Magneettisen levitaatiojunan perusteet (Maglev)

click fraud protection

Magneettinen levitaatio (maglev) on suhteellisen uusi kuljetustekniikka, jossa kosketuksettomat ajoneuvot kulkevat turvallisesti nopeudella 250–300 mailia tunnissa tai enemmän, kun ne ripustetaan, ohjataan ja kuljetetaan magneettisen ohjaustien yläpuolelle kenttiä. Reitti on fyysinen rakenne, jota pitkin maglev-ajoneuvoja levitataan. Erilaisia ​​ohjausväyläkokoonpanoja, esimerkiksi T-muotoinen, U-muotoinen, Y-muotoinen ja laatikkopalkki, on tehty teräksestä, betonista tai alumiinista.

Maglev-tekniikalla on kolme päätoimintoa: (1) levitaatio tai jousitus; (2) käyttövoima; ja (3) ohjeet. Useimmissa nykyisissä malleissa magneettisiä voimia käytetään kaikkien kolmen toiminnon suorittamiseen, vaikka voitaisiin käyttää ei-magneettista propulsiolähdettä. Kummankin päätoiminnon suorittamiseksi optimaalisesta suunnittelusta ei ole yksimielisyyttä.

Jousitusjärjestelmät

Sähkömagneettinen jousitus (EMS) on houkutteleva voimalevitaatiojärjestelmä, jossa ajoneuvon sähkömagneetit ovat vuorovaikutuksessa ohjaustien ferromagneettisten kiskojen kanssa ja houkuttelevat niitä. EMS tehtiin käytännölliseksi edistyksessä elektronisissa ohjausjärjestelmissä, jotka ylläpitävät ilmarakoa ajoneuvon ja ohjaustien välillä estäen siten kosketusta.

instagram viewer

Hyötykuorman painon, dynaamisten kuormien ja ajoradan epäsäännöllisyyden vaihtelut kompensoidaan muuttamalla magneettikenttää vasteena ajoneuvon / opastuksen ilmaväli-mittauksiin.

Sähköodynaaminen jousitus (EDS) käyttää magneetteja liikkuvassa ajoneuvossa virran aikaansaamiseksi ohjaustiellä. Tuloksena oleva heijastusvoima tuottaa luontaisesti vakaan ajoneuvon tuen ja ohjauksen, koska magneettinen heijastus lisääntyy, kun ajoneuvon ja ohjaustekijöiden rako pienenee. Ajoneuvo on kuitenkin varustettava pyörillä tai muilla tukimuodoilla "lentoonlähtöön" ja "laskeutumiseen", koska EDS ei levitaa nopeuksilla, jotka ovat alle noin 25 mph. EDS on edistynyt kryogenetiikan ja suprajohtavien magneettitekniikoiden edistyksellä.

Käyttövoimajärjestelmät

"Pitkästaattorinen" työntövoima, joka käyttää sähkökäyttöistä lineaarista moottorikäämiä ohjausväylässä, näyttää olevan suosittu vaihtoehto nopealle maglev-järjestelmälle. Se on myös kallein korkeampien opasteiden rakennuskustannusten vuoksi.

"Lyhyt staattorin" työntövoima käyttää lineaarista induktiomoottoria (LIM), joka käämyy aluksella ja passiivista ohjaustapaa. Vaikka lyhytstaattorikäyttö vähentää ohjaustien kustannuksia, LIM on raskas ja vähentää ajoneuvojen hyötykuormaa kapasiteetti, mikä johtaa korkeampiin käyttökustannuksiin ja pienempiin tulopotentiaaliin verrattuna pitkäaikaiseen staattoriin käyttövoima. Kolmas vaihtoehto on ei-magneettinen energialähde (kaasuturbiini tai turboprop), mutta myös tämä johtaa raskaaseen ajoneuvoon ja vähentää toimintatehokkuutta.

Ohjausjärjestelmät

Ohjauksella tai ohjauksella tarkoitetaan sivuttaisvoimia, joita tarvitaan ajoneuvon seuraamiseksi ohjaustielle. Tarvittavat voimat toimitetaan täsmälleen analogisella tavalla ripustusvoimien kanssa, joko houkuttelevina tai vastenmielisinä. Samoja ajoneuvossa olevia magneetteja, jotka toimittavat nostoa, voidaan käyttää samanaikaisesti ohjaukseen tai voidaan käyttää erillisiä ohjausmagneetteja.

