస్కాంతం). ఈ శక్తి చాలా గొప్పది, కొంత వేగంతో, రైలు అక్షరాలా ట్రాక్ నుండి అనేక సెంటీమీటర్ల నుండి పైకి లేస్తుంది మరియు వాస్తవానికి గాలిలో ఎగురుతుంది.
అయస్కాంతాల యొక్క సారూప్య ధ్రువాల వికర్షణ మరియు దీనికి విరుద్ధంగా, వివిధ ధ్రువాల ఆకర్షణ కారణంగా కూర్పు లెవిట్ అవుతుంది. TransRapid రైలు సృష్టికర్తలు (Fig. 1) ఊహించని అయస్కాంత సస్పెన్షన్ పథకాన్ని ఉపయోగించారు. వారు అదే పేరుతో ఉన్న ధ్రువాల వికర్షణను ఉపయోగించలేదు, కానీ వ్యతిరేక ధ్రువాల ఆకర్షణ. అయస్కాంతం పైన లోడ్ వేలాడదీయడం కష్టం కాదు (ఈ వ్యవస్థ స్థిరంగా ఉంటుంది), కానీ అయస్కాంతం కింద దాదాపు అసాధ్యం. కానీ మీరు నియంత్రిత విద్యుదయస్కాంతాన్ని తీసుకుంటే, పరిస్థితి మారుతుంది. నియంత్రణ వ్యవస్థ అనేక మిల్లీమీటర్ల (Fig. 3) వద్ద అయస్కాంతాల మధ్య అంతరాన్ని స్థిరంగా ఉంచుతుంది. గ్యాప్ పెరిగేకొద్దీ, సిస్టమ్ సహాయక అయస్కాంతాలలో ప్రస్తుత బలాన్ని పెంచుతుంది మరియు తద్వారా కారును "లాగుతుంది"; తగ్గుతున్నప్పుడు, కరెంట్ తగ్గుతుంది మరియు గ్యాప్ పెరుగుతుంది. పథకం రెండు తీవ్రమైన ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. ట్రాక్ అయస్కాంత మూలకాలు వాతావరణ ప్రభావాల నుండి రక్షించబడతాయి మరియు ట్రాక్ మరియు రైలు మధ్య చిన్న గ్యాప్ కారణంగా వాటి ఫీల్డ్ గణనీయంగా బలహీనంగా ఉంటుంది; దీనికి చాలా తక్కువ ప్రవాహాలు అవసరం. పర్యవసానంగా, ఈ డిజైన్ యొక్క రైలు మరింత పొదుపుగా మారుతుంది.
రైలు ముందుకు కదులుతుంది సరళ మోటార్. అటువంటి ఇంజిన్ రోటర్ మరియు స్టేటర్ స్ట్రిప్స్లో విస్తరించి ఉంటుంది (సాంప్రదాయ ఎలక్ట్రిక్ మోటారులో అవి రింగులుగా చుట్టబడతాయి). స్టేటర్ వైండింగ్లు ప్రత్యామ్నాయంగా స్విచ్ చేయబడి, ప్రయాణించే అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తాయి. లోకోమోటివ్పై అమర్చబడిన స్టేటర్, ఈ ఫీల్డ్లోకి లాగబడుతుంది మరియు మొత్తం రైలును కదిలిస్తుంది (Fig. 4, 5). . సెకనుకు 4,000 సార్లు ఫ్రీక్వెన్సీలో కరెంట్ను ప్రత్యామ్నాయంగా సరఫరా చేయడం మరియు తొలగించడం ద్వారా విద్యుదయస్కాంతాలపై ధ్రువాలను మార్చడం సాంకేతికత యొక్క ముఖ్య అంశం. విశ్వసనీయ ఆపరేషన్ పొందటానికి స్టేటర్ మరియు రోటర్ మధ్య అంతరం ఐదు మిల్లీమీటర్లు మించకూడదు. కదలిక సమయంలో కార్లు ఊగడం వల్ల ఇది సాధించడం కష్టం, ఇది అన్ని రకాల మోనోరైల్ రోడ్ల లక్షణం, సైడ్ సస్పెన్షన్తో ఉన్న రోడ్లు మినహా, ముఖ్యంగా మూలలో ఉన్నప్పుడు. అందువల్ల, ఆదర్శవంతమైన ట్రాక్ మౌలిక సదుపాయాలు అవసరం.
