Châu Á và Châu Âu hoàn toàn đối lập nhau. Người châu Âu rất khó hiểu người châu Á xây dựng cuộc sống của mình như thế nào, họ nghĩ gì, tuân theo những quy tắc nào. Tuy nhiên, các nước phương đông vẫn thu hút khách du lịch bằng vẻ đẹp và sự độc đáo của họ. Ngoài ra, nhiều nước châu Á có thể tự hào về mức sống cao và các công nghệ mới được đưa vào cuộc sống của người dân bình thường. Nhật Bản đặc biệt quan tâm đến vấn đề này. Những ai đã từng hân hạnh được du lịch khắp Xứ sở Mặt trời mọc sẽ không bao giờ có thể quên những chuyến tàu Nhật Bản, đi qua nhiều km chỉ trong vài phút.
Nhật Bản là đất nước của công nghệ cao và truyền thống gia trưởng
Nhật Bản nằm ở Đông Á và chiếm gần bảy nghìn hòn đảo. Đặc điểm địa lý này ảnh hưởng đến toàn bộ lối sống của người dân địa phương. Dân số 127 triệu người của đất nước sống ở các thành phố lớn. Chỉ có ít hơn năm phần trăm người Nhật có đủ khả năng để sống bên ngoài đô thị và sự phân chia này rất tùy tiện. Rốt cuộc, ở Nhật Bản rất khó tìm được một khu vực không được sử dụng vì lợi ích của nhà nước. Người Nhật đang cố gắng xây dựng từng milimét đất với nhiều tòa nhà khác nhau; kết quả là, chỉ còn những dải đất ven biển là còn trống, thường xuyên bị lũ lụt.
Nhưng người Nhật đã học được cách giải quyết vấn đề này; trong nhiều năm nay họ đã tiến sâu hơn vào Thái Bình Dương và Biển Đông, tạo ra các đảo nhân tạo. Tình trạng thiếu đất tự do nghiêm trọng buộc Nhật Bản phải phát triển một chương trình công nghệ cao để định cư các vùng nước, chương trình này đã thể hiện rất tốt trong những thập kỷ qua.
Đặc thù của cuộc sống Nhật Bản buộc người dân phải liên tục di chuyển khắp đất nước. Mỗi ngày, hàng nghìn người từ vùng ngoại ô đến làm việc tại văn phòng của họ ở Tokyo hoặc Osaka. Tàu cao tốc Nhật Bản giúp bạn tránh ùn tắc vào giờ cao điểm và tiết kiệm thời gian.
Shinkansen - đường sắt cao tốc
Đối với người Nga, việc di chuyển bằng đường sắt khó có thể gọi là thoải mái và nhanh chóng. Người dân bình thường ở nước ta khi đi nghỉ đều cố gắng lựa chọn vận tải hàng không. Nhưng ở Xứ sở mặt trời mọc, tàu Nhật Bản phá vỡ mọi kỷ lục về mức độ phổ biến và nhu cầu. Đây là một loại phương tiện giao thông rất đặc biệt có thể đi quãng đường 600 km chỉ trong vài giờ.
Tàu cao tốc và đường sắt ở Nhật Bản được gọi là Shinkansen. Theo nghĩa đen, tên này có thể được dịch là “dòng chính mới”. Thật vậy, trong quá trình xây dựng tuyến đường cao tốc này, người Nhật đã sử dụng rất nhiều công nghệ mới và lần đầu tiên loại bỏ loại hình đường sắt truyền thống được áp dụng vào thời đó.
Hiện nay Shinkansen kết nối hầu hết các thành phố của Nhật Bản; chiều dài của tuyến là hơn 27 nghìn km. Hơn nữa, 75% đường ray thuộc về công ty lớn nhất Nhật Bản - Japan Railwais Group.