Maglev ja Yhdysvaltain kuljetus

Maglev-järjestelmät voisivat tarjota houkuttelevan kuljetusvaihtoehdon monille aikaherkille matkoille, joiden pituus on 100–600 mailia, mikä vähentää ruuhkia ilmassa ja moottoriteillä, ilmansaaste, ja energiankäyttö sekä lähtö- ja saapumisaikojen vapauttaminen tehokkaampaan kaukoliikenteeseen tungosta täynnä lentokenttiä. Maglev-tekniikan potentiaalinen arvo tunnustettiin vuoden 1991 intermodaalisen pintakuljetuksen tehokkuuslaissa (ISTEA).

Ennen ISTEA: n kulkua kongressi oli käyttänyt 26,2 miljoonaa dollaria maglev-järjestelmän tunnistamiseen käsitteitä käytettäväksi Yhdysvalloissa ja arvioimaan niiden teknistä ja taloudellista toteutettavuutta järjestelmiin. Tutkimuksia kohdistettiin myös maglevin roolin määrittämiseen linjaliikenteen parantamisessa Yhdysvalloissa. Myöhemmin määrärahoja oli lisätty 9,8 miljoonaa dollaria NMI-tutkimusten suorittamiseen.

Miksi Maglev?

Mitkä ovat maglevin ominaisuudet, jotka suosittelevat sen huomioimista kuljetusten suunnittelijoissa?

Nopeammat matkat - suuri huippunopeus ja suuri kiihtyvyys / jarrutus mahdollistavat keskimääräiset nopeudet kolmesta neljään kertaan valtatien nopeuteen nähden rajoitus 65 mph (30 m / s) ja alempi ovelta ovelle -matka-aika kuin suurten nopeuksien rautatie- tai lentokoneilla (alle 300 mailin tai 500 km: n matkoille). Vielä suurempia nopeuksia on mahdollista. Maglev nousee sieltä, josta suurnopeusjunaverkko lähtee, sallien nopeuden, joka on vähintään 250–300 mph (112–134 m / s).

Maglev on erittäin luotettava ja vähemmän herkkä ruuhkille ja sääolosuhteisiin kuin ilma- tai moottoritieliikenne. Eri aikataulusta voi olla keskimäärin alle minuutti ulkomaisen suurnopeusjunaverkon kokemuksen perusteella. Tämä tarkoittaa, että sisäiset ja intermodaaliset yhdistämisajat voidaan lyhentää muutamiin minuutteihin (eikä enempää kuin puoli tuntia) tarvitaan tällä hetkellä lentoyhtiöiden ja Amtrakin kanssa) ja että tapaamiset voidaan turvallisesti suunnitella ilman, että sinun pitää harkita asiaa viivästyksiä.

Maglev antaa maaöljy itsenäisyys - ilmaan ja autoon nähden, koska Maglev toimii sähköisesti. Öljy on tarpeeton sähkön tuotannossa. Vuonna 1990 vähemmän kuin 5 prosenttia maan sähköstä tuli öljystä, kun taas sekä ilma- että autotilassa käytetty öljy tuli pääasiassa ulkomaisista lähteistä.

Maglev on vähemmän saastuttavaa - ilmaan ja autoon nähden, taas sähköisen virran vuoksi. Päästöjä voidaan hallita tehokkaammin sähköntuotannon lähteellä kuin monissa kulutuspisteissä, kuten ilmaa ja autoja käytettäessä.

Maglevin kapasiteetti on suurempi kuin lentomatkustamisen, ainakin 12 000 matkustajaa tunnissa kumpaankin suuntaan. Mahdollisuus entistä suurempaan kapasiteettiin 3–4 minuutin kulkusuunnassa on mahdollista. Maglev tarjoaa riittävän kapasiteetin liikenteen kasvun mukauttamiseksi hyvin 2000-luvulle ja tarjota vaihtoehdon lentoliikenteelle ja autoille öljyn saatavuuskriisin sattuessa.

