Поезда на магнитных подушках не являются новой концепцией и уже используются в Китае, Южной Корее и Японии. Система магнитной левитации удерживает поезд над рельсами и движет его вперёд. Поезд фактически плывёт на высоте 5 см над рельсами и движется на воздушной подушке. Поезда на магнитной подвеске быстрее и тише, чем обычные поезда.

Две крупнейшие экономики мира, Китай и Япония, соперничают за лидерство в разработке до 2040 года первой в мире железной дороги дальнего следования для сверхбыстрого левитирующего поезда на магнитной подвеске. Китайцы и японцы создают новые виды поездов, стремясь продемонстрировать свое превосходство, и тот, кто победит в этой гонке, получит огромную прибыль от экспорта технологии высокоскоростного железнодорожного транспорта следующего поколения.

В августе 2022 года в Южном Китае впервые продемонстрирована первая в мире экспериментальная железнодорожная транспортная система — Red Rail. Её наиболее заметной особенностью является подвеска с нулевой мощностью, которая может сэкономить не менее 31 % электроэнергии, обычно необходимой для подвешивания поездов с использованием предыдущей технологии магнитной левитации.

Страна маглева

Маглев (также называемый поездом на магнитной подушке) использует магнитное отталкивание как для подъёма поезда над землёй, что уменьшает трение, так и для его продвижения вперёд. Основным преимуществом поездов на магнитной подвеске является тот факт, что в них нет движущихся частей, как в обычных поездах, что делает износ деталей минимальным, а это значительно снижает стоимость обслуживания. Что ещё более важно, между поездом и путями отсутствует физический контакт, поэтому отсутствует сопротивление качению, что обеспечивает пассажирам более спокойное и плавное путешествие. Поезд на магнитной подвеске не совместим с обычными железнодорожными путями, что делает их строительство очень дорогим, поскольку необходимы новые пути.

Самой высокоскоростной магистралью на магнитной подвеске является Шанхайская линия. Помимо неё в Китае действуют ещё две линии на магнитной подвеске и ещё две строятся.

Шанхайский маглев

Шанхайский маглев, запущенный в 2002 году, является третьим в мире высокоскоростным поездом на магнитной подвеске, введённым в коммерческую эксплуатацию после линии AirRail Link в Лондоне в 1984 году и линии M-Bahn в Берлине в 1989 году. Это первая коммерческая система на магнитной подвеске в Китае; она также единственная в мире, которая всё ещё работает. Она охватывает 29,8 км и проходит от центра Шанхая до международного аэропорта Пудун. Максимальная скорость поезда составляет 431 км/ч.

Маглев Чанша

Маглев Чанша соединяет городской аэропорт Чанша с железнодорожным вокзалом; его длина составляет 18,5 км. Строительство было завершено в 2016 году. Это первая в Китае линия на магнитной подвеске, спроектированная и изготовленная внутри страны, и самая длинная в мире линия на магнитной подвеске со средней и низкой скоростью. Поезд движется с рабочей скоростью 110 км/ч.

Пекинская линия метро S1

Линия S1 пекинского метро — это линия на магнитной подвеске со средней и низкой скоростью. Линия была открыта 30 декабря 2017 года. В линии используется технология средне-низкой скорости магнитной левитации, которая может обеспечить максимальную скорость 105 км/ч. Фактическая скорость линии составляет 100 км/ч.

Плюсы и минусы маглева

Плюсы:

1. Поезда на магнитной подвеске могут развивать скорость, не уступающую скорости самолётов. Это позволит пассажирам сократить время в пути и добраться до места назначения быстрее и проще. 13 января 2021 года в городе Чэнду на юго-западе Китая был развёрнут прототип поезда, использующего технологию высокотемпературной сверхпроводимости (HTS) на магнитной подвеске, который может похвастаться расчётной скоростью 620 км/ч.

2. У поезда на магнитной подвеске нет колес, поэтому не производится шум, как от обычных поездов.

3. Маглев потребляет меньше энергии, до 30 %, чем обычные поезда.

