Магнитная левитация проект: Что такое магнитная левитация и как это возможно

Что такое магнитная левитация и как это возможно

Что такое магнитная левитация и как это возможно

Магнитная левитация — технология, метод подъёма объекта с помощью одного только магнитного поля. Магнитное давление используется для компенсации ускорения свободного падения или любых других ускорений.

Слово «левитация» происходит от английского «levitate» – парить, подниматься в воздух. То есть левитация — это преодоление объектом гравитации, когда он парит и не касается опоры, не отталкиваясь при этом от воздуха, не используя реактивную тягу. С точки зрения физики, левитация — это устойчивое положение объекта в гравитационном поле, когда сила тяжести скомпенсирована и имеет место возвращающая сила, обеспечивающая объекту устойчивость в пространстве.

В частности магнитная левитация — это технология подъёма объекта с помощью магнитного поля, когда для компенсации ускорения свободного падения или любых других ускорений используется магнитное действие на объект.

Именно о магнитной левитации и пойдет речь в данной статье.

Магнитное удержание объекта в состоянии устойчивого равновесия можно реализовать несколькими способами. Каждый из способов имеет свои особенности, и к каждому можно предъявить претензии, вроде «это не настоящая левитация!», и так оно на самом деле и будет. Настоящая левитация в чистом виде недостижима.

Так, теорема Ирншоу доказывает, что, используя только ферромагнетики, невозможно устойчиво удерживать объект в гравитационном поле. Но несмотря на это, с помощью сервомеханизмов, диамагнетиков, сверхпроводников и систем с вихревыми токами возможно достичь подобие левитации, когда какой-нибудь механизм помогает объекту сохранять равновесие, когда тот поднят над опорой магнитной силой. Однако обо всем по порядку.

Электромагнитная левитация с системой слежения

Применив схему на базе электромагнита и фотореле можно заставить левитировать небольшие металлические предметы. Предмет будет парить в воздухе на некотором расстоянии от неподвижно закрепленного на стойке электромагнита. Электромагнит получает питание, пока фотоэлемент, закрепленный в стойке, не затенен парящим предметом, пока на него попадает достаточно света от неподвижно закрепленного контрольного источника, это значит, что объект нужно притянуть.

Когда объект достаточно приподнят, электромагнит отключается, поскольку в этом момент тень от перемещенного в пространстве объекта падает на фотоэлемент, перекрывая свет источника. Объект начинает падать, но упасть не успевает, так как снова включился электромагнит. Так, отрегулировав чувствительность фотореле, можно добиться эффекта, при котором объект будет как-бы висеть на одном месте в воздухе.

На самом деле объект непрерывно то падает, то вновь немного приподнимается электромагнитном. Получается иллюзия левитации. На этом принципе основана работа «левитирующих глобусов» – довольно необычных сувениров, где к глобусу прикреплена магнитная пластина, с которой и взаимодействует электромагнит, скрытый в подставке.

Диамагнитная левитация

Графитовый грифель от простого карандаша является диамагнетиком, то есть веществом, которое намагничивается против внешнего магнитного поля. В определенных условиях происходит полное вытеснение магнитного поля из материала диамагнетика, например графитовый грифель обладает высокой магнитной восприимчивостью, и начинает парить над неодимовыми магнитами даже при комнатной температуре.

Для устойчивости эффекта магниты следует собрать в шахматном порядке (полюса магнитов), тогда графитовый стержень не выскользнет из «магнитной ловушки» и будет левитировать.

Редкоземельный магнит с индукцией всего 1 Тл может висеть между пластинами висмута, а в магнитном поле с индукцией 11 Тл можно между пальцами стабилизировать «левитацию» маленького неодимового магнита, поскольку руки человека являются диамагнетиком, как и вода.

Известен достаточно широко распространенный опыт с левитирующей лягушкой. Животное аккуратно помещают над магнитом, который создает магнитную индукцию больше 16 Тл и лягушка, демонстрируя диамагнитные свойства, фактически зависает в воздухе на небольшом расстоянии от магнита.

Левитация магнита над сверхпроводником (эффект Мейснера)

Пластина из оксида иттрия-бария-меди охлаждается до температуры жидкого азота. В этих условиях пластина становится сверхпроводником. Если теперь положить неодимовый магнит на подставку над пластиной, а затем подставку из под магнита вытащить, то магнит зависнет в воздухе — будет левитировать.

Даже небольшой магнитной индукции порядка 1 мТл достаточно чтобы магнит, будучи положен на пластину, приподнялся над охлажденным высокотемпературным сверхпроводником на несколько миллиметров. Чем выше индукция магнита — тем выше он поднимется.

Дело здесь в том, что одно из свойств сверхпроводника — выталкивание магнитного поля из сверхпроводящей фазы, и магнит, отталкиваясь от этого магнитного поля противоположного направления как-бы всплывает и продолжает парить над охлажденным сверхпроводником до тех пор, пока он не выйдет из сверхпроводящего состояния.

Левитация в условиях вихревых токов

Вихревые токи (токи Фуко), наводимые переменными магнитными полями в массивных проводниках также способны удерживать предметы в левитирующем состоянии. Например катушка с переменным током может левитировать над замкнутым кольцом из алюминия, а алюминиевый диск будет парить над катушкой с переменным током.

Объяснение здесь такое: по закону Ленца, индуцируемый в диске или в кольце ток будет создавать такое магнитное поле, что его направление станет препятствовать причине его вызывающей, то есть в каждый период колебаний переменного тока в индукторе, в массивном проводнике будет индуцироваться магнитное поле противоположного направления. Так, массивный проводник или катушка подходящий формы смогут левитировать все время пока включен переменный ток.

Аналогичный механизм удержания проявляется, когда неодимовый магнит роняют внутри медной трубы — магнитное поле индуцированных вихревых токов направлено противоположно магнитному полю магнита.

Ранее ЭлектроВести писали, что японская компания Lexus показала свой первый функционирующий прототип ховерборда – летающей доски для скейтбордистов.

По материалам: electrik.info.

Как моделировать устройства, основанные на электродинамической магнитной левитации

Электродинамическая магнитная левитация может возникнуть при наличии переменного магнитного поля в окрестности проводящего материала. В этой статье мы расскажем и покажем, как моделировать магнитную левитацию, на двух примерах: верификационной задаче TEAM про устройство, основанное электродинамической левитации и модели электродинамического колеса.

Что такое электродинамическая магнитная левитация?

Явление электродинамической магнитной левитации возникает, когда вращающийся и/или движущийся постоянный магнит либо катушка с током создают переменное магнитное поле близи проводника. Переменное магнитное поле наводит вихревые токи в проводнике, которые создают поле в противоположном направлении.

Оно, в свою очередь, создаёт отталкивающую силу между проводящим материалом и источником магнитного поля. Этот процесс является основополагающим принципом действия всех магнитных левитирующих устройств.

Магнит, левитирующий над сверхпроводником. Изображение предоставлено Julien Bobroff. Доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 из Wikimedia Commons.

Анализ эталонной задачи на электродинамическую левитацию

Рассмотрим верификационную задачу №28, описанную в Testing Electromagnetic Analysis Methods (TEAM) (от общества Compumag) и посвященную расчету электромагнитного левитирующего устройства В данной задаче круглый алюминиевый проводящий диск расположен над двумя цилиндрическими, концентрическими катушками переменного тока, протекающего в противоположных направлениях. Поперечное сечение элементов задачи показано на рисунке ниже.