Maglevilla on korkea turvallisuus - sekä havaittu että todellinen - ulkomaisten kokemusten perusteella.

Maglevilla on mukavuus - johtuen korkeasta palvelutiheydestä ja kyvystä palvella keskeisiä yritysalueita, lentokenttiä ja muita suurkaupunkiseudun tärkeitä solmuja.

Maglev on parantanut mukavuutta - suhteessa ilmaan suuremman tilavuuden ansiosta, mikä mahdollistaa erilliset ruokailu- ja konferenssitilat, joissa on vapaus liikkua. Ilman turbulenssin puuttuminen varmistaa tasaisesti ajon.

Maglev-evoluutio

Kaksi amerikkalaista, Robert Goddard ja Emile Bachelet, tunnistivat ensimmäisen kerran vuosisadan vaihteessa magneettisesti levitatoituneiden junien käsitteen. Saksalainen Hermann Kemper oli kehittänyt 1930-luvulle mennessä konseptin ja osoittanut magneettikenttien käytön yhdistääkseen junat ja lentokoneet. Vuonna 1968 amerikkalaiset James R. Powell ja Gordon T. Danbylle myönnettiin patentti suunnittelustaan ​​magneettisen levitation-junaan.

Vuoden 1965 suurnopeusliikenteestä annetun lain nojalla FRA rahoitti laajaa tutkimusta kaikista HSGT-muotoista 1970-luvun alkupuolella. Vuonna 1971 FRA myönsi sopimuksia Ford Motor Company ja Stanford Research Institute EMS- ja EDS-järjestelmien analyyttiseen ja kokeelliseen kehittämiseen. FRA: n tukema tutkimus johti lineaarisen sähkömoottorin kehittämiseen, joka on kaikkien nykyisten maglev-prototyyppien käyttämä käyttövoima. Vuonna 1975 sen jälkeen kun Yhdysvaltojen federaatiorahoitus nopealle maglev-tutkimukselle keskeytettiin, teollisuus käytännössä luopui kiinnostuksestaan ​​magleviin; hitaalla nopeudella varustettua maglev-tutkimusta jatkettiin kuitenkin Yhdysvalloissa vuoteen 1986 asti.

Kahden viime vuosikymmenen aikana maglev-tekniikan tutkimus- ja kehitysohjelmia on toteutettu useissa maissa, mukaan lukien Iso-Britannia, Kanada, Saksa ja Japani. Saksa ja Japani ovat investoineet kumpikin yli miljardi dollaria HSGT: n maglev-tekniikan kehittämiseen ja esittelyyn.

Saksalainen EMS maglev-malli Transrapid (TR07) sertifioitiin Saksan hallituksen käyttöön joulukuussa 1991. Saksassa harkitaan magneettilinjaa Hampurin ja Berliinin välillä yksityisellä rahoituksella ja mahdollisesti lisätuella yksittäisiltä Pohjois-Saksan valtioilta ehdotusta pitkin reitti. Linja yhdistäisi nopeaan Intercity Express (ICE) -junaan ja tavanomaisiin juniin. TR07 on testattu laajasti Emslandissa, Saksassa, ja se on ainoa nopea maglev-järjestelmä maailmassa, joka on valmis tuloihin. TR07 on suunniteltu toteutettavaksi Orlandossa, Floridassa.

Japanissa kehitteillä oleva EDS-konsepti käyttää suprajohtavaa magneettijärjestelmää. Vuonna 1997 päätetään, käytetäänkö maglevää uudelle Chuo-linjalle Tokion ja Osakan välillä.

Kansallinen Maglev-aloite (NMI)

Kun liittovaltion tuki lopetettiin vuonna 1975, Yhdysvalloissa ei ollut juurikaan tutkittu suurten nopeuksien maglev-tekniikkaa, kunnes vuoteen 1990, jolloin perustettiin kansallinen Maglev-aloite (NMI). NMI on DOT: n FRA: n, USACE: n ja DOE: n yhteistyöhanke muiden toimistojen tuella. NMI: n tarkoituksena oli arvioida maglevin mahdollisuuksia parantaa linjaliikenteen kuljetuksia ja kehittää tietoa Tarvitaan hallitukselle ja kongressille määritelläkseen liittohallituksen asianmukainen rooli tämän edistämisessä teknologiaa.