4. Простота обслуживания.

Маглев, использующий технологию высокотемпературной сверхпроводимости

Минусы:

Самым большим недостатком является то, что поезда на магнитной подвеске несовместимы с существующими железнодорожными путями, и поэтому необходимо строить новые маршруты и линии, что приводит к высоким затратам на первоначальное строительство. Поскольку существующая железнодорожная инфраструктура не может использоваться для магнитолевитации, её придется либо заменить системой магнитной подвески, либо построить совершенно новую сеть — и то, и другое будет очень дорогостоящим с точки зрения первоначальных инвестиций.

Также некоторые критики утверждали, что маглев излучает вредное электромагнитное излучение, но тесты доказали, что такие утверждения ложны. На самом деле шанхайский маглев даёт меньше излучения, чем обычный фен для волос.

Высокоскоростные поезда

Разница между поездом на маглеве и сверхскоростным поездом (маглев не относится к высокоскоростным поездам).

Китай стал мировым лидером в строительстве высокоскоростных железных дорог. К концу 2020 года в стране насчитывалось 37 900 км высокоскоростных железнодорожных линий, что является самой обширной сетью в мире. Скоростные поезда могут доставить пассажиров во все крупные города Китая.

Новая магистраль Red Rail знаменует собой очередную попытку Китая использовать передовые технологии для преобразования отечественной железнодорожной отрасли.

Паровозик, который сможет

Red Rail построен в уезде Синго, провинция Цзянси, на юге Китая. Экспериментальный поезд едет по рельсам, протяжённостью 800 м и подвешенными на высоте 10 м на стальной конструкции, и выглядит точно так же, как и любой другой надземный поезд, только перевёрнутый. Вместо того, чтобы ехать поверху пути, поезд движется под ним, из-за чего и получил своё название — Sky Train.

Маглевы используют два комплекта электромагнитов для создания магнитного поля, необходимой для движения поезда на больших скоростях. Sky Train работает на постоянных магнитах, богатых редкоземельными элементами, которые создают постоянной силу отталкивания, достаточную для того, чтобы «держать поднятым над рельсами и двигать вперёд» вагон поезда. Рукав поезда окружает рельс, а постоянные магниты в рычаге и рельсе отталкивают друг друга, подвешивая поезд. Отсутствие трения, создаваемое системой, означает, что транспортное средство может оставаться «на плаву» бесконечно долго, практически без электропитания. Поезд способен бесшумно парить над рельсами со скоростью до 80 км/ч. Эта технология магнитной подвески генерирует меньше электромагнитного излучения, а деньги затраченные на её строительство составляют 10 % от стоимости строительства метро аналогичной протяжённости (будучи поднятой на стальных опорах, Red Rail требует меньше недвижимости на земле).

В настоящее время поезд состоит из двух вагонов и может перевозить до 88 пассажиров одновременно. Как только первый этап будет завершён, поезд будет испытан на трассе протяженностью 7,5 км. Дополнительное пространство позволит Sky Train развивать скорость до 120 км/ч.

Red Rail является третьей по счёту технологией магнитной подвески после технологии магнитной подвески с нормальной проводимостью и технологии сверхпроводящей подвески. На исследования и разработки 800-метровой системы Red Rail ушло девять лет. Для этого были разработаны проекты с общим объёмом инвестиций в 11,43 млрд юаней (1,69 млрд долларов США).

Щепотка неодима

Транспортная система Maglev была впервые представлена американским изобретателем Робертом Годдардом и инженером Эмилем Башле в первой половине XX века. В 1984 году система Maglev была официально представлена в государственном секторе для коммерческого использования.

Преимущества электропоездов на магнитной подвеске довольно очевидны. С другой стороны, они не так часто используются в низкоскоростных транспортных перевозках, поскольку электроэнергия, используемая для левитации обычного поезда на магнитной подвеске, добавляет 15 % к общему счёту за электричество по сравнению с метро или легкорельсовым транспортом.