Tàu cao tốc Nhật Bản: lần đầu tiên ra mắt
Nhu cầu về các tuyến đường sắt mới nảy sinh ở Nhật Bản trước Thế vận hội Mùa hè lần thứ mười tám. Thực tế là cho đến thời điểm đó, đường sắt vẫn là đường sắt khổ hẹp. Thực tế này không đáp ứng được các tiêu chuẩn quốc tế và làm chậm đáng kể sự phát triển của ngành. Vì vậy, vào năm 1964, tuyến Shinkansen đầu tiên được ra đời, nối Tokyo và Osaka. Chiều dài của tuyến đường sắt chỉ hơn 500 km.
Không biết tương lai của tàu cao tốc Nhật Bản sẽ ra sao, nhưng có một điều chắc chắn bây giờ - chúng sẽ nhanh nhất và thoải mái nhất trên thế giới. Mặt khác, ở Nhật Bản họ đơn giản là không biết làm thế nào.
Đã hơn hai trăm năm trôi qua kể từ thời điểm loài người phát minh ra đầu máy xe lửa hơi nước đầu tiên. Tuy nhiên, vận tải đường sắt đường bộ, vận chuyển hành khách sử dụng điện và nhiên liệu diesel vẫn còn rất phổ biến.
Điều đáng nói là trong suốt những năm qua, các kỹ sư và nhà phát minh đã tích cực làm việc để tạo ra các phương pháp di chuyển thay thế. Kết quả công việc của họ là tàu bay từ trường.
Lịch sử xuất hiện
Ý tưởng tạo ra tàu bay từ trường đã được phát triển tích cực vào đầu thế kỷ XX. Tuy nhiên, dự án này chưa thể triển khai vào thời điểm đó vì một số lý do. Việc sản xuất một đoàn tàu như vậy chỉ bắt đầu vào năm 1969. Sau đó, một tuyến đường từ tính bắt đầu được xây dựng trên lãnh thổ Cộng hòa Liên bang Đức, dọc theo đó một phương tiện mới được cho là sẽ đi qua, sau này được gọi là tàu Maglev. Nó được hạ thủy vào năm 1971. Chuyến tàu đệm từ đầu tiên mang tên Transrapid-02 đã đi dọc theo tuyến đường từ trường.
Một sự thật thú vị là các kỹ sư người Đức đã chế tạo ra một phương tiện thay thế dựa trên những ghi chú để lại của nhà khoa học Hermann Kemper, người vào năm 1934 đã nhận được bằng sáng chế xác nhận việc phát minh ra mặt phẳng từ tính.
Transrapid-02 khó có thể được gọi là rất nhanh. Nó có thể di chuyển với tốc độ tối đa 90 km một giờ. Sức chứa của nó cũng thấp - chỉ có bốn người.
Năm 1979, một mẫu tàu đệm từ tiên tiến hơn đã được tạo ra. mang tên "Transrapid-05", đã có thể chở 68 hành khách. Nó di chuyển dọc theo một tuyến nằm ở thành phố Hamburg, chiều dài của nó là 908 mét. mà chuyến tàu này đã phát triển tương đương với tốc độ 75 km một giờ.
Cũng trong năm 1979, một mẫu tàu đệm từ khác được ra mắt tại Nhật Bản. Nó được gọi là "ML-500". khi bay lên từ trường, nó đạt tốc độ lên tới năm trăm mười bảy km một giờ.
Năng lực cạnh tranh
Tốc độ mà tàu bay từ trường có thể đạt tới có thể so sánh được. Về mặt này, loại hình vận tải này có thể trở thành đối thủ nặng ký với những hãng hàng không hoạt động ở khoảng cách lên tới hàng nghìn km. Việc sử dụng rộng rãi tàu đệm từ bị cản trở do chúng không thể di chuyển trên bề mặt đường sắt truyền thống. Tàu bay từ trường đòi hỏi phải xây dựng đường cao tốc đặc biệt. Và điều này đòi hỏi vốn đầu tư lớn. Người ta cũng tin rằng những gì đang được tạo ra cho phương tiện maglev có thể ảnh hưởng tiêu cực đến cơ thể con người, điều này sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe của người lái xe và người dân ở các khu vực gần tuyến đường như vậy.