Itse asiassa sen perustamisesta lähtien Yhdysvaltain hallitus on avustanut ja edistänyt innovatiivisia kuljetuksia taloudellisista, poliittisista ja sosiaalisista kehityssyistä. Esimerkkejä on useita. 1800-luvulla liittohallitus rohkaisi rautateiden kehittämistä perustamaan mannertenväliset yhteydet sellaisten toimien kautta kuin laaja maa-apuraha Illinois Central-Mobile Ohiossa Rautatiet vuonna 1850. 1920-luvun alusta lähtien liittohallitus tarjosi kaupallisia kannustimia uudelle ilmailuteknologialle - sopimukset lentopostireiteistä ja varoista, jotka maksettiin hätälaskukentistä, reittien valaistuksesta, säätiedotuksista ja - viestintää. Myöhemmin, 1900-luvulla, liittovaltion varoja käytettiin Interstate Highway -järjestelmän rakentamiseen ja valtioiden ja kuntien auttamiseen lentokenttien rakentamisessa ja toiminnassa. Vuonna 1971 liittohallitus perusti Amtrakin varmistamaan Yhdysvaltain rautatieliikenteen matkustajaliikenteen.

Maglev-tekniikan arviointi

NMI-toimisto suoritti kattavan arvioinnin maglev-tekniikan huipputekniikasta määrittääkseen maglevin käyttöönoton teknisen toteutettavuuden Yhdysvalloissa.

Kahden viime vuosikymmenen aikana merentakaisille on kehitetty erilaisia ​​maankuljetusjärjestelmiä, joilla on toimintanopeudet ylittävät 150 mph (67 m / s) verrattuna Yhdysvaltain 125 mph (56 m / s). Metroliner. Useat teräspyörä / rautatie-junat voivat ylläpitää nopeutta 167–186 mph (75–83 m / s), etenkin japanilainen 300-sarjan Shinkansen, saksalainen ICE ja ranskalainen TGV. Saksalainen Transrapid Maglev -juna on osoittanut nopeuden 270 mph (121 m / s) testiradalla, ja japanilaiset ovat käyttäneet maglev-testiautoa nopeudella 321 mph (144 m / s). Seuraavassa on kuvaus ranskalaisista, saksalaisista ja japanilaisista järjestelmistä, joita on käytetty verrattuna Yhdysvaltain Maglevin (USML) SCD-käsitteisiin.

Ranskan juna Grande Vitesse (TGV)

Ranskan kansallisen rautatien TGV edustaa nykyistä nopeaa teräspyörä-rautatie-juna-sukupolvea. TGV on ollut käytössä 12 vuotta Pariisi-Lyon (PSE) -reitillä ja 3 vuotta ensimmäisellä osalla reittiä Pariisi-Bordeaux (Atlantique). Atlantiquen juna koostuu kymmenestä henkilöautosta, joiden molemmissa päissä on moottorikäyttöinen auto. Voima-autot käyttävät työntövoimaa synkronisilla kiertomoottorilla. Kattoasennettavat virroittimet keräävät sähkövoimaa yläjohtokeskuksesta. Risteilynopeus on 186 mph (83 m / s). Juna ei ole kallistettava ja vaatii siten kohtuullisen suoran reitin suuntaamisen korkean nopeuden ylläpitämiseksi. Vaikka kuljettaja hallitsee junan nopeutta, on olemassa lukituksia, joihin sisältyy automaattinen ylinopeussuoja ja pakotettu jarrutus. Jarrutus tapahtuu yhdistelmällä reostaattisia jarruja ja akseliin kiinnitettyjä levyjarruja. Kaikilla akseleilla on lukkiutumattomat jarrut. Voiman akseleilla on liukastumisen esto. TGV-raiderakenne on tavanomainen standardiraiteinen rautatie, jolla on hyvin suunniteltu pohja (tiivistetyt raemaiset materiaalit). Kisko koostuu jatkuvasti hitsattavista kiskoista betoni- / teräsvanteilla joustavilla kiinnikkeillä. Sen nopea kytkin on tavanomainen kääntyvä nenä. TGV toimii olemassa olevilla raiteilla, mutta huomattavasti pienemmällä nopeudella. Suuren nopeuden, suuren tehon ja pyörien luistamisen vastaisen ohjauksen ansiosta TGV pystyy kiipeämään luokkiin, jotka ovat noin kaksi kertaa niin suuret kuin Yhdysvaltain rautatieympäristössä normaalisti, ja voivat siten seurata kevyesti Ranskan liikkuva maasto ilman laajoja ja kalliita viadukteja ja tunneleita.

