Magnetlevitatsioonirongid: miks “tuleviku transport” pole kohale jõudnud. Maglev ehk magnetlevitatsioonirong - uue taseme transport Magnettee magnetrongidega
Shanghai Maglevi rong on maailma esimene kaubanduslik magnetlevitatsiooniga raudteeliin, samuti Kesk-Kuningriigi kalleim raudteeprojekt.
Projekt alustas äritegevust 1. jaanuaril 2004. aastal. Selle maksumus on umbes 1,6 miljardit USA dollarit (10 miljardit jüaani).
Sellised suured kulud tulenes eelkõige sellest, et suurem osa trassist kulgeb läbi märgalade, mistõttu pidid ehitajad iga viadukti toe jaoks (ja neid on palju, iga 25 meetri järel) ehitama betoonaluse. Muide, kohati ulatub just selle padja paksus 70 m-ni.
Muide, Shanghai Maglevi liin ei ole kiirteedest pikim, selle pikkus on vaid 30 kilomeetrit Rahvusvaheline lennujaam Pudongist Shanghai Longyang Lu metroojaama.
Kuid Shanghai Maglev läbib selle vahemaa vaid 7:20 või 8:10 minutiga (olenevalt kellaajast). Rongi maksimaalne kiirus on 431 km/h ja keskmine kiirus umbes 250 km/h.
Tõsi, oma maksimumkiirusel kihutab ta vaid 1,5 minutit, sest nii palju kiirendada pole kuskil ja vahemaa pole kuigi suur.
Liin töötab 15.45-21.30, hooldusintervallidega 15-20 minutit.
Ühe suuna hind on umbes 7,3 USD. Lennupiletiga reisijatele – 5,81 USD. VIP-piletid maksavad ligikaudu kaks korda rohkem kui tavapiletid.
Esimesed reisijad Tokyo keskosast Jaapani ühte suurimasse sadamasse - Nagoya linna. See hakkab kulgema 338-kilomeetrisel liinil Shinagawa ja Nagoya jaamade vahel. Esimeste L0-seeria rongide keskmine kiirus saab olema 507 km/h. Viimaste katsetuste käigus on üks neist kiirendanud juba 500 km/h ilma reisijate mugavust ja meelerahu kahjustamata – vaata videost.
http://youtu.be/KCF3tw-HFdE
Tänapäeval läbivad reisijad seda marsruuti mööda tavalist raudteeliini Shinkanseni seeria kiirelektrirongidega üheksakümne kolme minutiga. Iseloomuliku kuju ja 218 km/h keskmise kiiruse tõttu nimetati seda rongi "kuulirongiks".
Shinagawa–Nagoya kiirtee (pilt: maps.google.com)
Jaapani maglev (lühend sõnadest "magnetiline levitatsioon"), mis alustab regulaarset liikumist 2027. aastal, suudab sama tee läbida neljakümne minutiga. Kokku on igas rongis planeeritud neliteist kuni kuusteist vagunit. Kaalu optimaalseks jaotamiseks on viimases vagunis istekohad 24 reisijale ja kõikides teistes vagunites kuuskümmend kaheksa reisijat.
Idee sõidukite magnetväljas peatamisest pole kaugeltki uus. Eksperimentaalsed maglevid ilmusid Berliinis, Emslandis ja Birminghamis eelmise sajandi kaheksakümnendate aastate keskel. Kuid töö ajal, isegi madalatel kiirustel, tekkis palju ootamatuid probleeme. Neid ei olnud siis võimalik üldise tehnilise arengutaseme tõttu lahendada. Maglevidel oli madal töökindlus ja madal mugavus. Hiljem erinev aeg vastavad projektid suleti. Enamik eksperte on keskendunud tavarongide jaoks mõeldud kiirliinide arendamisele.
