Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Высокоскоростное железнодорожное сообщение — одно из самых захватывающих применений технологии магнитного подвеса (левита­ции). На основе этой технологии (Maglev) созданы пассажирские поезда, применяющиеся для регулярных городских поездок. В этих транспортных системах чаще всего используются диамагнетические свойства сверхпроводников, но изредка применение находят и раз­личные подвиды ротационных систем, описанных выше.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

Колеса вагонов поезда на магнитной подушке не соприкасают­ся с рельсами. Трение происходит только вследствие сопротивления воздуха вагонам мчащегося на подвесе над монорельсом состава. За­зор между поездом и рельсом составляет от 2 до 3 см.

Левитация вагонов на сверхпроводниковом магнитном подвесе осу­ществляется по одному из двух принципов, показанных на рис. 9.6. Согласно схеме А, вагоны прикрепляются к направляющей, охваты­вающей рельс. На схеме Б вы видите другую конструкцию, где рельс охватывает направляющую, к которой прикреплены вагоны. 183

Направление движения поезда перпендикулярно плоскости страницы

В обоих случаях вагоны поддерживаются над рельсом благода­ря вертикальному (вертикально направленному) магнитному полю, а горизонтальное магнитное поле стабилизирует вагоны, сохраняя

центровку. Ускорение и торможение осуществляются при помощи линейных индукторных двигателей, для чего на рельс необходимо установить дополнительный набор электромагнитов.

Альтернативная описанной система под названием Inductrack предусматривает установку в вагонах постоянных магнитов и витков провода — на рельс. Движение вагонов относительно рельса приводит к возникновению эффекта левитации по аналогии с эффектом зависа­ния крутящегося проводящего диска над набором неподвижных маг­нитов. Поезд начинает свое движение на небольших обычных колесах. По мере того как он набирает ход, сила тока в обмотке рельса стано­вится достаточной для создания магнитного поля, отталкивающего по­стоянные магниты, установленные в вагонах поезда. Ускорение и тор­можение поездов Inductrack, как и в случае с поездами типа Maglev, осуществляется при помощи линейных индукторных двигателей.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПОЕЗДОВ НА МАГНИТНОЙ ПОДУШКЕ

• Поезда на магнитной подушке способны развивать большую скорость, чем обычные поезда.

• Поезда на магнитной подушке производят меньше шума, чем обычные поезда.

• Поезда на магнитной подушке сокращают время в пути для пассажиров.

• Поезда на магнитной подушке используют источники электри­ческой энергии, в меньшей степени загрязняющие атмосферу.

НЕДОСТАТКИ ПОЕЗДОВ НА МАГНИТНОЙ ПОДУШКЕ

• Поезда на магнитной подушке стоят дороже, чем обычные по­езда.

• Поезда на магнитной подушке требуют особого обучения пер­сонала.

• Поезда на сверхпроводниковой магнитной подушке используют для создания левитации мощные электромагниты, установлен­ные на рельсе. При этом возникает задача экранировать пасса­жиров от воздействия сильных магнитных полей.

• Неожиданное падение напряжения приведет к тому, что вагоны поезда на сверхпроводниковой магнитной подушке опустятся на рельс. На большой скорости это может быть опасным (при эксплуатации поездов типа Inductrack такие проблемы не воз­никают, так как колеса поезда позволят вагонам двигаться по инерции до полной остановки).

• Сильный боковой порыв ветра может нарушить работу поезда на магнитной подушке, сместив вагоны и заставив их прийти в соприкосновение с рельсом. Снег или лед на рельсе также могут вызвать проблемы.

Задача 9.1

Как изолировать пассажиров от воздействия сильных магнитных полей в поезде на сверхпроводниковых магнитных подушках?

Решение 9.1

Вагоны или, по крайней мере, купе могут быть сделаны из ферро­магнитного материала (стали, например), блокирующего линии маг­нитной индукции. К сожалению, сталь гораздо тяжелее алюминия, обычно использующегося при производстве поездов. Алюминий не является ферромагнетиком и не обеспечивает защиты от магнитных полей, если к нему не подвести токи высокого напряжения, потенци­ально опасные для пассажиров.

Задача 9.2

Преодолеет ли поезд на магнитной подушке крутой холм или гору? Не скатится ли он вниз по склону и не останется ли в долине, если отсутствует трение, необходимое для торможения?

Решение 9.2

Линейные индукционные двигатели, применяемые в поездах на магнитной подушке, способны поднимать такие поезда по более кру­тым склонам, чем обычные поезда. Более того, линейные индукцион­ные двигатели переключаются на торможение в реверсном режиме, предохраняя поезд от скатывания вниз за счет работы, направленной против силы тяготения.

Комментарии запрещены.