Saksalainen TR07

Saksalainen TR07 on nopea Maglev-järjestelmä, joka on lähinnä kaupallista valmiutta. Jos rahoitusta voidaan saada, uraauurtavaa tapahtuu Floridassa vuonna 1993 Orlean kansainvälisen lentokentän ja International Drive -alueen huvialueen väliselle 14 mailin (23 km) kuljetukseen. TR07-järjestelmää harkitaan myös nopeaan yhteyteen Hampurin ja Berliinin välillä sekä Pittsburghin keskustan ja lentokentän välillä. Kuten nimitys osoittaa, TR07: tä edelsi ainakin kuusi aikaisempaa mallia. Seitsemänkymmenenluvun alkupuolella saksalaiset yritykset, mukaan lukien Krauss-Maffei, MBB ja Siemens, testasivat täysimääräisesti ilmatyynyajoneuvon (TR03) ja suprajohtavaa magleviajoneuvon versiot magneetteja. Sen jälkeen kun vuonna 1977 tehtiin päätös keskittyä vetovoima Magleviin, eteneminen eteni merkittävästi, järjestelmän kehittyessä lineaarisesta induktiosta moottorin (LIM) käyttövoima tienvarren keräyksellä lineaariseen synkroniseen moottoriin (LSM), joka käyttää muuttuvan taajuuden, sähkökäyttöisiä käämejä ohjausradan. TR05 toimi Hampurin kansainvälisillä liikennemessuilla vuonna 1979 toimivina ihmisinä, kuljettaen 50 000 matkustajaa ja tarjoamalla arvokasta käyttökokemusta.

TR07, joka toimii 19,5 mailin (31.5 km) opastumistiellä Emslandin testiradalla luoteessa Saksa on lähes 25 vuoden Saksan Maglev-kehityksen huipentuma, joka maksaa yli yhden dollarin miljardia. Se on hienostunut EMS-järjestelmä, joka käyttää erillisiä tavanomaisia ​​raudasydämiä houkuttelevia sähkömagneetteja tuottamaan ajoneuvon nostoa ja ohjausta. Ajoneuvo kietou T: n muotoisen opastuksen ympärille. TR07-opasväylä käyttää teräs- tai betonipalkkeja, jotka on rakennettu ja asennettu erittäin tiukkoihin toleransseihin. Ohjausjärjestelmät säätelevät levitaatiota ja ohjausvoimia ylläpitääkseen tuumavälin (8-10 mm) magneettien ja raiteiden "raiteiden" välillä väylällä. Vetovoima ajoneuvojen magneettien ja reunaan asennettujen ohjauskiskojen välillä tarjoaa opastusta. Ajoneuvon toisen magneettisarjan ja ohjaustien alla olevien työntöstaattoripakkausten välinen vetovoima tuottaa hissin. Hissimagneetit toimivat myös LSM: n toissijaisena tai roottorina, jonka pää- tai staattori on ohjausteiden pituutta käyttävä sähkökäämi. TR07 käyttää kahta tai useampaa kallistumatonta ajoneuvoa kootussa. TR07-työntövoima on pitkän staattorin LSM. Ajoradan staattorikäämitykset tuottavat liikkuvan aallon, joka on vuorovaikutuksessa ajoneuvon levitaatiomagneettien kanssa synkronista työntöä varten. Keskitetysti ohjattavat tienvarsiasemat toimittavat LSM: lle tarvittavan muuttuvataajuuden, muuttuvajännitetehon. Ensisijainen jarrutus on uudistavaa LSM: n kautta pyörrevirtajarrutuksella ja korkean kitkan luistolla hätätilanteissa. TR07 on osoittanut turvallisen toiminnan nopeudella 270 mph (121 m / s) Emsland-radalla. Se on suunniteltu risteilynopeudelle 311 mph (139 m / s).

