Maglev-“A Closer Look”

Alle ved, at de “ens” poler på to magneter frastøder hinanden.Med lidt opfindsomhed er det muligt at få en magnet til at svæve over en anden ved hjælp af denne frastødende kraft og (især) en ekstra ekstern støtte. Ideen om at bruge elektromagnetisk levitation til at understøtte et køretøj i bevægelse blev første gang foreslået i 1912 af den franske ingeniør Émile Bachelet, men blev hurtigt opgivet på grund af den enorme mængde elektrisk energi, der var nødvendig.

Foto: NASA tester en prototype af en Maglev-jernbane i 2001.Billedet er venligst udlånt af NASA Marshall Space Flight Center (NASA-MSFC).

I 1960’erne førte Eric Laithwaites forskning i lineære motorer til fornyet interesse for ideen om et magnetisk svævende tog eller “maglev”-tog.Omkring samme tid foreslog MIT-forskeren Henry Kolm et “magplane”, der kunne køre på skinner og transportere 20.000 mennesker med 320 km/t (200 mph). Dette gav anledning til et amerikansk forskningsprogram og førte til en fungerende prototype, som blev afprøvet i Colorado i 1967. Det amerikanske program stødte imidlertid på politiske vanskeligheder og blev indstillet i 1975. I begyndelsen af 1990’erne blev der fremsat et ambitiøst forslag om at forbinde Las Vegas, Los Angeles, San Diego og San Fransisco med en magnetbane, men dette projekt er siden stødt på endnu flere politiske problemer.Derimod er magnetbanen blevet udviklet med stor entusiasme i Tyskland (med et system kaldet Transrapid) og Japan (med en konkurrerende teknologi kendt som SCMaglev).

Transrapid

Tyske ingeniører fremstillede først en fungerende prototype i 1971 og udviklede Transrapid-systemet et år senere. Strengt taget anvender Transrapid magnetisk tiltrækning snarere end den magnetiske frastødning, der normalt forbindes med magnetsvævebaner: kobbermagneterne er fastgjort til et “skørt”, der løber under stålskinnen og tiltrækkes opad mod denne. Med betydelig støtte fra den tyske regering er Transrapid gradvist blevet forbedret til et brugbart tog, der kan opnå hastigheder på op til 433 km/t. Årtiers investeringer og udvikling gav endelig pote i 2004, da Transrapid åbnede verdens første (og hidtil eneste) højhastighedssystem, Shanghai Maglev Train (SMT), i Kina. Selv om det i øjeblikket kun kører på en kort strækning (kun 31 km eller 19 miles lang), har der været flere planer om at udvide det, men de er gentagne gange blevet skrinlagt.

Foto: Et maglev-tog, der anvender lineær motorteknologi. Billedet er venligst udlånt af US Department of Energy/Argonne National Laboratory

SCMaglev

Japanerne har været endnu dristigere og har længe håbet på at udvikle et højhastighedstog, der kan tilbagelægge de 515 km (320 miles) fra Tokyo til Osaka på kun en time. I modsætning til det tyske Transrapid-system er det japanske system ægte maglev: toget svæver på den frastødende kraft mellem kobber- eller aluminiumspolerne i sporet og en række heliumkølede, superledende magneter af niobium-titan i vognene (deraf navnet SCMaglev, hvor SC står for “superledende”). Den japanske prototype ML-500-tog opnåede i 1979 en hastighedsrekord på 513 km/t (321 mph). En senere prototype, kendt som MLU002, blev ødelagt af en brand i 1991; en brandmand fandt tilsyneladende sin økse trukket ud af hånden af en af de superledende magneter, da han nærmede sig det brændende tog! Trods dette tilbageslag fortsatte udviklingen. I 2015 var SCMaglev blevet perfektioneret til det punkt, hvor det opnåede en rekordhastighed på 603 km/t (375 mph) – hvilket gjorde det til det hurtigste jernbanekøretøj i verden. Selv om den japanske regering har erklæret SCMaglev klar til kommerciel drift, er det i modsætning til Transrapid endnu ikke blevet indsat på en fungerende jernbane et hvilket som helst sted i verden. Det vil forhåbentlig ændre sig med åbningen af Chuo Shinkansen SCMaglev-jernbanelinjen mellem Tokyo og Nagoya (og senere Osaka), som er under opførelse og forventes at blive taget i brug i 2027.

Fremtidsudsigter

Og selv om maglev-teknologien fortsat vækker stor interesse rundt om i verden, er den stadig dyrere kilometer for kilometer end at bygge en traditionel højhastighedsjernbane. Af denne grund (og også fordi den er fuldstændig uforenelig med eksisterende jernbaner) er det usandsynligt, at den vil blive anvendt i vid udstrækning i nogle år. Tekniske forfattere og videnskabelige børnebøger har siden mindst 1970’erne fremhævet maglev som en lovende fremtidsteknologi; i det mindste på baggrund af den hidtidige form er det meget muligt, at maglev altid vil være lige bag horisonten – et tog, der aldrig kommer. Selv om japanerne nu endelig er i gang med at anlægge en større maglev-linje, er det stadig uvist, om de kan overtale andre lande til at købe teknologien.

Artikler: Tog, der drives af lineære motorer, er blevet udråbt som en lovende teknologi i årtier. Her er et system patenteret i 1960’erne af Millard Smith og Marion Roberts, som de hævdede “er i stand til at køre ved hastigheder på over 160 km/t lydløst og med minimale vibrationer på en måde, der er bedre end noget kommercielt jernbanekøretøj, der nu er i drift”. Til venstre: En version af deres design anvender to relativt konventionelle skinner (røde) med en tredje, magnetisk strømskinne (grøn) tilføjet mellem dem. Til højre: Sådan fungerer det: Toget (blå, 10) kører på sko (orange, 13), der holdes et par millimeter (en brøkdel af en tomme) over de ydre skinner på sporet (rød, 12) af en pude af trykluft (15). Den tredje skinne er en lineær motor med trådviklede elektromagneter (21), der er monteret på togets underside for at drive det forbi den statiske skinne (11), som er fremstillet af kobber eller aluminium.Selv om dette system anvender en lineær motor, er det faktisk ikke en maglev-motor, fordi toget ikke svæver ved hjælp af magnetisme.Fra US Patent#3,233,559: Transportation means by Marion L. Roberts and Millard F. Smith, courtesy of US Patent and Trademark Office.