Nguyên lý hoạt động
Tàu bay từ trường là một loại phương tiện giao thông đặc biệt. Trong khi di chuyển, tàu đệm từ dường như lơ lửng phía trên đường ray mà không chạm vào nó. Điều này xảy ra vì chiếc xe được điều khiển bởi lực của từ trường được tạo ra nhân tạo. Không có ma sát khi tàu đệm từ chuyển động. Lực phanh trong trường hợp này là lực cản khí động học.
Nó hoạt động như thế nào? Mỗi chúng ta đều biết về những tính chất cơ bản của nam châm từ bài học vật lý lớp sáu. Nếu đưa hai nam châm lại gần nhau bằng cực Bắc thì chúng sẽ đẩy nhau. Cái gọi là đệm từ tính được tạo ra. Khi nối các cực khác nhau thì các nam châm sẽ hút nhau. Nguyên tắc khá đơn giản này làm cơ sở cho chuyển động của tàu đệm từ, tàu đệm từ lướt trong không khí ở một khoảng cách ngắn tính từ đường ray.
Hiện tại, hai công nghệ đã được phát triển với sự trợ giúp của đệm từ tính hoặc hệ thống treo được kích hoạt. Thứ ba là thử nghiệm và chỉ tồn tại trên giấy.
Hệ thống treo điện từ
Công nghệ này được gọi là EMS. Nó dựa trên cường độ của trường điện từ, thay đổi theo thời gian. Nó gây ra hiện tượng bay lên (bay lên trong không khí) của đệm từ. Để di chuyển đoàn tàu trong trường hợp này cần có đường ray hình chữ T, được làm bằng dây dẫn (thường là kim loại). Bằng cách này, hoạt động của hệ thống tương tự như đường sắt thông thường. Tuy nhiên, tàu có nam châm hỗ trợ và dẫn hướng thay vì cặp bánh xe. Chúng được đặt song song với các stato sắt từ nằm dọc theo mép của tấm hình chữ T.
Nhược điểm chính của công nghệ EMS là cần phải kiểm soát khoảng cách giữa stato và nam châm. Và điều này mặc dù thực tế là nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm cả tính chất hay thay đổi. Để tránh việc tàu dừng đột ngột, các loại pin đặc biệt đã được lắp trên đó. Chúng có thể sạc lại các nam châm hỗ trợ được tích hợp trong chúng và do đó duy trì quá trình bay lên trong thời gian dài.
Việc hãm tàu dựa trên công nghệ EMS được thực hiện bằng động cơ tuyến tính đồng bộ có gia tốc thấp. Nó được thể hiện bằng các nam châm hỗ trợ, cũng như mặt đường mà tàu đệm từ trôi qua. Tốc độ và lực đẩy của tàu có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi tần số và cường độ dòng điện xoay chiều được tạo ra. Để giảm tốc độ, chỉ cần thay đổi hướng của sóng từ là đủ.
Hệ thống treo điện động
Có một công nghệ trong đó chuyển động của đệm từ xảy ra thông qua sự tương tác của hai trường. Một trong số chúng được tạo ra trên đường cao tốc và chiếc thứ hai trên tàu. Công nghệ này được gọi là EDS. Tàu bay từ trường JR-Maglev của Nhật Bản được chế tạo trên cơ sở của nó.
Hệ thống này có một số khác biệt so với EMS, nơi sử dụng nam châm thông thường, trong đó dòng điện chỉ được cung cấp từ cuộn dây khi có điện.
Công nghệ EDS ngụ ý việc cung cấp điện liên tục. Điều này xảy ra ngay cả khi nguồn điện bị tắt. Các cuộn dây của hệ thống như vậy được trang bị hệ thống làm mát bằng đông lạnh, cho phép tiết kiệm lượng điện đáng kể.
Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ EDS
Mặt tích cực của hệ thống hoạt động trên hệ thống treo điện động là tính ổn định của nó. Ngay cả việc giảm hoặc tăng nhẹ khoảng cách giữa nam châm và khung vẽ cũng được điều chỉnh bởi lực đẩy và lực hút. Điều này cho phép hệ thống duy trì ở trạng thái không thay đổi. Với công nghệ này, không cần lắp đặt thiết bị điện tử để điều khiển. Không cần thiết bị điều chỉnh khoảng cách giữa lưỡi dao và nam châm.
Công nghệ EDS có một số nhược điểm. Vì vậy, một lực đủ để nâng đoàn tàu chỉ có thể xuất hiện ở tốc độ cao. Đó là lý do tại sao tàu đệm từ được trang bị bánh xe. Họ đảm bảo chuyển động của họ ở tốc độ lên tới một trăm km một giờ. Một nhược điểm khác của công nghệ này là lực ma sát xảy ra ở phía sau và phía trước nam châm đẩy ở tốc độ thấp.
Do từ trường mạnh nên phải lắp đặt biện pháp bảo vệ đặc biệt ở khu vực hành khách. Nếu không, người có máy điều hòa nhịp tim điện tử sẽ bị cấm đi du lịch. Bảo vệ cũng cần thiết cho phương tiện lưu trữ từ tính (thẻ tín dụng và ổ cứng).
Công nghệ đang được phát triển
Hệ thống thứ ba, hiện chỉ tồn tại trên giấy, là việc sử dụng nam châm vĩnh cửu trong phiên bản EDS, không cần năng lượng để kích hoạt. Mới đây người ta còn cho rằng điều này là không thể. Các nhà nghiên cứu tin rằng nam châm vĩnh cửu không có đủ sức mạnh để khiến đoàn tàu bay lên. Tuy nhiên, vấn đề này đã tránh được. Để giải quyết vấn đề này, nam châm được đặt trong một “mảng Halbach”. Sự sắp xếp này dẫn đến việc tạo ra một từ trường không phải ở phía dưới mảng mà ở phía trên nó. Điều này giúp duy trì độ bay của tàu ngay cả ở tốc độ khoảng năm km một giờ.
Dự án này vẫn chưa nhận được triển khai thực tế. Điều này được giải thích là do chi phí cao của các mảng làm bằng nam châm vĩnh cửu.
Ưu điểm của tàu đệm từ
Khía cạnh hấp dẫn nhất của tàu đệm từ là triển vọng chúng đạt được tốc độ cao, điều này sẽ cho phép tàu đệm từ cạnh tranh ngay cả với máy bay phản lực trong tương lai. Loại hình vận tải này khá tiết kiệm về mặt tiêu thụ điện năng. Chi phí hoạt động của nó cũng thấp. Điều này trở nên khả thi do không có ma sát. Tiếng ồn thấp của tàu đệm từ cũng rất dễ chịu, điều này sẽ có tác động tích cực đến tình hình môi trường.
sai sót
Nhược điểm của tàu đệm từ là số lượng cần thiết để tạo ra chúng quá lớn. Chi phí bảo trì theo dõi cũng cao. Ngoài ra, loại phương tiện giao thông được xem xét đòi hỏi một hệ thống đường ray phức tạp và các thiết bị cực kỳ chính xác để kiểm soát khoảng cách giữa mặt đường và nam châm.
ở Berlin
Tại thủ đô của Đức vào năm 1980, hệ thống tàu đệm từ đầu tiên mang tên M-Bahn đã được khai trương. Chiều dài của con đường là 1,6 km. Tàu bay từ trường chạy giữa ba ga tàu điện ngầm vào cuối tuần. Du lịch cho hành khách là miễn phí. Sau đó, dân số thành phố tăng gần gấp đôi. Cần phải tạo ra mạng lưới giao thông có khả năng đảm bảo lưu lượng hành khách cao. Đó là lý do tại sao vào năm 1991, dải từ đã bị dỡ bỏ và việc xây dựng tàu điện ngầm bắt đầu tại vị trí của nó.