Shinkanseni kiirteed ja sama seeria elektrirongid on jaapanlasi teenindanud peaaegu pool sajandit. Järgmisel aastal möödub 50 aastat Tokaido Shinkanseni liini avamisest. Tänapäeval peetakse seda maailma kõige aktiivsemaks ning raudteevõrgu edasiseks arendamiseks on juba vaja midagi põhimõtteliselt uut.
Tänapäeval on raudtee läbilaskevõime suurendamiseks kaks peamist võimalust: olemasolevat tüüpi elektrirongide omaduste parandamine või rongide järkjärguline ümberehitamine "magnetlevitatsioonile". Kuni viimase ajani tundus esimene variant odavam.
Nii on Prantsusmaal Alstom Transport sarnast probleemi pikka aega ja osaliselt edukalt püüdnud lahendada. Vitesse 150 projekti raames loodud elektrirongid saavad küll ilma magnetlevitatsioonita, kuid võivad nendega konkureerida.
“Computerra” teatas juba, et selle aasta kevadel kiirendas üks katserongidest 574,8 km/h. Ausalt öeldes tuleb märkida, et rekordi püstitamiseks tehti TGV POS-rongi ulatuslik moderniseerimine. Võrreldes reaalselt kasutatavate võimalustega oli selle võimsus kahekordistunud, järele jäi vaid kolm autot (autosid arvestamata) ning parema aerodünaamika huvides suleti vahed nende vahel.
Nüüd sõidavad sarnased rongid (kuigi palju väiksema kiirusega) regulaarselt LGV Est europeenne'i liinil, mis ühendab Prantsusmaa Baudrecourti ja Vers-sur-Marne'i omavalitsusi.
Neljanda põlvkonna TGV-seeria rongid sõidavad ka Prantsusmaa, Saksamaa ja Šveitsi vahel. Nende põhidisain on lähedane traditsioonilisele – autod on monteeritud ratastel pöördvankritele ja veerevad mööda rööpaid. Kuid need saavad oma potentsiaali avaldada ainult spetsiaalsetel LGV-liinidel, mille ehitus ja hooldus on maksumuselt võrreldavad magnetlevitatsiooniliinide kasutuselevõtuga. Tavaradadel peavad juhid liikuma kiirusega kuni kakssada kilomeetrit tunnis.
Pikemas perspektiivis näevad magnetlevitatsioonirongid kõige atraktiivsemad välja. Magnetväljas üle maantee liikudes ei teki neil praktiliselt mingit hõõrdumist. Nende energiakaod liikumisel on peamiselt tingitud aerodünaamilisest takistusest.
Selle minimeerimiseks antakse rongile väga piklik kuju. Peaauto kogupikkusega kakskümmend kaheksa meetrit moodustavad neist umbes viisteist ninaruumi katte.
Magnetlevitatsioonirongi ja rööbastee vahelise pilu suurus varieerub mitme sentimeetri ümber. Vastutulev õhuvool loob täiendava tõstejõu.
Võrreldes tavalise elektrirongiga, mis kogeb rataste hõõrdumist, suudab maglev liigutada sama massiga koormat sama vahemaa tagant kiiremini, kulutades umbes poole vähem energiat. Seega võimaldavad magnetlevitatsioonirongid vaatamata kõrgele kasutuselevõtu maksumusele riigil ja reisijatel raha kokku hoida.
Hõõrdumise puudumisel lõuendil maglevides on ka teine oluline eelis - madal müratase ja vibratsioonitase. Kõik kiirelektrirongid on nüüd varustatud võimsate õhkvedrustustega, mis kompenseerivad rattakomplektide lööke rööbaste liigenditest mööda sõites.
Esialgsete arvutuste kohaselt suudavad maglevid aja jooksul kiirendada vähemalt tuhande kilomeetrini tunnis, mis nihutab reisimeetodi valimisel prioriteete täielikult. Asukoha alusel raudteejaamad ja pagasiveo oluliste piirangute puudumisel väheneb reisijate lennureiside osakaal tulevikus järsult.