Поперечное сечение концентрических катушек и алюминиевого диска. Все размеры указаны в миллиметрах.

3D модель изображена ниже.

3D-модель электродинамического левитирующего устройства. На ней изображёны левитирующий диск и две концентрических катушки переменного тока, протекающего в противоположных направлениях.

Для моделирования такого устройства в программном обеспечении COMSOL Multiphysics® мы используем 2D осесимметричную геометрию. Будем использовать физический интерфейс Magnetic Fields (Магнитные поля), который доступен в модуле AC/DC и позволяет корректно описать переменные токи в катушках, а также наводимые вихревые токи. Концентрические катушки с протекающими в противоположных направлениях токами опишем с помощью двух отдельных узлов Coil (Катушка), выбрав в настройках Homogenized Multi-Turn Coil

(Гомогенизированная многовитковая катушка). Электродинамическая сила, возникающая в алюминиевом диске, будет рассчитана с помощью узла Force Calculation (Расчёт силы), который вычисляет тензор напряжений Максвелла.

Динамика твёрдого тела задаётся обыкновенным дифференциальным уравнением (ОДУ, англ. ODE) в физическом интерфейсе Global ODEs and DAEs. ОДУ первого порядка, задающие положение и скорость имеют следующий вид:

\frac {dv}{dt}=\frac{F_{em}-F_{g}}{m_p}

\frac{du}{dt}=v

Так как электродинамическая сила изменяется в зависимости от расстояния между диском и катушками, наша модель должна учитывать динамику изменения положения диска. Для этого мы воспользуемся интерфейсом Moving Mesh (Подвижная сетка). Ниже на графике мы привели сравнение опорных данных, указанных в тесте TEAM, и результатов, полученных с помощью моделирования в COMSOL.

Сравнение результатов моделирования и данных TEAM на одном графике. Показана зависимость перемещения диска от времени.

Анимация перемещения диска над двумя концентрическими катушками в течении 0.6 с.

Моделирование электродинамического колеса в COMSOL Multiphysics®

Механические вращение источников магнитного поля, таких как радиально намагниченный ротор Халбаха, наводит вихревые токи в проводящем материале (например, алюминии). Они создают противоположно направленное магнитное поле, которое взаимодействует с источником магнитного поля и отталкивает его. Одновременно создаются подъемная сила и сила тяги. Такое устройство называется электродинамическим колесом (ЭДК).

На рисунке ниже показан принцип левитации ЭДК при высокоскоростном движении. Сила тяги или тормозящая сила зависят от относительной скорости скольжения, s_l, которая определяется, как разница между азимутальной v_c и поступательной v_x скоростями. Например, s_l = v_c — v_x, где v_c = ω_mr_o и ω_m = ω_eP. Где ω_m — это механическая угловая скорость, ω_e — электрическая угловая скорость, P — число пар полюсов ротора Халбаха.

Конструкция четырёхполюсного ЭДК, основанного на принципе магнитной левитации (maglev — маглева). На рисунке изображёны проводящий слой и вращающийся и/или перемещающийся ротор Халбаха.

Если азимутальная скорость больше, чем поступательная (скольжение положительно), то создаётся подъёмная сила. В противном случае создаётся тормозящая сила.

Используя физический интерфейс Rotating Machinery in 2D and 3D, Magnetic (Вращающиеся машины в 2D и 3D), мы можем учитывать оба этих движения в одной модели. Вращательное движение задаётся узлом Prescribed Rotational Velocity (Заданное вращательное движение). Поступательное движение ротора Халбаха задаётся в противоположном направлении узлом Velocity (Lorentz) (Скорость по Лоренцу). Постоянные магниты задаются узлами Ampère’s Law (Закон Ампера) с указанием остаточной магнитной индукцией B_r = 1.42[Тл]. Так как намагниченность создаётся в радиальном или азимутальном направлениях, для удобства выберем цилиндрическую систему координат.

В итоге, было выполнено моделирование переходного процесса для разных механических угловых скоростей ротора. На графиках ниже показаны зависимости подъёмной силы и силы тяги от времени. Две этих силы вычисляются различными способами: расчётом тензора напряжений Максвелла и методом Лоренца.

На графиках изображены зависимости подъёмной силы и силы тяги от времени. Синим цветом показан расчёт тензора напряжений Максвелла, зелёным — метод Лоренца.

На втором этапе проводилось стационарное исследование для различных поступательных скоростей. Тормозящая сила возникает при отсутствии вращения или если азимутальная скорость меньше, чем прямолинейная. Результаты моделирования подъёмной и тормозящей силы для различных скоростей показаны на графиках ниже.

Зависимости подъёмной и тормозящей силы от времени. Синим цветом показан расчёт тензора напряжений Максвелла, зелёным — метод Лоренца.

Анимация показывает поверхностный график распределения магнитного поля в воздухе и магнитах; плотность тока в проводящем слое; силовые линии векторного магнитного потенциала, A_z. Изображено вращение ротора по часовой стрелке и взаимодействие полей.

Выводы по моделированию электродинамической магнитной левитации

В данной статье мы показали, как моделировать два электродинамических магнитных устройства, используя модуль AC/DC пакета COMSOL Multiphysics. Мы разобрали верификационную задачу №28 от TEAM: Электродинамическое левитирующее устройство и сравнили результаты моделирования с данными эксперимента. Также мы постарались доступно объяснить принцип действия электродинамического колеса, основанного на явлении магнитной левитации. Наши результаты моделирования оказались довольно точными и полностью сошлись с экспериментальными результатами.

Дополнительные ресурсы

• Узнайте больше о примерах, представленных в данной статье:
• Ознакомьтесь с тем, как другие пользователи COMSOL Multiphysics решают подобные задачи
• Следите за нашим блогом по проектированию Электромагнитных устройств
• Захотелось заняться моделированием устройств, основанных на принципе магнитной левитации в COMSOL Multiphysics или у вас остались какие-либо вопросы по поводу данной статьи? Свяжитесь с нами

Магнитная левитация изменит принцип грузоперевозок — Российская газета

Испытания тележки для перспективной транспортной системы Hyperloop наделали много шума. РЖД сообщили о существовании рабочей группы, изучающей технологию, а министр транспорта РФ Максим Соколов заявил, что Россия готова к реализации таких инфраструктурных проектов. Трубы для Hyperloop еще пока никто не видел, поэтому об экономическом потенциале “гиперпетли” говорить пока преждевременно. У другой составляющей проектов Hyperloop – технологии магнитной левитации (маглев) – есть потенциал, но не в пассажирских, а в грузовых перевозках на маршруте Азия – Европа, однако он требует тщательного анализа.

Прорыва пока не произошло – в Неваде испытательную тележку Hyperloop в движение приводил линейный двигатель. В этой технологии нет ничего нового: она была опробована еще в 1960-х годах (при этом впервые – в СССР на монорельсовой дороге). Сейчас линейные электродвигатели активно используются в мире в высокототехнологичных производствах и оборонной промышленности. Например, именно линейным двигателем “ускоряют” самолеты для взлета с палуб авианосцев. Москвичам даже не нужно далеко ездить, чтобы посмотреть на технологию – линейным асинхронным двигателем приводятся в движение составы на монорельсе у ВДНХ.