Japanin nopea maglev

Japanilaiset ovat käyttäneet yli miljardi dollaria kehittämään sekä vetovoima- että vastusjärjestelmiä. HSST-vetovoimajärjestelmä, jonka on kehittänyt usein Japan Airlinesin kanssa tunnistettu konsortio, on oikeastaan ​​sarja ajoneuvoja, jotka on suunniteltu nopeudelle 100, 200 ja 300 km / h. Kuusikymmentä mailia / tunnissa (100 km / h) HSST Maglevs on kuljellut yli kaksi miljoonaa matkustajaa useissa Expossa Japani ja vuoden 1989 Kanada Transport Expo Vancouverissa. Nopeaa japanilaista vasenta Maglev-järjestelmää on parhaillaan kehittämässä Railway Technical Research Institute (RTRI), vasta yksityistetyn Japan Rail Group -konsernin tutkimusosasto. RTRI: n ML500-tutkimusajoneuvo saavutti nopean ohjatun maa-ajoneuvon ennätyksen 321 mph (144 m / s). Joulukuussa 1979 ennätys säilyy, vaikka on saapunut erityisesti ranskalainen TGV-rautatiejuna kiinni. Miehitetty kolmen auton MLU001 aloitti testauksen vuonna 1982. Myöhemmin yksittäinen auto MLU002 tuhoutui tulipalossa vuonna 1991. Sen korvaavaa mallia MLU002N käytetään testaamaan sivuseinämän levitaatio, joka on suunniteltu mahdollisen tulojärjestelmän käyttöön. Tärkein toiminta tällä hetkellä on 2 miljardin dollarin, 43 mailin (27 km) maglev-testilinjan rakentaminen Yamanashin prefektuurin vuorten läpi, missä tuloprototyypin testauksen on määrä alkaa vuonna 1994.

Keski-Japanin rautatieyhtiö aikoo aloittaa toisen suurnopeusradan rakentamisen Tokiosta Osakaan uudella reitillä (mukaan lukien Yamanashi-testiosuus) vuodesta 1997. Tämä tarjoaa helpotusta erittäin kannattavalle Tokaido Shinkansenille, joka on lähes täyttymässä ja tarvitsee kuntoutusta. Tarjoamme jatkuvasti paranevaa palvelua ja estääksemme lentoyhtiöiden pääsyä niihin Nykyinen 85 prosentin markkinaosuus pidetään nopeampana kuin nykyinen 171 mph (76 m / s) välttämätön. Vaikka ensimmäisen sukupolven maglev-järjestelmän suunniteltu nopeus on 311 mph (139 m / s), tulevien järjestelmien ennustetaan nousevan jopa 500 mph (223 m / s). Repulsion maglev on valittu vetovoima magleviksi sen maineikkaan suuremman nopeuspotentiaalin ja koska suurempi ilmarako mahtuu Japanin maanjäristykselle alttiissa maan liikkeessä alue. Japanin torjuntajärjestelmän rakenne ei ole vakaa. Radan omistavan Japanin keskusrautatieyhtiön vuoden 1991 kustannusarvio osoittaa, että uusi suurnopeusjunaradan kautta vuoristoinen maasto Mt. Fuji olisi erittäin kallista, noin 100 miljoonaa dollaria mailia kohti (8 miljoonaa jeniä metriä kohti) tavanomaiselle rautatie. Maglev-järjestelmä maksaa 25 prosenttia enemmän. Merkittävä osa kustannuksista on pinta- ja maanalaisen ROW: n hankintakustannukset. Tiedot Japanin nopean Maglevin teknisistä yksityiskohdista on niukkaa. Tiedetään, että siinä on suprajohtavat magneetit teloissa, joissa on sivuseinämän levitaatio, lineaarinen synkroninen työntövoima ohjausratakeloilla ja matkanopeus 311 mph (139 m / s).