Huvitav on märkida, et magnetlevitatsioonitranspordi arengu üheks põhisuunaks olid vahelised marsruudid suuremad linnad ja lennujaamad. Siin on video, mis on tehtud aknast Shanghai Maglevist, mis sõidab kuni 430 km/h kiirusega lennujaama.
Jaapani raudteevõrgu arendamise plaani kohaselt ühendab sarnane kiirliin 2045. aastaks Tokyo Osakaga. Jaapani maglev L0 rongidel on head väljavaated ka välisturul.
Hiinas hakati kiirraudteevõrgustikku ehitama 2007. aastal ning tänaseks on see juba saavutanud maailma suurima staatuse. Tänapäeval ulatuvad seda mööda sõitvad klassikalist tüüpi rongid kiiruseni kuni 300 km/h. Magnetlevitatsioonirongide kiirteede paralleelne arendamine suurendab transpordivõrgu läbilaskevõimet ja tagab sujuva ülemineku kõrge tase ja loob hea reservi tulevaseks kasvuks.
Magnetoplaan ehk Maglev (inglise keelest magnetiline levitatsioon) on magnetvedrustusega rong, mida juhivad ja juhivad magnetjõud. Selline rong, erinevalt traditsioonilistest rongidest, ei puuduta liikumise ajal rööpa pinda. Kuna rongi ja liikuva pinna vahel on tühimik, on hõõrdumine välistatud ja ainsaks pidurdusjõuks on aerodünaamilise takistuse jõud.
Maglevi saavutatav kiirus on võrreldav lennuki omaga ja võimaldab tal konkureerida lennuteenused lühikestel (lennundus) vahemaadel (kuni 1000 km). Kuigi sellise transpordi idee pole uus, on majanduslikud ja tehnilised piirangud takistanud selle täielikku väljatöötamist: tehnoloogiat on avalikuks kasutamiseks rakendatud vaid paar korda. Praegu ei saa Maglev olemasolevat transporditaristut kasutada, kuigi on projekte magnetiliste teeelementide paiknemisega tavaraudtee rööbaste vahel või maantee all.
Peal Sel hetkel Rongide magnetvedrustuse jaoks on kolm peamist tehnoloogiat:
1. Ülijuhtivatel magnetitel (elektrodünaamiline vedrustus, EDS).
Loodud Saksamaal " Raudtee tuleviku” on varem põhjustanud Shanghai elanike proteste. Kuid seekord lubasid võimud, keda hirmutasid meeleavaldused, mis ähvardasid tuua kaasa suuri rahutusi, rongidega tegeleda. Meeleavalduste õigeaegseks peatamiseks riputasid ametnikud isegi videokaamerad kohtadesse, kus massimeeleavaldused kõige sagedamini toimuvad. Hiina rahvahulk on väga organiseeritud ja liikuv, see võib mõne sekundiga koguneda ja muutuda loosungitega meeleavalduseks.
Need on suurimad populaarsed meeleavaldused Shanghais pärast Jaapani-vastaseid marsse 2005. aastal. See ei ole esimene protest, mille põhjustas Hiina mure keskkonna halvenemise pärast. Möödunud suvel sundisid tuhanded meeleavaldajad valitsust keemiakompleksi ehitust edasi lükkama.
Kahtlemata Shanghai Maglev- üks Shanghai ja kogu Hiina vaatamisväärsusi. See maailma esimene kommertsmagnetraudtee võeti kasutusele 2004. aasta jaanuaris.
Nüüd ühendab see 30-kilomeetrine liin Shanghai piirkonnas asuva Long Yang Lu metroojaamaga. Magnetlevitatsioonirong läbib selle vahemaa vähem kui 8 minutiga. Võrdluseks, kui lähete mööda, kulub selleks 40 minutit.