Однако уже сейчас идет разговор об экономике и сравнении эффективности маглева с “традиционными” видами транспорта, в первую очередь, с железнодорожным. Но из более чем 20 проектов, предполагавших использование технологии в сфере транспорта, реализовано всего 4. Один из них – самый известный маглев в Шанхае, он связывает аэропорт и центр города. Его эксплуатационная скорость – 430 км/ч (ее он достигает всего за 50 секунд), протяженность – 30,5 км. Ветка прибыльна за счет колоссального пассажиропотока местного аэропорта. Направление аэропорт – город пока остается единственным, где приживается маглев. Так, другие функционирующие сейчас 3 магнитолевитационные системы (одна в Китае, две в Японии и Корее) работают по той же схеме, но технологии там проще – эксплуатационная скорость не превышает 80-110 км/ч, а длина пути везде короче 20 км. Запущенная в 1980-х и уже неработающая линия в Великобритании также предназначалась для экспресса из города в аэропорт. Запускалась линия и в Берлине после объединения ФРГ и ГДР, чтобы обеспечить транспортное сообщение между восточной и западной частями города, но она была закрыта после восстановления городского метрополитена и железнодорожных перевозок.

Все остальные проекты так и не дошли до коммерческой реализации из-за очень длительных сроков окупаемости (свыше 50 лет), технической сложности, климатических требований и норм безопасности. При этом даже на работающих системах возникали проблемы. Так, Шанхайский маглев при больших скоростях задевал путь, а в Японии эксплуатацию поезда останавливают при скорости ветра, превышающей 25 м/с.

Еще одной проблемой на пути проектов стало отсутствие промежуточных станций. К примеру, в Нидерландах в 2000-е годы из-за этого идею подобного транспорта между крупнейшими городами страны заблокировали муниципальные провинции, а с появлениями таких станций все преимущества маглева по скорости перед железной дорогой исчезали. Так что в пассажирских перевозках маглев имеет пока экономический потенциал на очень небольших участках, без промежуточных станций и с колоссальным круглосуточным пассажиропотоком.

Однако технологии предлагается использовать и на грузовых перевозках – есть проекты для контейнерных перевозок в США и России (между портом Усть-Луга и грузовыми терминалами Москвы). При этом в грузоперевозках скорость ощутимо растет – грузы по железным дорогам сегодня перевозятся на скоростях 80-90 км/ч, потенциал же грузового маглева в зависимости от технологий варьирует от 120 до 250 км/ч.

Основной объем перевозок контейнеров по главному мировому транспортному каналу – из Азии в Европу – сегодня идет морем. По цене морские перевозки всегда будут выигрывать: размеры грузовых кораблей растут, как и их автоматизация и энергоэффективность. Однако, учитывая растущее значение скорости и возможное удешевление материалов и технологий, именно грузовой сухопутный “мост” Азия – Европа имеет наибольший потенциал для внедрения.

ТЕКСТ. Инфографика “РГ” / Леонид Кулешов / Елена Березина>

Благодаря этой технологии проект Hyperloop может стать реальностью

Когда дело касается реализации проекта Hyperloop, возникает множество проблем. Нужно научиться разгонять пассажирские и грузовые капсулы до скоростей в 1200 км/ч и выше. Есть вопросы о том, как строить туннели для этих капсул и где располагать камеры. Еще нужно придумать, как заставить эти капсулы левитировать.

Компания Hyperloop Transportation Technologies (не путать с их конкурентом Hyperloop Technologies, которая на днях переименовалась в Hyperloop One) объявила, что нашла решение последней проблемы. Фирма приобрела права на использование малоизвестной системы «пассивной магнитной левитации», которая позволит поездам подниматься в воздух в туннелях.

Эту технологию изобрел в 1990-х годах покойный ныне физик Ричард Пост, работавший в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) в Калифорнии. Если получится применить ее на практике, эта технология может стать прекрасным решением проблемы,.

Фото: Hyperloop One

Левитация является основой проекта Hyperloop, так как идея граничащей со сверхзвуковой скорости базируется на устранении силы трения настолько, насколько возможно. Это означает, что капсулы должны находиться в вакууме для минимизации сопротивления воздуха и парить над поверхностью, вместо того чтобы ехать по ней.

Для этой цели уже создана технология – активная магнитная левитация. Она используется в высокоскоростных поездах в Японии, Китае и Германии для снижения трения и шума при передвижении на скоростях свыше 480 км/ч. Причем составы парят над полотном, а не катятся по нему. У этих традиционных систем магнитной левитации есть свои недостатки. Они требуют постоянной подачи тока на охлажденные сверхпроводящие электромагниты, закрепленные на поездах. Эти системы крайне дорогие и сложные. Отчасти поэтому они пока не распространились по всему миру.

Возможно, поэтому Илон Маск на первой презентации системы предлагал обеспечивать левитацию с помощью воздуха. Подразумевалось, что небольшие потоки воздуха могли бы создавать подушку между капсулой и полотном (подобно аэрохоккею, только если бы воздух шел из шайбы). 

Вот где на сцену выходит менее известный тип магнитной левитации. Эту технологию никогда раньше не применяли на проектах такого масштаба, но она может стать более простым, доступным и безопасным способом реализации проекта Hyperloop.

Как это работает

Пассивная магнитная левитация работает, когда капсула движется. Система, которую в Ливерморе назвали Inductrack, предусматривает наличие постоянных магнитов, закрепленных на транспортном средстве. Когда эти магниты двигаются относительно проводящих элементов на полотне, появляется электромагнитное поле. Это поле отталкивает капсулу от земли. Система автоматически стабилизируется: если капсула поднимается слишком высоко, воздействие поля ослабевает, и она опускается обратно до нормального состояния.

Так как левитация создается при движении, при снижении мощности капсула будет замедляться и опустится на землю только тогда, когда ее скорость упадет почти до нуля. Для этих целей, а также для маневрирования на низкой скорости около станций, капсулам потребуются колеса, но это не такая уж большая проблема.

Пока технология проверена только в уменьшенном масштабе. В конце 1990-х Пост сделал 20-метровую модель такой дороги в масштабе 1:12. Модель показала себя настолько хорошо, что в NASA заинтересовались технологией как способом доставки объектов на орбиту.

Пассивная магнитная левитация кажется настолько удачным решением проблемы, что было бы удивительно, если бы другие компании-разработчики систем Hyperloop не начали собственные исследования. Hyperloop Technologies сообщает, что ведет разработки подобной системы, а также рассматривает использование потоков воздуха и другие идеи. А если вам не столь интересен проект Hyperloop, знайте, что подобную технологию применяют и для создания ховербордов.

Источник.

---

Hyperloop — проект транспортной системы, которая позволяет переправлять людей в капсулах по вакуумным трубам со скоростью более 800 км/час. Концепцию системы Илон Маск анонсировал в 2013 году. Он заявил о Hyperloop как о быстром, безопасном и экономичном способе путешествовать между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом.  В то же время он выложил в свободный доступ идеи и результаты исследования. Компании HTT и Hyperloop One не связаны с Илоном Маском и работают независимо друг от друга. Во вторник, 10 мая, Hyperloop One объявила о том, что привлекла $80 миллионов венчурного капитала. 11 мая она провела испытания тестового участка дороги на севере Лас Вегаса. 