Yhdysvaltain urakoitsijoiden Maglev-käsitteet (SCD)

Kolme neljästä SCD-käsitteestä käyttää EDS-järjestelmää, jossa ajoneuvon suprajohtavat magneetit indusoivat - syrjäyttävät nosto - ja ohjausvoimat liikkumalla pitkin passiivijohtimien järjestelmää, joka on asennettu ohjausradan. Neljäs SCD-konsepti käyttää saksalaisen TR07: n kaltaista EMS-järjestelmää. Tässä konseptissa vetovoimat tuottavat hissin ja ohjaavat ajoneuvoa opastusta pitkin. Toisin kuin TR07, joka käyttää tavanomaisia ​​magneetteja, SCD EMS -konseptin vetovoimat tuotetaan suprajohtavilla magneeteilla. Seuraavat yksittäiset kuvaukset tuovat esiin neljän Yhdysvaltain SCD: n merkittävät piirteet.

Bechtel SCD

Bechtel-konsepti on EDS-järjestelmä, joka käyttää ajoneuvoon asennettujen, vuotoa vaimentavien magneettien uutta kokoonpanoa. Ajoneuvo sisältää kuusi sarjaa kahdeksan suprajohtavaa magneettia sivua kohden ja kulkee betonisen laatikkopalkin ohjaustien kanssa. Ajoneuvojen magneettien ja laminoitujen alumiinitikkaiden välinen vuorovaikutus kummallakin ajoradan sivuseinällä aiheuttaa hissin. Samanlainen vuorovaikutus opastimeen asennettujen nollavirtakelojen kanssa tarjoaa opastusta. LSM-työntökäämit, myös kiinnitettynä ohjaustien sivuseiniin, ovat vuorovaikutuksessa ajoneuvojen magneettien kanssa tuottamaan työntövoimaa. Keskitetysti ohjattavat tienvarsiasemat toimittavat LSM: lle tarvittavan vaihtuvataajuuden, muuttuvan jännitteen tehon. Bechtel-ajoneuvo koostuu yhdestä autosta, jonka sisäpuoli on kallistettava. Se käyttää aerodynaamisia ohjauspintoja magneettisen ohjauksen voimien lisäämiseksi. Hätätilanteessa se leijuu ilmalaakereille. Ohjausväylä koostuu jälkijännitetystä betonilaatikkopalkista. Suurten magneettikenttien takia konsepti vaatii ei-magneettisen, kuituvahvisteisen muovin (FRP) jälkijännitys sauvat ja sekoittimet laatikkopalkin yläosaan. Kytkin on taivutettava palkki, joka on valmistettu kokonaan FRP: stä.

Foster-Miller SCD

Foster-Miller -konsepti on EDS, joka on samanlainen kuin japanilainen nopea Maglev, mutta siinä on joitain lisäominaisuuksia potentiaalisen suorituskyvyn parantamiseksi. Foster-Miller -konseptilla on ajoneuvon kallistusmalli, joka sallii sen toimia käyrien läpi nopeammin kuin japanilainen järjestelmä samalla matkustajamukavuudella. Kuten japanilainen järjestelmä, Foster-Miller -konsepti käyttää suprajohtavia ajoneuvomagneetteja tuottaa hissin vuorovaikutuksessa nollavirtaisten levitaatiokelojen kanssa, jotka sijaitsevat U-muodon sivuseinissä ohjausradan. Magneetin vuorovaikutus opastimeen asennettujen sähköisten työntökelojen kanssa tarjoaa nollavirtaohjauksen. Sen innovatiivista käyttövoimakaavaa kutsutaan paikallisesti kommutoiduksi lineaariseksi synkronimoottoriksi (LCLSM). Yksittäiset "H-silta" -invertterit syöttävät peräkkäin työntökelat suoraan telien alle. Vaihtosuuntaajat syntetisoivat magneettisen aallon, joka kulkee opastusta pitkin samalla nopeudella kuin ajoneuvo. Foster-Miller-ajoneuvo koostuu nivelletyistä matkustajamoduuleista sekä hännän ja nenän osista luoda useita autoja "koostuu". Moduulien molemmissa päissä on magneettitelit, jotka ne jakavat vierekkäisten kanssa autoja. Jokainen teli sisältää neljä magneettia per sivu. U-muotoinen ohjausrata koostuu kahdesta yhdensuuntaisesta, jälkijännitetystä betonipalkista, jotka on liitetty poikittain poikkileikkausbetonikalvoilla. Haitallisten magneettisten vaikutusten välttämiseksi ylemmät jälkikiristystangot ovat FRP. Suurinopeuksinen kytkin käyttää kytkettyjä nollavirtakeloja ajoneuvon ohjaamiseksi pystysuunnan läpi. Siksi Foster-Miller-kytkin ei vaadi liikkuvia rakenneosia.