Но это при условии, что используются электромагниты. Постоянные магниты не теряют свои магнитные свойства круглосуточно и без выходных — при условии, что можно позволить себе редкоземельные металлы. На Китай приходится 40 % всех известных мировых запасов редкоземельных элементов. Поднебесная также добывает гораздо больше этих металлов, чем любая другая страна, и абсолютно доминирует в цепочке обработки и поставок — шесть государственных китайских компаний добыли 85 % от общего количества мировых редкоземельных элементов за 2020 год.

Поэтому для других стран как бы многообещающе ни выглядела технология магнитной подвески на постоянных магнитах, производство на данный момент возможно только в Китае.

Обычные магниты с одинаковыми полюсами отталкивают друг друга, но их магнитная сила со временем ослабевает. Добавление редкоземельных элементов в магнит значительно увеличивает срок его службы. Неодим, например, может уменьшить потерю магнетизма до менее чем 5 % за столетие. Поэтому магниты с редкоземельными элементами называются постоянными магнитами.

Маглев с постоянными магнитами превосходит подземные транспорт с точки зрения скорости и комфорта. Максимальная скорость большинства внутренних линий метро, как правило, ограничена 80 км/ч, но поезд на магнитной подвеске с постоянными магнитами, полностью управляемый искусственным интеллектом, может развивать скорость вдвое быстрее.

Поезду также трудно выйти из строя или повредиться во время длительной эксплуатации, потому что постоянное магнитное поле поглощает большую часть толчков и ударов. В будущем постоянные магниты помогут создать новый двигатель для индустрии железнодорожного транспорта и даст Китаю новое преимущество.

Оригинал

Подписывайтесь на наш блог, чтобы не пропустить новые интересные посты!

Если китайские ученые и инженеры все правильно спроектировали и реализовали, то этот состав должен стать самым быстрым регулярным пассажирским поездом на магнитной подушке.

Потенциально новый поезд сможет развивать скорость до 620 км/ч.

Предыдущий рекорд скорости был установлен в 2015 году японским поездом Series L0 (A07), принадлежащим Central Japan Railway Company, и составил 603 км/ч.

Работа над китайским маглев продолжалась 5 лет. Проект стартовал в октябре 2016 года.

Первый тестовый образец был разработан и продемонстрирован в 2019 году.

А в июне 2020 года в Шанхайском университете Тунцзи было успешно реализовано тестовое производство поезда.

И вот примерно через год полноценный экземпляр поезда покинул сборочный конвейер, чтобы устремиться вперед за новыми рекордами скоростей.

Но дело не только в рекордах: ведь скорость, достигаемая поездом на магнитной подушке, сравнима со скоростью самолёта и позволяет составить конкуренцию воздушному транспорту на ближне- и среднемагистральных направлениях (до 1000 км).

Сама идея такого транспорта не нова, экономические и технические ограничения не позволили ей развернуться в полной мере: для общественного использования технология воплощалась всего несколько раз.

Так первую испытательную дорогу Transrapid общей длиной 31,5 км в городе Эмсланде, Германия построила немецкая компания по разработке технологии маглев еще в 1984 году.

А первая публичная система маглев M-Bahn строилась в Берлине в 1980-х годах и 28 августа 1989 года она была запущена в эксплуатацию, соединив 3 станции метро от железнодорожного узла Gleisdreieck до выставочного комплекса на Potsdamer Straße участком длиной 1,6 км.

На данный момент существует 3 основных технологии магнитного подвеса поездов.

Но базовый принцип состоит в том, что удерживаемый над полотном дороги поезд, приводится в движение и управляется силой электромагнитного поля.

Такой состав, в отличие от традиционных поездов и трамваев, в процессе движения не касается поверхности рельса. Так как между поездом и поверхностью полотна существует зазор, трение между ними исключается, и единственной тормозящей силой является аэродинамическое сопротивление.