---

Материалы по теме:

18 проектов Илона Маска: куда идут инвестиции технопредпринимателя

Илон Маск объяснил, как Hyperloop будет работать на Марсе

Первый тестовый участок «пятого вида транспорта» будет готов в начале 2016

20 стартапов будущего

Видео по теме:

Фото на обложке: Volodimir Zozulinskyi/Shutterstock

Цирковые трюки на магнитной подушке

Победителями недавно проведенного фирмой Michelin конкурса автомобильных дизайнеров Driven/Undriven стали китайцы Chuang Dong, Zhen Qiu и Haowen Deng. Их проект AKA24 интересен как чисто внешним обликом, так и внутренним содержимым. Вряд ли такое изделие мы вскоре увидим вживую, но идея концепта очень оригинальна. Да и предназначен этот почти цирковой агрегат явно не для дорог общего пользования…

Предполагается, что для этих транспортных средств будут построены линии сообщений на принципе магнитной подушки. В английском языке за ними уже укрепилось название maglev (magnetic levitation – магнитная левитация).

Новаторство данной модели заключается в том, что водитель может выбирать между режимами «Ехать» и «Отдыхать». Второй вариант означает переход на автоматическое управление и поворот машины в вертикальное положение с заходом на трековый магнит. При этом благодаря системе гироскопов водительское сиденье (точнее, ложе) остается в нормальном положении. Можно также выбрать, как расположиться на отдых – совсем лежа, или полусидя.

В режиме «Driven» человек берет управление на себя, машина переворачивается в нормальное горизонтальное положение и едет уже не на магнитной подушке, а с помощью колес. Они складываются и откидываются мгновенно благодаря изящному техническому решению (его осуществление можно увидеть на картинке). Но обязательно должно сохраняться определенное расстояние до трека – не более 50 см. Это тоже регулируется встроенным в концепт мощным магнитом.

Предполагается, что треки будут устроены с некоторыми интервалами, рассчитанными так, чтобы пропускать три ряда AKA24, при этом автоматика будет регулировать их поток.

Концепт AKA24 сознательно выполнен с использованием максимального количества прозрачного пластика и стекла. Как заявляют авторы, это дает чувство слияния с природой, чем подчеркивается экологичность модели.

Кнут Зауэр: «Физика в основе Hyperloop не космически сложная»

Футуристичный проект Илона Маска (№94 в глобальном рейтинге богатейших, состояние — $10,7 млрд) Hyperloop, кажется, сходит со страниц презентаций. Две компании — Hyperloop Transport Technologies и Hyperloop One — работают над воплощением идеи вакуумных поездов. Базовые технологии определены, в мае Hyperloop One завершила испытания разгонной системы. В этот проект дважды инвестировал венчурный фонд Caspian VC  Зиявудин Магомедов # 185 , компания ведет переговоры с РЖД о строительстве поезда будущего в России. Forbes воспользовался визитом в Москву Кнута Зауэра, вице-президента Hyperloop One, который 2 июня проведет встречу в Сколково, чтобы обсудить транспортную идею Маска, конкуренцию двух фирм и перспективы проекта в России.

— Как вы решили присоединиться к Hyperloop?

— Я возглавлял в Siemens команду аналитиков, работающих над транспортными системами будущего. Около года назад мне поручили проанализировать проект Hyperloop — Siemens рассматривал вариант начать партнерство, возможно, участвовать инвестициями. Несколько дней я был погружен в работу команды Hyperloop One, а потом меня спросили, не хочу ли я присоединиться к ней. Мне потребовалось ровно три минуты, чтобы согласиться.

Реклама на Forbes

— В тот момент вы хорошо были знакомы с концептом Маска?

— Конечно, я читал Hyperloop-Alpha (доклад, где впервые Маск изложил идею и технические спецификации Hyperloop в августе 2013 года.  — Forbes) и был поражен красотой идеи. После первого знакомства с документом, я рассказывал о Hyperloop всем знакомым. Пожалуй, я «секретно» был в команде Hyperloop еще до ухода из Siemens.

— Скептики до сих пор ставят будущее вакуумных скоростных поездов под вопрос. А Hyperloop One удалось привлечь более $92,6 млн от венчурных фондов. Инвесторы озвучивают сомнения?

— Конечно, нам задают много вопросов. Самый распространенный из них — сколько понадобится времени, чтобы разработать технологии для первой коммерческой дороги Hyperloop и построить ее. Второй — насколько вообще реалистична разработка таких технологий. Третий — сколько денег уйдет на все это.

— У вас уже есть ответы?

— Мы достаточно уверенно можем сказать, что до конца года у нас будет четыре полностью работающих прототипа, которые продемонстрируют магнитную левитацию, систему тяги и вакуумные трубы. Мы надеемся к началу 2017 года показать, что с инженерной точки зрения все возможно. Второй важной вехой станет 2020 год, когда мы рассчитываем показать работающую транспортную систему. Но первый поезд повезет не пассажиров, а груз. Мы уже сейчас видим интерес потенциальных заказчиков к таким перевозкам. Другая задача больше связана с перспективами бизнеса: в ближайшие 6-9 месяцев станет понятно, какой из проектов Hyperloop будет воплощен к 2020 году. Для того чтобы сделать выбор, нужно проанализировать возможности финансирования, доступность технического воплощения, регуляторный и инвестиционный климат.

— Так сколько может стоить создание Hyperloop? Маск оценивал транспортную систему в $6-7,5 млрд.

— Эти расчеты основаны на концепции транспортной системы, изложенной в Hyperloop-Alpha. Наша структура издержек будет иной. Скорее всего, вначале мы запустим небольшую трубу — 50 км или 100 км. Это позволит, опять же, продемонстрировать работоспособность технологий. То, что мы не строим дорогу на 400 км, позволит снизить технологические риски и риски наших инвесторов.

— В чем основные отличия технологий, которые сегодня развивает Hyperloop One, от тех, что изначально представил Маск?

— Надо сказать, что физика в основе Hyperloop не космически сложная. Все трудности в деталях. Илон Маск изначально предложил использовать эффект воздушной подушки, на которой должен парить поезд. Но мы быстро отказались от этой идеи, это слишком сложно и дорого. В конструкции трубы были бы допустимы только минимальные отклонения. Мы решили разрабатывать технологию пассивной магнитной левитации, которую изначально разработали в Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса в 1980-х. Эта технология предполагает, что мы двигаем постоянные магниты с достаточной скоростью над проводящей поверхностью. Так создается эффект левитации. Используя его определенным образом, мы продвинулись гораздо дальше.

К тому же важно разработать систему для переключения движения между вакуумными трубами. Это даст возможность без торможения «съезжать» с магистральной трубы или «въезжать» на нее, чтобы можно было проложить путь «от точки до точки», без «пересадок». И все это должно работать на огромных скоростях.

— За счет чего вы снижаете стоимость системы? Потенциальная дороговизна Hyperloop остается главным аргументом критиков проекта.

— Скептики говорили и братьям Райт, что их полет не состоится, и Стефенсону, что из-за дороговизны паровозы не заменят лошадей. Инфраструктура, необходимая для Hyperloop, будет дешевле, чем инфраструктура современных высокоскоростных поездов. Во-первых, длина транспортных путей будет меньше. Во-вторых, вся транспортная система будет намного легче. Сравните поезд весом 600 т и капсулу на 40-45 человек, которое весит примерно как небольшой частный самолет — 20-25 т. Если строить мост, расход бетона и стали будет несопоставимым. В противоположность проекту Transrapid (немецкая компания по разработке поезда на магнитной левитации. — Forbes), создатели которого пытаются решить только инженерную проблему, инженерам нашей команды нужно изначально думать и о том, как сделать технологию дешевой. Сейчас, например, мы работаем над технологией, которая уменьшит расход стали на 80% от того, сколько мы тратим сегодня.