Birmingham
Tại thành phố Đức này, tàu đệm từ tốc độ thấp được kết nối từ năm 1984 đến năm 1995. sân bay và nhà ga. Chiều dài của đường từ chỉ là 600 m.
Con đường đã hoạt động được mười năm và bị đóng cửa do nhiều hành khách phàn nàn về sự bất tiện hiện có. Sau đó, vận tải đường ray đơn đã thay thế tàu đệm từ trên đoạn này.
Thượng Hải
Tuyến đường sắt từ tính đầu tiên ở Berlin được xây dựng bởi công ty Transrapid của Đức. Sự thất bại của dự án không làm nản lòng các nhà phát triển. Họ tiếp tục nghiên cứu và nhận được đơn đặt hàng từ chính phủ Trung Quốc, họ quyết định xây dựng đường ray đệm từ trong nước. Sân bay Thượng Hải và Phố Đông được kết nối bằng tuyến đường tốc độ cao (lên tới 450 km/h).
Con đường dài 30 km được thông xe vào năm 2002. Kế hoạch tương lai bao gồm việc mở rộng tuyến đường này lên 175 km.
Nhật Bản
Đất nước này đã tổ chức triển lãm Expo-2005 vào năm 2005. Để khai trương, một đường ray từ trường dài 9 km đã được đưa vào hoạt động. Có chín trạm trên đường dây. Maglev phục vụ khu vực liền kề nơi tổ chức triển lãm.
Maglev được coi là phương tiện di chuyển của tương lai. Vào năm 2025, người ta đã lên kế hoạch mở một đường cao tốc mới ở một quốc gia như Nhật Bản. Tàu bay từ trường sẽ vận chuyển hành khách từ Tokyo đến một trong những khu vực ở trung tâm hòn đảo. Tốc độ của nó sẽ là 500 km/h. Dự án sẽ cần khoảng 45 tỷ đô la.
Nga
Đường sắt Nga cũng có kế hoạch tạo ra một đoàn tàu cao tốc. Đến năm 2030, Maglev ở Nga sẽ kết nối Moscow và Vladivostok. Hành khách sẽ đi hết chặng đường 9.300 km trong 20 giờ. Tốc độ của tàu bay từ trường sẽ đạt tới năm trăm km một giờ.
Bản quyền minh họa AFP Chú thích hình ảnh Tàu sẽ đi quãng đường 280 km chỉ trong 40 phút.
Một tàu đệm từ hay còn gọi là maglev của Nhật Bản đã phá kỷ lục tốc độ của chính mình khi đạt tốc độ 603 km/h trong các cuộc thử nghiệm gần Fuji.
Kỷ lục trước đó - 590 km/h - được anh lập vào tuần trước.
JR Central, công ty sở hữu các đoàn tàu, đặt mục tiêu đưa chúng đi trên tuyến Tokyo-Nagoya vào năm 2027.
Tàu sẽ đi quãng đường 280 km chỉ trong 40 phút.
Đồng thời, theo ban lãnh đạo công ty, họ sẽ không chở hành khách ở tốc độ tối đa: sẽ “chỉ” tăng tốc lên 505 km/h. Nhưng con số này cũng cao hơn đáng kể so với tốc độ của tàu Shinkansen nhanh nhất Nhật Bản hiện nay, với quãng đường 320 km trong một giờ.
Bản quyền minh họa EPA Chú thích hình ảnh Hành khách sẽ không được xem hồ sơ tốc độ, nhưng hơn 500 km/h là đủ đối với họChi phí xây dựng đường cao tốc đến Nagoya sẽ lên tới gần 100 tỷ USD do hơn 80% tuyến đường sẽ chạy qua đường hầm.
Đến năm 2045, tàu Maglev dự kiến sẽ đi từ Tokyo đến Osaka chỉ trong một giờ, giảm thời gian di chuyển xuống một nửa.