Среди неоспоримых преимуществ технологии маглев следует отметить то, что:

- она обеспечивает потенциально самую скорость среди всех наземных видов транспорта;

- она очень энергоэффективна (энергия у маглева расходуется в три раза эффективнее, чем у автомобиля и в пять раз — чем у самолёта)

- она позволяет серьезно снижать эксплуатационные затраты за счет уменьшения износа деталей.

Правда есть и минусы, среди которых: необходимость дорогостоящего строительства отдельных от традиционных железнодорожных путей и электромагнитное загрязнение.

Но затраты на создание таких поездов и инфраструктуры для них неуклонно снижаются, а эффективность самой технологии маглев растет.

Особой гордостью создателей нового китайского маглева является то, что эта разработка осуществлена полностью за счет внутренних интеллектуальных и технологических ресурсов Поднебесной.

Сможет ли новый китайский поезд разогнаться до рекордной скорости мы, наверное, узнаем довольно скоро.

Но смысл здесь не только в установлении рекорда. Ведь достижение поездом такой высокой скорости в будущем обеспечит возможность добраться наземным транспортом, например, из Пекина в Шанхай всего 3,5 часа, что намного более удобно, чем проделывать этот маршрут на самолете.

Правда пока для движения таких поездов в стране есть только один 30-ти километровый участок, соединяющий Шанхай с местным аэропортом.

Но официальные власти заявляют, что в стадии строительства находится несколько новых веток для поездов на магнитной подвеске, в том числе одна должна соединить Шанхай и Ханчжоу, а другая - Чэнду и Чунцин.

мне вспомнилась лекция в училище, на которой нам как раз рассказывали о технологии магнитоплана, разработанной ещё в СССР.

Далее будут выдержки из статьи, ссылку на которую я прикреплю ниже.


В 1979 году сразу две страны — Западная Германия и СССР — запустили экспериментальные образцы пассажирских маглевов. Маглев (magnetic levitation) — поезд на магнитной подушке, который при движении парит в воздухе, не касаясь никакой опоры. Немцы сделали из этого настоящую рекламу — маглев по коротенькой трассе возил посетителей Международной транспортной выставки IVA. У нас же с рекламой всегда было плохо, поэтому первый советский маглев ТП-01 ездил по заводской 36-метровой трассе.

В 1975 году было создано транспортное объединение «Союзтранспрогресс», в рамках которого организовали институт ВНИИПИтранспрогресс. Инженеры и учёные этого НИИ и занялись разработкой прогрессивного транспортного средства. И в 1979-м, одновременно с немцами, первый советский маглев ТП-01 проехал по заводской тестовой линии.)

ТП-01 имел массу 12 т и вмещал 20 пассажиров. В сжатые сроки были созданы новые испытательные маглевы — ТП-02 и 03. Их тестировали на 180-метровой трассе в подмосковном городе Раменское, где находился ВНИИПИтранспрогресс. Вскоре трассу удлинили до 850 метров. Маглев ТП-04 стал передвижной лабораторией.

Успехи, продемонстрированные конструкторами на первых образцах, позволили запланировать создание экспериментальных линий, на которых маглевы уже перевозили бы пассажиров. Первыми республиками с действующими маглевами должны были стать Казахская и Армянская ССР. Но затем алма-атинский проект трансформировался в метрополитен, и остался ереванский. Столицу республики планировали соединить с городом Абовяном, расположенным в 16-ти км. Он должен был стать своего рода огромным «спальным районом» Еревана, и маглев представлялся идеальным решением проблемы транспортной доступности.

В 1986-м инженеры ВНИИПИтранспрогресса создали свой последний и наиболее совершенный прототип маглева — ТП-05.

ТП-05

Одной из «изюминок» конструкции ТП-05 было использование вдоль вагона цепи из небольших магнитов. При его движении датчики измеряли величину зазора между вагоном и дорогой, а система меняла силу тока на конкретных магнитах, увеличивая или уменьшая их отталкивание. Тем самым компенсировались неровности дороги и обеспечивалась плавность хода.