— Чем отличаются ваши разработки от тех, что воплощены в высокоскоростных поездах на магнитной подушке, например, в Японии?

— В японских поездах используется технология активной магнитной левитации. Она требует магнитов, охлажденных до сверхпроводящего состояния и установленных в системе самого поезда. Поэтому такому поезду требуется очень много энергии, которую нужно как-то подводить. Мы идем совсем по другому пути и используем пассивную магнитную левитацию. Для нее внутри капсулы нужны только постоянные магниты, а значит, большой запас энергии или двигатель на борту не нужны. Это очень важное отличие. Другое — в том, что технологии, применяемые в Японии, накладывают жесткие требования к путям, например, нужно как-то компенсировать деформации. Это тоже приводит к удорожанию технологии. Пассивная магнитная левитация в этом отношении менее требовательна, допустимые отклонения здесь существенно больше. Еще один важный момент — в трубе Hyperloop, где воздух сильно разряжен, при тех же энергозатратах скорость может быть в 3-4 раза выше.

— А отличия от технологий Hyperloop Transportation Technologies (HTT)?

— Здесь я отвечу резко. Воплощений технологии HTT мы еще не видели. Несколько недель назад компания анонсировала, что будет использовать пассивную магнитную левитацию. Мы используем ее давно, просто не делали специальных объявлений. Я считаю, что мы на два года обходим HTT в отношении развития технологий.

— HTT объявила о том, что подписала с правительством Словакии договор о возможном строительстве Hyperloop. Где планирует проводить испытания Hyperloop One?

— Насколько я знаю, HTT еще предстоит оценить экономическую целесообразность этого проекта. Мы уже анонсировали, что изучаем возможность построить транспортную систему между Хельсинки и Стокгольмом, или в Швейцарии, или между Лонг-Бич и Лос-Анджелесом. Могу сказать, что всего у нас 12 компаний, предполагающих оценку перспектив строительства Hyperloop в разных точках мира. Мы просто не поднимали шума.

— В мае стало известно о вашем сотрудничестве с РЖД. Россия тоже на карте Hyperloop?

— РЖД проявила большой интерес к нашей технологии, и сегодня мы с одним из ранних наших инвесторов, Caspian VC, решили начать с РЖД переговоры о том, чтобы изучить техническое и экономическое обоснование разных маршрутов на территории России. Детали я раскрыть не могу. Могу отметить, что ближайший год мы будем изучать возможные конкретные применения технологии в России.

Реклама на Forbes

— Насколько вам помогли связи Caspian VC?

— Caspian VC и Зияудин Магомедов оказали Hyperloop One большую поддержку на ранних этапах ее развития. Когда я приезжал в феврале, чтобы встретиться с командой Caspian VC, она продемонстрировала большое гостеприимство и помогла нам знакомствами со многими из тех, кто принимает решения.

— О чем вас спрашивают чиновники и руководители компаний, которые обсуждают возможность участия в проектах Hyperloop One?

— Все спрашивают о том, на что похоже быть заключенным в капсулу и лететь на скорости больше 1000 км/ч. Я всегда отвечаю, что можно просто представить ощущения от полета между Москвой и Нью-Йорком. За одним исключением — нельзя выглянуть в окно. В мае мы объявили о партнерстве с Aecom, одной из самых крупных мировых компаний по дизайну и проектированию. Вместе мы найдем решения для тех, кто все еще опасается, что в капсулах может развиться клаустрофобия.

— Вы довольны испытаниями разгонной установки в Неваде в мае?

— Безусловно. Тележка разогналась за 2 секунды до 200 км/ч. Все было так, как мы планировали. В целом, для нас было важным показать, что у нас есть действительно работающие технологии, которые уже приходят в жизнь, — пусть это пока только часть системы, только двигатель. Мы объявили, что пригласим журналистов на испытательную трассу в апреле, и мы действительно позвали их, правда, в середине мая. Надеюсь, нам простили двухнедельную задержку.

— Вас не смущает, что Маск решил развивать проект не по стандартным правилам технологических проектов: обозначив концепт, предложил разработать его технические воплощения всем желающим?

— Илон Маск понял, что, развивая Tesla и Space X, он не сможет быть глубоко погружен в третий проект с технологиями такого уровня. Поэтому он и опубликовал Hyperloop-Alpha. Я бы не называл это «передачей на краудсорсинг». Я лично не верю, что столь сложные инженерные задачи могут быть решены с помощью краудсорсинга. Программные — возможно, но «железные» нет. В какой-то момент команда должна собраться и начать, скажем, сварку труб, сборку двигателей и т.д.

— Какими вы видите инновации в транспорте помимо развития Hyperloop?

Реклама на Forbes

— Hyperloop станет лишь частью транспортной системы будущего. Например, мы понимаем, что он не вытеснит авиаперелеты на большие расстояния. Инвестиции в инфраструктуру Hyperloop для перемещений на расстояние более 1000 км вряд ли будут когда-либо выгоднее регулярного авиасообщения. Поэтому, скорее всего, из Сингапура в Лос-Анджелес вы не поедете на Hyperloop, а полетите. Что касается транспортной системы внутри городов, я верю в автомобили-беспилотники — думаю, в ближайшие 20 лет они заменят существенную часть машин на наших улицах. Вообще, сама идея машины, как мы знаем ее сейчас, — с водителем за рулем или брошенную им на парковке — в каком-то смысле будет считаться устаревшей. Появятся автономные поезда. Метро и трамваи тоже будут обходиться без водителей, но не исчезнут — ими будут пользоваться как транспортом «последней мили».

Вакуумный поезд Hyperloop: что это такое и как он работает

Илон Маск, подаривший миру SpaceX и Tesla, уверен: транспортная система должна выйти на новый уровень, став быстрее, экологичнее и дешевле. Рассказываем, что такое Hyperloop и почему этот проект Маска так часто критикуют

Hyperloop: от Альфреда Бича до Илона Маска

История Hyperloop началась в 2013 году, когда руководитель компании Tesla Илон Маск предложил футуристическую транспортную систему, которая, по мнению предпринимателя, станет заменой устаревшей идеи о скоростных поездах.

Проект Hyperloop Илона Маска — это сверхскоростная транспортная система, которая представляет из себя «парящие» капсулы на магнитной тяге. Соединенные между собой, капсулы на огромной скорости перемещаются в вакуумной трубе, что позволяет преодолевать расстояние в 1 200 км всего за один час.

Впрочем, еще за несколько веков до Маска что-то похожее уже пытались сделать инженеры и изобретатели. К концепции, которая лежит в основе Hyperloop, ученые-физики приблизились в конце XVII века, создав первый искусственный вакуум, позже ставший основой для идеи подземных систем скоростного транспорта, вроде метро — Beach Pneumatic Transit (названа в честь изобретателя Альфреда Бича). Ее суть заключалась в том, чтобы поместить пассажиров в вагоны, которые бы перемещались по тоннелю-трубе за счет потока воздуха, создаваемого гигантскими вентиляторами. Другой ученый — Роберт Годдард — в начале XX века задумался о вакуумных поездах.

Рассуждал о новых способах передвижения и британский инженер Изамбард Брюнель. Именно он стал ближе всех к будущей сверхскоростной транспортной системе Илона Маска. В 1845 году Брюнель предложил построить на юго-западе Англии трубу, которая бы помогала разгонять поезда до фантастической тогда скорости в 110 км/ч. Однако реализовать проект в то время оказалось невозможным из-за отсутствия необходимых материалов.