Sellise rongiga on vaja sõita vähemalt kaks korda - üks kord kiirusnäitajat vaadates, millal see maksimumini jõuab, ja teine kord aknast vaadet imetledes :)
Shanghai Maglev on ehitatud Saksa tehnoloogiat kasutades. Selles valdkonnas tehakse aktiivseid arendusi peamiselt Jaapanis ja Saksamaal.
Magnetpadi. Kuidas see töötab?
Sõna Maglev on lühend sõnadest magnetiline levitatsioon(magnetig levitation, inglise keel), st rong tundub võimsa elektromagnetvälja mõjul leviteerivat teepinna kohal.
Iga auto põhjas on elektrooniliselt juhitavad elektromagnetid (1) kinnitatud terasvöö (4) külge. Magnetid asuvad ka spetsiaalse siini (2) allosas. Magnetite vastasmõjul hõljub rong ühe sentimeetri kõrgusel rööpast. Samuti on olemas magnetid, mis vastutavad külgmise joondamise eest (3). Rööbastee äärde asetatud mähis loob magnetvälja, mis paneb rongi liikuma.
Rong sõidab ilma juhita. Juhtimine toimub juhtimiskeskusest arvutite abil. Juhtkeskusest antakse elektrivoolu ainult sellele lõigule, mida mööda rong parasjagu liigub. Aeglustamiseks muudab magnetväli oma vektorit.
Eelised ja miinused
"Kui keegi teist otsustab torni ehitada, kas ta ei istuks kõigepealt maha ja loeks kõik kulud kokku, et näha, kas tal on selle lõpetamiseks piisavalt raha?" (Luuka 14. peatükk, 28. salm)
Nendes sõnades on üks põhjusi, miks selliseid ronge kõikjale ei ehitatud.
Spetsiaalse gabariidi ehitamine ja hooldus on kulukas. Näiteks tegid Shanghai Maglevi ehitust veelgi keerulisemaks märgalad. Iga rajatugi asetatakse spetsiaalsele betoonalusele, mis toetub kivisele alusele. Mõnes kohas ulatub see padi 85 meetri paksuseks! Selle tulemusel läksid need 30 km magnetteed maksma 10 miljardit jüaani.
Lisaks sellele ei saa enam teisi sõidukeid sellele teele lubada. See eristab seda rajatud teedest kiirrongid- tavalised inimesed saavad nendega ikka sõita.
Nüüd meeldivatest asjadest. Maglevi peamine eelis on muidugi kiirus. Lühikese ajaga pärast starti kiirendab rong 430 km/h.
Suhteliselt väike elektrikulu – mitu korda väiksem kui autol või lennukil. Seega on keskkonnale vähem kahju.
Kuna osade hõõrdumine on oluliselt vähenenud, on sellise rongi kasutuskulud madalamad.
Katsed on näidanud, et magnetväli rongis on isegi nõrgem kui tavalistes rongides. See tähendab, et võimsad magnetid ei ole ohtlikud reisijatele, sealhulgas neile, kellel on elektrooniline südamestimulaator.
Elektrikatkestuse korral on rong varustatud akudega, mis aktiveerivad spetsiaalsed pidurid. Need tekitavad pöördvektoriga magnetvälja ning rongi kiirus väheneb 10 km-ni tunnis ning lõpuks rong peatub ja kukub rööbastele.
Shanghai Maglevi tulevik
Nüüd on maglevraja pikkus 30 km. Teada on plaanid pikendada liini teise Shanghai lennujaama - Hongqiaosse, mis asub lääne pool. Ja siis pikendage teed edelasse Hangzhousse. Selle tulemusena kujuneks marsruudi pikkuseks 175 km. Kuid praegu on projekt külmutatud kuni 2014. aastani. Alates 2010. aastast on Shanghai ja Hangzhou ühendatud kiirraudtee kaudu. Kas Maglevi pikendamise plaanid teoks saavad, näitab aeg.