Маглев имел алюминиевый корпус, весил 18 т и мог перевозить 18 человек. В принципе, мог и больше, просто остаток объёма был занят дополнительным испытательным и измерительным оборудованием. Изначально планировалось испытывать ТП-05 на скоростях до 100 км/ч.

Ереванский маглев должен был стать не только испытательной линией, но и своеобразной технологической витриной. Даже выбор Абовяна в качестве конечной точки маршрута был не случаен: в этом небольшом городе создавались высокотехнологичные производства, а немалая часть населения относилась к научно-технической интеллигенции.

В 1986-м началось возведение опытной линии длиной 3,2 км. Запуск в эксплуатацию советского маглева был запланировано на 1991 год. Сначала считалось, что вагоны будут перемещаться со скоростью 250 км/ч и перевозить по 64 человека. То есть 16 километров от Еревана до Абовяна маглев должен был пролетать примерно за четыре минуты. Но из-за доступной мощности тяговой электроподстанции, которая должна была питать линию электричеством, максимальную скорость пришлось снизить до 180 км/ч.

В 1987-м ТП-05 даже сняли в фантастической теленовелле «С роботами не шутят».

Увы, но все планы пошли прахом. Через два года после начала строительства линии, в 1988 году произошло Спитакское землетрясение. За полминуты с лица земли был стёрт город Спитак и десятки деревень, под завалами в течение нескольких дней погибло не менее 25 тыс. человек, многие промышленные предприятия лежали в руинах. На восстановление Армении были брошены силы всей страны.

Но удивительное дело — ТП-05 умудрился пережить 1990-е. Он до сих пор стоит в том же цехе, где его собрали. Его не растащили по частям, не распилили на цветмет. Говорят, так и стоит под полиэтиленовой плёнкой, немного подреставрировать — и хоть сейчас в музей транспорта.

Ссылка на источник: https://m.habr.com/ru/company/mailru/blog/410545/

В китайском городе Чэнду (провинция Сычуань) представили головной вагон прототипа маглева с конструкционной скоростью 620 км/ч.

Такой состав, в отличие от традиционных поездов и трамваев, в процессе движения не касается поверхности рельса.

Так как между поездом и поверхностью полотна существует зазор, трение между ними исключается, и единственной тормозящей силой является аэродинамическое сопротивление.

Тормозящим фактором этой технологии остаётся высокая стоимость создания и обслуживания пути.

В проект инвестировано 60 млн юаней (9,3 млн долл. США), его участниками являются расположенный в Чэнду Юго-западный университет Цзяотун, железные дороги Китая (CR) и корпорация CRRC.

В настоящее время в Китае действует построенная в 2003 г. по немецкой технологии 30-километровая линия транспортной системы на магнитном подвесе, соединяющая Шанхай с международным аэропортом.

Кроме того, низкоскоростные (100 км/ч) поезда на магнитном подвесе на основе китайских технологий с 2016 года курсируют в г. Чанша (провинция Хунань).

В этом же городе успешно прошли испытания среднескоростного поезда на магнитном подвесе, который сумел разогнаться до скорости 160 км/ч.

Кроме того, в мае 2020 г. в Китае был продемонстрирован прототип поезда на магнитном подвесе, который рассчитан на скорость 600 км/ч, а на 2021 г. запланировано завершение строительства опытного участка длиной 5 км для испытаний этого поезда.

Скорость, достигаемая поездом на магнитной подушке, сравнима со скоростью самолёта и позволяет составить конкуренцию воздушному транспорту на ближне- и среднемагистральных направлениях.

В системе магнитного подвеса используется технология высокотемпературной сверхпроводимости, испытания подобного поезда проходят также в Японии.

В состав поезда входят три модернизированных вагона и четыре — старой серии L0.

Экспериментальные поездки пассажиров в поездах на магнитном подвесе с линейным двигателем и использованием технологий сверхпроводимости проводятся на опытном полигоне протяженностью 42,8 км в Яманаси с 2014 г., и за это время более 117 тыс. пассажиров испытали впечатления от путешествия со скоростью 500 км/ч.

Источник.

Источник.