В опубликованной Маском альфа-концепции Hyperloop движение капсул по трубе осуществляется благодаря линейному магнитному ускорению. Проще говоря, сравнить предложенную предпринимателем систему можно с поездами, управляемыми силой электромагнитного поля — маглев (сокращение от «магнитной левитации»). Первый коммерческий маглев появился в 1984 году в британском Бирмингеме. Он соединял международный аэропорт Бирмингема с одной из станций города.

Поиски инженеров и ученых прошлого послужили базой для разработки футуристической модели нового средства передвижения, которое могло бы за считанные минуты преодолевать большие расстояния, опережая все известные виды транспорта. Так появилась концепция Hyperloop.

Идеальная современная транспортная модель, по мнению Илона Маска, не только обеспечивает высокую скорость передвижения и безопасность, но также является экологичной и недорогой альтернативой уже существующим способам передвижения (машинам, самолетам, кораблям) и не мешает другому транспорту на этом же маршруте.

Hyperloop и волонтеры: кто реализует технологии

После публикации своей идеи Илон Маск решил не патентовать проект, а предоставить возможность участвовать в разработке Hyperloop любому желающему. Так появились компании Virgin Hyperloop и Hyperloop Transportation Technologies.

Virgin Hyperloop — американская технологическая компания, ставящая своей целью превращение идеи Маска в успешный коммерческий продукт. Компания занимается привлечением инвесторов для строительства магнитных транспортных путей и уже провела успешные испытания прототипа поезда будущего.

До 2017 года и ребрендинга (совместно с инвестиционным конгломератом Ричарда Брэнсона Virgin Group) компания называлась Hyperloop One. В совет директоров Virgin Hyperloop входят люди, работавшие вместе с Маском над проектами SpaceX, Tesla и PayPal.

Hyperloop Transportation Technologies — компания, объединяющая более 800 разработчиков с пяти континентов. Для всех энтузиастов, которые согласились воплотить идею Илона Маска в реальность, работа с Hyperloop Transportation Technologies — это неоплачиваемый фриланс с перспективой в будущем получить долю от прибыли компании.

Многие из тех, кто развивает концепцию Маска, параллельно работают в крупных корпорациях, вроде Boeing, Yahoo! и даже NASA. Процесс разработки технологии проходит в маленьких группах, куда участников распределяют по их интересам и навыкам. Общение во время работы происходит преимущественно по электронной почте, но раз в неделю команды встречаются на онлайн-обсуждениях.

Hyperloop: как он работает?

Hyperloop представляет собой цепочку капсул, напоминающих герметичные контейнеры. Капсулы перемещаются по трубе в почти полном вакууме — давление в ней равняется одной тысячной нормального атмосферного давления. Эта труба обеспечивает снижение уровня сопротивления воздуха, что позволяет Hyperloop достигать высоких скоростей.

Процесс движения Hyperloop можно разделить на три этапа:

• Ускорение. Сила тяги в линейных двигателях, расположенных в трубе на определенном расстоянии друг от друга, вызывает поступательное движение, которое создает магнитное поле и передает импульс в генератор внутри капсулы.
• Левитация. Магнитное поле приподнимает капсулу, а сила тяги разгоняет ее до скорости 1200 км/ч.
• Замедление. Сила тяги меняет направление и снижает скорость капсулы. Кинетическая энергия превращается в электрическую (по принципу рекуперативного торможения) и заряжает батарею.

Как работает Hyperloop

Чтобы снизить стоимость и количество потребляемой энергии, разработчики пытались уйти от магнитной левитации и придумали иной способ передвижения кабин — за счет воздушной подушки. Чтобы упростить понимание того, как работает система, ученые сравнили перемещение капсул с движением шайбы по столу для аэрохоккея. Единственное отличие заключалось в том, что капсулы бы не плавали по воздушной поверхности, а перемещались по ней за счет электромагнитных импульсов на солнечной энергии. Но от этой идеи пришлось отказаться из-за потенциальных рисков потери управления, и разработчики вернулись к использованию магнитной левитации.

Hyperloop: что с ним не так?

Некоторые исследователи, в частности бывший химик Корнельского университета Фил Мейсон, который снимает образовательные видео о науке, рассказывали про недостатки концепции Илона Маска. В одном из роликов на YouTube Мейсон образно объяснил, как система Hyperloop может в случае незначительной поломки превратиться в «путешествие в стволе пистолета со скоростью пули» и привести к смерти всех пассажиров. Для того, чтобы наглядно продемонстрировать эту угрозу, ученый создал модель транспорта из стеклянной трубочки с выкаченным из нее воздухом и металлического шара. Эксперимент Мейсона показал, что даже небольшое разрушение отдельной капсулы может привести к разгерметизации, которая катастрофически изменит давление во всем поезде, сделав его неуправляемой пулей: Hyperloop достигнет такой скорости, что в случае аварии у пассажиров не будет шанса выжить.

Эксперимент Фила Мейсона

С технической точки зрения некоторые исследователи оспаривают и потенциальную скорость Hyperloop. Эксперты считают, что скорость в 1 220 км/час может вызвать у пассажиров неприятные и пугающие ощущения. Тем не менее, первый пассажирский тест прототипа Hyperloop показал, что система безопасна.

Неоднократно возникали споры и по поводу стоимости технологии. По подсчетам Илона Маска, строительство системы Hyperloop от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско (два тоннеля и 40 капсул) будет стоить менее $6 млрд. Тем не менее, в 2016 году Forbes опубликовал информацию о том, что, исходя из утекших данных, затраты на Hyperloop One до Сан-Франциско могут достичь $13 млрд — это в два раза больше, чем предполагал Маск. Однако многие считают, что и эта цена занижена и ориентировочная стоимость строительства гораздо выше — около $100 млрд.

На самом деле нельзя точно сказать, во сколько обойдется создание системы Hyperloop: цена будет разная для разных маршрутов из-за особенностей местности.

Hyperloop и пассажиры

До того как пригласить первых пассажиров в путешествие на поезде будущего, компания Hyperloop One провела около 400 тестов в пустыне Невада, недалеко от Лас-Вегаса. Люди на борту футуристического транспорта совершили поездку только в ноябре 2020 года, спустя семь лет после того, как Илон Маск рассказал миру о своей идее.

Первыми пассажирами прототипа Hyperloop — капсулы «Пегас» — стали сооснователь Virgin Hyperloop Джош Гигель и директор по качеству обслуживания пассажиров Сара Лучьян. Капсула с пассажирами за 15 секунд преодолела расстояние в 500 м на скорости 160 км/ч.

«Пегас» с первыми пассажирами на борту

Тест с пассажирами вызвал много критики в интернете. Люди начали рассуждать об инновационности Hyperloop и магнитной левитации (маглев), которая позволяет транспорту перемещаться в тоннеле. Один из пользователей даже назвал систему Маска «самой ужасной высокоскоростной железной дорогой в мире», сравнив развитие Hyperloop с запуском в Англии парового локомотива Mallard, еще в 1938 году достигшего скорости 203 км/ч. Некоторые вспомнили мировой рекорд японского маглев, который в 2016 году разогнался до скорости в 603 км/ч. А первые поезда, работающие по этой системе, могли перевозить сотни пассажиров на скорости 482 км/ч уже в 1970-е. То есть, как говорят критики концепции Маска, Hyperloop — это вовсе не инновация.