మాగ్నెటైజేషన్ వైండింగ్లలో కరెంట్ యొక్క ఆటోమేటిక్ రెగ్యులేషన్ ద్వారా సిస్టమ్ యొక్క స్థిరత్వం నిర్ధారిస్తుంది: సెన్సార్లు రైలు నుండి ట్రాక్కి దూరాన్ని నిరంతరం కొలుస్తాయి మరియు విద్యుదయస్కాంతాలపై వోల్టేజ్ తదనుగుణంగా మారుతుంది (Fig. 3). అల్ట్రా-ఫాస్ట్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ రోడ్డు మరియు రైలు మధ్య అంతరాన్ని నియంత్రిస్తాయి.
ఎ |
|
అన్నం. 4. మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైలు (EMS టెక్నాలజీ) యొక్క కదలిక సూత్రం |
ఏరోడైనమిక్ డ్రాగ్ ఫోర్స్ మాత్రమే బ్రేకింగ్ ఫోర్స్.
కాబట్టి, మాగ్లేవ్ రైలు యొక్క కదలిక రేఖాచిత్రం: కారు కింద సహాయక విద్యుదయస్కాంతాలు వ్యవస్థాపించబడ్డాయి మరియు రైలులో సరళ ఎలక్ట్రిక్ మోటారు యొక్క కాయిల్స్ వ్యవస్థాపించబడ్డాయి. వారు పరస్పర చర్య చేసినప్పుడు, ఒక శక్తి పుడుతుంది, అది కారును రోడ్డు పైకి లేపి ముందుకు లాగుతుంది. వైండింగ్లలో కరెంట్ యొక్క దిశ నిరంతరం మారుతుంది, రైలు కదులుతున్నప్పుడు అయస్కాంత క్షేత్రాలను మారుస్తుంది.
సహాయక అయస్కాంతాలు ఆన్-బోర్డ్ బ్యాటరీల ద్వారా శక్తిని పొందుతాయి (Fig. 4), ఇవి ప్రతి స్టేషన్లో రీఛార్జ్ చేయబడతాయి. కరెంట్ లీనియర్ ఎలక్ట్రిక్ మోటారుకు సరఫరా చేయబడుతుంది, ఇది రైలును విమానం వేగానికి వేగవంతం చేస్తుంది, రైలు కదులుతున్న విభాగంలో మాత్రమే (Fig. 6 a). కూర్పు యొక్క తగినంత బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రం ట్రాక్ వైండింగ్లలో కరెంట్ను ప్రేరేపిస్తుంది మరియు అవి అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తాయి.
అన్నం. 6. ఒక మాగ్నెటిక్ లెవిటేషన్ రైలు యొక్క కదలిక సూత్రం |
రైలు వేగాన్ని పెంచే చోట లేదా ఎత్తుపైకి వెళ్లే చోట, ఎక్కువ శక్తితో శక్తి సరఫరా చేయబడుతుంది. మీరు వేగాన్ని తగ్గించడం లేదా వ్యతిరేక దిశలో డ్రైవ్ చేయవలసి వస్తే, అయస్కాంత క్షేత్రం వెక్టర్ను మారుస్తుంది.
వీడియో క్లిప్లను చూడండి" విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క చట్టం», « విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ» « ఫెరడే యొక్క ప్రయోగాలు».
అన్నం. 6. బి వీడియో శకలాలు "ది లా ఆఫ్ ఎలక్ట్రోమాగ్నెటిక్ ఇండక్షన్", "ఎలక్ట్రోమాగ్నెటిక్ ఇండక్షన్", "ఫెరడే ప్రయోగాలు" నుండి స్టిల్స్.