Trang lịch sử mới
Phát lại phương tiện không được hỗ trợ trên thiết bị của bạn
Khoảng 200 người đam mê đã tụ tập để theo dõi cuộc thử nghiệm tàu cao tốc.
“Tôi nổi da gà, tôi thực sự muốn đi chuyến tàu này,” một khán giả nói với đài truyền hình NHK. “Nó giống như một trang lịch sử mới đã mở ra cho tôi”.
Yasukazu Endo, người đứng đầu bộ phận nghiên cứu của JR Central cho biết: “Tàu chạy càng nhanh thì càng ổn định nên tôi nghĩ chất lượng chuyến đi đã được cải thiện”.
Bản quyền minh họa Getty Chú thích hình ảnh Các chuyến tàu mới sẽ được triển khai trên tuyến Tokyo-Nagoya vào năm 2027Nhật Bản từ lâu đã có mạng lưới đường cao tốc trên đường ray thép mang tên Shinkansen. Tuy nhiên, bằng cách đầu tư vào công nghệ tàu bay bằng từ trường mới, người Nhật hy vọng có thể xuất khẩu nó ra nước ngoài.
Trong chuyến thăm Mỹ, Thủ tướng Nhật Bản Shinzo Abe dự kiến sẽ hỗ trợ xây dựng đường cao tốc cao tốc giữa New York và Washington.
Bản quyền minh họa BBC Thế giới Dịch vụMagnetoplane hay Maglev (từ tiếng Anh bay lên từ trường) là một đoàn tàu treo trên hệ thống treo từ tính, được điều khiển và điều khiển bởi lực từ. Đoàn tàu như vậy, không giống như đoàn tàu truyền thống, không chạm vào bề mặt đường ray trong quá trình di chuyển. Vì có một khoảng trống giữa đoàn tàu và bề mặt chuyển động nên ma sát được loại bỏ và lực phanh duy nhất là lực cản khí động học.
Tốc độ mà Maglev có thể đạt được có thể so sánh với tốc độ của máy bay và cho phép nó cạnh tranh với thông tin liên lạc trên không ở khoảng cách ngắn (đối với hàng không) (lên tới 1000 km). Mặc dù ý tưởng về phương tiện giao thông như vậy không phải là mới nhưng những hạn chế về kinh tế và kỹ thuật đã ngăn cản nó được phát triển hoàn chỉnh: công nghệ này mới chỉ được triển khai cho mục đích sử dụng công cộng một vài lần. Hiện tại, Maglev không thể sử dụng cơ sở hạ tầng giao thông hiện có, mặc dù có những dự án bố trí các phần tử đường từ giữa đường ray của đường sắt thông thường hoặc dưới đường cao tốc.
Hiện tại, có 3 công nghệ chính để treo từ tính cho tàu hỏa:
1. Về nam châm siêu dẫn (hệ thống treo điện động, EDS).
“Tuyến đường sắt tương lai” được tạo ra ở Đức trước đây đã gây ra sự phản đối của người dân Thượng Hải. Nhưng lần này chính quyền, lo sợ trước các cuộc biểu tình có nguy cơ dẫn đến tình trạng bất ổn lớn, đã hứa sẽ giải quyết vấn đề tàu hỏa. Để ngăn chặn kịp thời các cuộc biểu tình, các quan chức thậm chí còn treo máy quay phim ở những nơi thường xuyên xảy ra các cuộc biểu tình đông người. Đám đông Trung Quốc rất có tổ chức và cơ động, nó có thể tụ tập trong vài giây và biến thành một cuộc biểu tình với các khẩu hiệu.
Đây là cuộc biểu tình lớn nhất của quần chúng ở Thượng Hải kể từ các cuộc tuần hành chống Nhật năm 2005. Đây không phải là cuộc biểu tình đầu tiên do người Trung Quốc lo ngại về tình trạng môi trường ngày càng xấu đi. Mùa hè năm ngoái, đám đông hàng nghìn người biểu tình đã buộc chính phủ phải hoãn việc xây dựng khu phức hợp hóa chất.