Тем не менее, по мнению разработчиков, Hyperloop не стоит сравнивать ни с поездом, ни самолетом, ни с лодкой, потому что это в принципе новый вид транспорта, отличный от других средств передвижения, к которым привыкли люди. Конечно, нельзя построить что-то новое, не опираясь на изобретения прошлого. Важно только учесть все недостатки уже существующей системы и попытаться их преодолеть.

Дойдет ли Hyperloop до России или будут у нас в стране аналоги сверхскоростного средства передвижения Илона Маска, сказать точно нельзя. Готовность создать такую транспортную систему в Москве озвучили еще в 2016 году. Эксперты даже оценили в $12-13 млрд возможную стоимость магнитной магистрали от столицы до портов Балтийского моря, однако позже никаких продвижений в реализации технологии не было.

Магнитная левитация | Научный проект

Ваш тест ваших материалов только что дал нулевой результат , или, по сути, ничего не происходит. Нулевые результаты важны в науке, потому что они могут означать, что вы видите то, чего еще не понимаете, и должны экспериментировать с другими. Они также рассказывают вам больше о мире: теперь вы знаете, что ни один из протестированных вами материалов не может блокировать магнитные поля.

Ни один из ваших испытательных материалов экранировал, или блокировал магнитное поле, потому что сопротивление магнетизму обычно очень мало.Ученые создали специальные материалы, которые могут это сделать, но предметы повседневного обихода не справляются с этим. Единственный магнитный эффект, который вы можете наблюдать с некоторыми повседневными предметами, – это ферромагнетизм . Ферромагнетизм – это склонность железа, никеля и некоторых других металлов становиться магнитными при воздействии магнитного поля. Это усиливает магнитные поля (что объясняет, почему размещение железного предмета между магнитом и скрепкой могло сделать магнит более мощным), а также может быть использовано для увеличения мощности электромагнитов.

Причина, по которой скрепка была намного более устойчивой к отрыву, когда она была ближе к магниту, заключается в том, что магнитные силы подчиняются так называемому степенному закону . Это означает, что они становятся слабее на расстояние, умноженное на себя в два раза. В зависимости от формы вашего магнита, он будет иметь либо r-квадрат , либо r-кубический закон относительно вашей скрепки. R-квадрат означает, что вы умножаете расстояние на себя, а затем делите мощность вашего магнита на это количество, чтобы узнать, насколько силен магнит.R-cubed означает умножение расстояния в три раза, прежде чем вы сделаете вышеупомянутое.

Звучит сложно? Вот все, что вам действительно нужно знать: чем дальше от них вы уходите, тем слабее магниты. Легко увидеть, насколько силен магнит вблизи, но когда вы находитесь всего в нескольких футах от вас, вы ничего не чувствуете. Это силовой закон в действии. Попробуйте возвести в квадрат или в куб несколько чисел, начиная с 1 и далее, чтобы увидеть, насколько большой может быть разница между расстоянием.

Заявление об ограничении ответственности и меры предосторожности

Образование.com предоставляет идеи проекта Science Fair для информационных только для целей. Education.com не дает никаких гарантий или заверений относительно идей проектов Science Fair и не несет ответственности за любые убытки или ущерб, прямо или косвенно вызванные использованием вами таких Информация. Получая доступ к идеям проектов Science Fair, вы отказываетесь от отказаться от любых претензий к Education.com, которые возникают в связи с этим. Кроме того, ваш доступ к веб-сайту Education.com и идеям проектов Science Fair покрывается Образование.com Политика конфиденциальности и Условия использования сайта, которые включают ограничения об ответственности Education. com.

Настоящим дается предупреждение, что не все идеи проекта подходят для всех индивидуально или при любых обстоятельствах. Реализация идеи любого научного проекта должны проводиться только в соответствующих условиях и с соответствующими родительскими или другой надзор. Прочтите и соблюдайте правила техники безопасности всех Материалы, используемые в проекте, являются исключительной ответственностью каждого человека.Для Для получения дополнительной информации обратитесь к справочнику по научной безопасности вашего штата.

Проект магнитной левитации – определение, принципы и пошаговая процедура

Для разработки проекта магнитной левитации в классе 12 вам сначала необходимо понять концепцию магнитной левитации, также известную как магнитная левитация. В устройстве магнитной левитации мы создадим демонстрацию движущегося поезда на магнитной подвеске без колес. Поезда будут зависать на путях из-за магнитной левитации и останутся подвешенными в воздухе из-за генерируемого магнитного поля. Для движения поезда генерируемое магнитное поле может притягивать близлежащие магниты (в зависимости от их полюсов) и, таким образом, создавать силу, которая толкает поезд.

Что такое магнитная левитация?

Это убедительная и простая наука, которая помогает левитировать объекты и становится известными человечеству более века. Здесь объект, который подвешен в воздухе без дополнительной поддержки, кроме магнитных полей, наблюдает в нем движение. Магнитные поля обращают или противодействуют гравитационному притяжению и другим силам, действующим на тело.

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Когда магнитные поля начинают взаимодействовать с металлическими алюминиевыми петлями, присутствующими на обоих концах бетонных стен, создается магнитное поле, достаточно сильное, чтобы толкать поезд вперед. Поскольку поезд толкается и вызывает движение, генерируется электрический ток, который дополнительно запускает создание последовательных магнитных полей.

Это можно понять в трех основных принципах:

• Маглев Принцип: Эти металлические петли или катушки напоминают фигуру 8, и поскольку сверхпроводящие магниты проходят с высокой скоростью, катушки генерируют электрический ток.Силы, действующие на сверхпроводящий магнит, толкают его вверх с сильной противодействующей силой, таким образом поднимая поезд.

• Боковое наведение: Поскольку работающая система магнитной подвески смещается в сторону, петля генерирует ток, который присутствует под гусеницами. Таким образом, создается сила отталкивания, действующая около борта поезда, в то время как сила притяжения действует дальше от поезда, заставляя его сохранять центральное положение.

• Электромагнитная тяга: сила отталкивания и притяжения толкает поезд вперед.Катушки, расположенные по обеим сторонам стенок, действуют как двигательные катушки, которые также заряжаются трехфазным переменным током.

Необходимые материалы

Для нашего проекта магнитной левитации нам потребуется:

1. Магнитная лента шириной 0,5 дюйма, разрезанная на две части по 24 дюйма и две по 5 дюймов

2. Два перпендикулярных пластика уголки – каждый 24 дюйма в длину и 3/4 дюйма в ширину

3. Деревянный брус размером 5 x 3/4 x 1 или 1/2 дюйма как длина, ширина и высота соответственно

4. Либо плоский кусок дерева или гофрированного картона – 24 дюйма в длину и 3 дюйма в ширину.

5. Прозрачная двусторонняя лента

6. Ножницы

7. Пластиковый стаканчик или бумага

8. Монеты

9. Линейка

10. Кухонные весы для измерения

Обратите внимание, что материалы Приведенные выше размеры помогут вам разработать проект в соответствии с моделью, которую мы используем в качестве справочной. Вы также можете выбрать оборудование другого размера, но в этом случае вам потребуется отрегулировать расстояние между дорожками и другими компонентами проекта.

Пошаговая процедура

• Шаг I. Начните с отделения бумаги от коротких магнитных полосок и прикрепите их к одной стороне деревянного бруска, полностью выровняв его по краям. Это будет блок вашей модели поезда. Если у вас нет магнитной полосы с липкими концами, ее всегда можно наклеить прозрачным двусторонним скотчем. (Взгляните на рисунок ниже.)

