Maglev-„O privire mai atentă”

Toată lumea știe că polii „asemănători” a doi magneți se resping unul pe celălalt.Cu puțină ingeniozitate, este posibil să se facă un magnet să leviteze (plutească) deasupra altuia folosind această forță de respingere și (în mod crucial) un suport extern suplimentar. Ideea de a folosi levitația electromagnetică pentru a susține un vehicul în mișcare a fost propusă pentru prima dată în 1912 de inginerul francez Émile Bachelet, dar a fost abandonată curând din cauza cantității enorme de energie electrică necesară.

Foto: NASA testează un prototip de cale ferată Maglev, 2001.Fotografie oferită de NASA Marshall Space Flight Center (NASA-MSFC).

În anii 1960, cercetările lui Eric Laithwaite în domeniul motoarelor liniare au dus la un interes reînnoit pentru ideea unui tren cu levitație magnetică sau „maglev”.Cam în aceeași perioadă, Henry Kolm, om de știință de la MIT, a propus un „magplane” care să ruleze pe șine și care ar putea transporta 20.000 de persoane la 320 km/h (200 mph). Acest lucru a dat naștere unui program de cercetare în SUA și a dus la un prototip funcțional care a fost testat în Colorado în 1967. Cu toate acestea, programul american a întâmpinat dificultăți politice și a fost abandonat în 1975. Începutul anilor 1990 a adus o propunere ambițioasă de a lega Las Vegas, Los Angeles, San Diego și San Fransisco cu o cale ferată maglev, dar acest proiect s-a confruntat de atunci cu alte probleme politice.În schimb, maglevul a fost dezvoltat cu entuziasm de Germania (folosind un sistem numit Transrapid) și Japonia (cu o tehnologie rivală cunoscută sub numele deSCMaglev).

Transrapid

Inginerii germani au produs pentru prima dată un prototip funcțional în 1971 și au dezvoltat sistemul Transrapid un an mai târziu. Strict vorbind, Transrapidul folosește atracția magnetică mai degrabă decât repulsia magnetică asociată în mod normal cu maglevul: magneții de cupru sunt fixați pe o „fustă” care trece pe sub șina de oțel și este atrasă în sus spre aceasta. Cu un sprijin considerabil din partea guvernului german, Transrapid a fost perfecționat progresiv pentru a deveni un tren viabil care poate atinge viteze de până la 433 km/h. Decenii de investiții și dezvoltare au dat în cele din urmă roade în 2004, când Transrapid a inaugurat primul (și până acum singurul) sistem de mare viteză din lume, Shanghai Maglev Train (SMT), în China. Deși în prezent funcționează doar pe o secțiune scurtă de cale ferată (o lungime de doar 31 km sau 19 mile),au existat mai multe planuri de extindere a acestuia, deși au fost în mod repetat amânate.

Foto: Un tren Maglev care folosește tehnologia motoarelor liniare. Fotografie oferită de US Department ofEnergy/Argonne National Laboratory

SCMaglev

Japonezii au fost chiar mai îndrăzneți și au sperat de mult timp să dezvolte un tren maglev de mare viteză care să poată parcurge cele 320 de mile (515 km) de la Tokyo la Osakain doar o oră. Spre deosebire de Transrapidul german, sistemul japonez este un maglev veritabil: trenul plutește pe baza forței de respingere dintre bobinele de cupru sau de aluminiu din șină și o serie de magneți supraconductori de niobiu-titan răciți cu heliu din vagoane (de unde și numele SCMaglev, unde SC înseamnă „superconductor”). Prototipul japonez al trenului ML-500 a atins un record de viteză de 513 km/h (321 mph) în 1979. Un prototip ulterior, cunoscut sub numele de MLU002, a fost distrus de un incendiu în 1991; se pare că un pompier și-a găsit toporul smuls din mână de unul dintre magneții supraconductori în timp ce se apropia de trenul în flăcări! În ciuda acestui eșec, dezvoltarea a continuat. Până în 2015, SCMaglev fusese perfecționat până la punctul în care a înregistrat o viteză record de 603 km/h (375 mph) – ceea ce îl face cel mai rapid vehicul feroviar din lume. Chiar dacă guvernul japonez a declarat că SCMaglev este pregătit pentru exploatarea comercială, spre deosebire de Transrapid, acesta nu a fost încă implementat pe nicio cale ferată funcțională din lume. Să sperăm că acest lucru se va schimba odată cu deschiderea liniei de cale ferată Chuo Shinkansen SCMaglev între Tokyo și Nagoya (și, în cele din urmă, Osaka), aflată în prezent în construcție și care se preconizează că va începe să funcționeze în 2027.

Perspective de viitor

Deși tehnologia maglev continuă să genereze un mare interes în întreaga lume, ea este încă mai scumpă kilometru cu kilometru decât construirea unei căi ferate tradiționale de mare viteză. Din acest motiv (și, de asemenea, pentru că estecomplet incompatibilă cu căile ferate existente), este puțin probabil să fie folosită pe scară largă timp de câțiva ani. Scriitorii de tehnologie și cărțile de știință pentru copii au prezentat maglevul ca fiind o tehnologie promițătoare a viitorului cel puțin din anii 1970; cel puțin în trecut, este perfect posibil ca maglevul să fie întotdeauna doar peste orizont – trenul care nu ajunge niciodată. Chiar dacă japonezii construiesc acum, în sfârșit, o linie maglev majoră, rămâne de văzut dacă vor reuși să convingă și alte țări să cumpere această tehnologie.

Opera: Trenurile acționate de motoare liniare au fost prezentate ca o tehnologie promițătoare de zeci de ani. Iată un sistem patentat în anii 1960 de Millard Smithși Marion Roberts, despre care au afirmat că „este capabil să se deplaseze la viteze de peste 160 de kilometri pe oră, în mod silențios și cu vibrații minime, într-un mod superior oricărui vehicul feroviar comercial care funcționează în prezent”. Stânga: O versiune a proiectului lor folosește două șine relativ convenționale (roșu), cu o a treia șină de alimentare magnetică (verde) adăugată între ele. Dreapta: Cum funcționează: trenul (albastru, 10) merge pe pantofi (portocaliu, 13), ținuți la câțiva milimetri (o fracțiune de centimetru) deasupra șinelor exterioare ale căii ferate (roșu, 12) de o pernă de aer comprimat (15). A treia șină este un motor liniar care folosește electromagneți înfășurați în sârmă (21) montați pe partea inferioară a trenului pentru a-l propulsa pe lângă șina statică (11), care este făcută din cupru sau aluminiu.Deși acest sistem folosește un motor liniar, nu este de fapt un maglev, deoarece trenul nu levitează prin magnetism.Din brevetul american nr. 3,233,559: Mijloace de transport de Marion L. Roberts și Millard F. Smith, prin amabilitatea US Patent and Trademark Office.

.