Grumman SCD

Grumman-konsepti on EMS, jolla on samankaltaisuuksia saksalaisen TR07: n kanssa. Grummanin ajoneuvot kiertävät kuitenkin Y-muotoisen ohjaustien ja käyttävät yhteistä ajoneuvomagneetteja levitaatioon, työntövoimaan ja ohjaukseen. Ohjauskiskot ovat ferromagneettisia ja niissä on LSM-käämit työntövoimaa varten. Ajoneuvojen magneetit ovat suprajohtavia keloja hevosenkengän muotoisten rautasydämien ympärillä. Napapinnat vetoavat raiteille kiskoille ajoradan alapuolella. Ei-johtavia ohjauskeloja jokaisessa rauta--jalka moduloi levitaatio- ja ohjausvoimia pitämään 1,6 tuuman (40 mm) ilmavälin. Toissijaista jousitusta ei vaadita riittävän ajon laadun ylläpitämiseksi. Koneisto on tavanomaisella LSM: llä upotettu ohjauskiskoon. Grumman-ajoneuvot voivat olla yksi- tai moniautoja, joissa on kallistuskyky. Innovatiivinen opasradan päällirakenne koostuu hoikkaista Y-muotoisista ohjausosastoista (yksi kumpaankin suuntaan), jotka tukijalat on asennettu 15 jalan välein 90 jalkaa (4,5 m - 27 m) urapalkkiin. Rakenteellinen palkkipalkki palvelee molempia suunnia. Kytkentä tapahtuu TR07-tyylisellä taivuttavalla ohjauspalkilla, jota lyhennetään liukuvalla tai pyörivällä osalla.

Magneplane SCD

Magneplane-konsepti on yksiajoneuvon EDS, joka käyttää arkinmuotoista 0,8 tuuman (20 mm) paksua alumiiniohjainta arkin levitaatioon ja ohjaukseen. Magneettiajoneuvot voivat pankkiin käydä jopa 45 astetta käyrissä. Aikaisempi tämän konseptin laboratoriotyö validoi levitaatio-, ohjaus- ja käyttövoimajärjestelmät. Suprajohtavat levitaatio- ja työntömagneetit on ryhmitelty teloihin ajoneuvon edessä ja takana. Keskilinjamagneetit ovat vuorovaikutuksessa tavanomaisten LSM-käämien kanssa työntövoiman tuottamiseksi ja tuottavat jonkin verran sähkömagneettista "vieritysmomenttia", jota kutsutaan köli-ilmiöksi. Kunkin telin sivuilla olevat magneetit reagoivat alumiiniohjauslevyjä vasten levitation aikaansaamiseksi. Magneplane-ajoneuvo käyttää aerodynaamisia ohjauspintoja aktiivisen liikkeenvaimennuksen aikaansaamiseksi. Ohjausaukon alumiiniset levitaatiolevyt muodostavat kahden rakenteellisen alumiinilaatikkopalkin yläosat. Nämä laatikkopalkit ovat tuettuja suoraan laiturille. Nopea kytkin käyttää kytkettyjä nollavirtakeloja ohjaamaan ajoneuvoa haarukan läpi ohjaustankoon. Siksi magneettikytkin ei tarvitse liikkuvia rakenneosia.

Lähteet:

  • Lähteet: Kansallinen kuljetuskirjasto http://ntl.bts.gov/
instagram story viewer