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Проведите осевую линию посередине основания.

Проведите одну линию на расстоянии 5 мм по обе стороны от центральной линии.

Проведите одну линию на расстоянии 20 мм по обе стороны от центральной линии.

(изображение будет загружено в ближайшее время)

• Шаг IV: После того, как линии нарисованы, приклейте длинные металлические полосы и пластиковые уголки к основанию в выровненных местах, что важно для его работы.

1. Сначала разместите длинные магнитные полосы на расстоянии не менее 10 мм друг от друга таким образом, чтобы их внутренние края были выровнены с линиями на расстоянии 5 мм от центральной линии.

2. Используя двусторонний скотч, приклейте пластиковые уголки таким образом, чтобы их внутренние края совпадали с линиями на расстоянии 20 мм от средней линии и находились на расстоянии 40 мм друг от друга.

(изображение будет загружено в ближайшее время)

(изображение будет загружено в ближайшее время)

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Сбор данных

• Теперь вы можете собирать важные данные для определения веса вашего магнитного левитация проект может справиться. Вам потребуется таблица, в которой будет записана масса и пройденное расстояние. В качестве стандартной единицы измерения используйте граммы для массы и расстояния в мм.

• Первое записанное значение должно начинаться с нулевой массы (или нулевой массы). Рассчитайте расстояние между поездом и рельсом, взятое из верхней части магнитных полос на рельсовом пути и нижней части магнитных полос модели поезда.

• Поставьте пластиковый стаканчик с несколькими монетами и посмотрите, остается ли модель поезда параллельна рельсам. Если он наклонится, вы всегда можете переместить пластиковый стаканчик, чтобы уравновесить поезд.

Магнитная левитация – обзор

Пример 11.11: Электродинамический пример Maglev

Системы с магнитной левитацией (Maglev ¹⁰ ), в которых используются сверхпроводящие магниты, имеют низкое демпфирование. Кроме того, было продемонстрировано, что эти электродинамические подвески могут иметь слегка отрицательное демпфирование при определенных условиях эксплуатации (с полюсами в правой полуплоскости). Следовательно, необходима система управления для предотвращения недемпфированных или нестабильных вертикальных колебаний.

Чтобы подвесить магнит статически, направленное вниз гравитационное притяжение нейтрализуется направленной вверх магнитной силой. Отклонение от положения равновесия приводит к возникновению возвращающей силы, подобной массе и пружине. Магнитная левитирующая сила, действующая на магнит, определяется выражением:

(11,52) fz = −kmz = −CiM2z

, где k _m – эквивалентная жесткость пружины, z – расстояние по вертикали относительно нулевое положение магнита , i _M – ток магнита, а C – постоянная, которая учитывает геометрию магнита и катушки и относительную скорость между магнитом и левитирующими катушками.

Предполагая, что есть инкрементные изменения в силах, вертикальном положении магнита и токах магнита, может быть сгенерирована линеаризованная модель, связывающая инкрементные изменения в вертикальном положении магнита с изменениями инкрементного тока магнита. Вертикальная сила, вертикальное положение и ток магнита даются как сумма постоянной составляющей и инкрементной составляющей:

(11,53) fz = Fz + f˜zz = Zo + z˜iM = IM + i˜m

Положив это в уравнение силы приводит к:

(11,54) fz≈ − CIM2Zo − CIM2z˜ − 2CIMZoi˜m

, где члены второго порядка и более высокие не учитывались.Поскольку M – это масса, а г – ускорение свободного падения, в состоянии равновесия возникает результирующая магнитная сила, уравновешивающая силу тяжести:

(11,55) FZ = Mg = −CIM2Zo

Закон Ньютона применяется к магнит дает:

(11,56) Mⅆ2z˜ⅆt2 = fM − Mg = −CIM2z˜ − 2CIMZoi˜

, что дает:

(11,57) MCIM2ⅆ2z˜ⅆt2 + z˜ = 2MgkmIMi˜m

2 Использование константы пружины k и преобразование уравнения в частотную область дает:

(11.58) (Mkms2 + 1) z (s) = 2MgkmIMim (s)

, в результате получается передаточная функция между положением магнита и управляющим током магнита:

(11,59) z (s) im (s) = 2MgkmIM (Mkms2 + 1 )

Этот результат показывает, что эта подвеска имеет два полюса оси jω (рисунок 11. 58), как и в простой системе масса-пружина без потерь:

РИСУНОК 11.58. График полюсов установки для примера на Маглеве (Пример 11.11), показывающий полюса на оси jω .

(11.60) sp1,2 = ± jkmM

Типичные числа для секции подвесного магнита Maglev следующие:

M = 10,000 кг

k _m = 10 ⁵ Н / см = 10 ⁷ Н / м

I _M = 10 ⁴ A

В результате получается резонансная частота ω _o = 31.6 рад / с (или f _o = 5 Гц) и передаточная функция объекта:

(11,61) z (s) im (s) = 1,96 × 10−6 (10−3s2 + 1) = As2ωo2 +1

Полюса расположены на оси jω , соответствующей недемпфированной подвеске (рис. 11.59). Чтобы улучшить качество езды для пассажиров, стойки подвески необходимо переместить в левую полуплоскость, выбрав соответствующий элемент управления.

РИСУНОК 11.59. Ступенчатая характеристика некомпенсированной подвески Maglev из примера 11.11.

Система компенсируется с помощью обратной связи по скорости и положению, как показано на рисунке 11.60. Обратная связь по скорости эквивалентна добавлению демпфирования в систему.

РИСУНОК 11.60. Блок-схема системы управления для примера Maglev из Примера 11.11, показывающая усиление прямого пути ( K _f ), обратную связь по скорости ( K _v ) и обратную связь по положению ( K _p ).

Система управления с K _v = 10 ⁵ и K _p = 10 ⁴ приводит к системе с передаточной функцией с обратной связью:

(11.62) H (s) = 1,64 × 10–68,36 × 10–4s2 + 1,64 × 10–2s + 1

Полюса замкнутого контура имеют коэффициент демпфирования ζ = 0,28 и положения полюсов -9,8 ± j (33,2) рад / с. Следовательно, мы ожидаем некоторых колебаний около 33 рад / с (5,2 Гц). Полученная в результате система управления приводит к гораздо более хорошей переходной характеристике (рис. 11.61).

РИСУНОК 11.61. Переходная характеристика компенсированной системы Маглева из примера 11.11.

Японский проект магнитной подвески сорван из-за пандемии и опасений, связанных с окружающей средой

Если бы Япония этим летом провела Игры в Токио, компания Central Japan Railway Co.С гордостью наблюдал бы за тем, как посетители со всего мира наслаждались тестовыми поездками на его магнитно-левитирующем высокоскоростном поезде или маглеве, который он рекламирует как самый быстрый в мире.

В этой альтернативной вселенной без пандемии коронавируса это был бы снова славный 1964 год, когда торговая марка компании линия Токайдо Синкансэн, соединяющая Токио и Осаку, дебютировала всего за девять дней до Олимпийских игр в Токио как символ возрождения Японии из пепел Второй мировой войны – поезд, который в то время снова был самым быстрым в мире.

«Привлечь иностранных посетителей опробовать магнитолу на нашем полигоне в префектуре Яманаси было нашим планом, но из-за задержки Олимпийских игр в этом году он провалился», – сказал Шин Канеко, президент компании, также известной как JR Central, сказал во время встречи с губернатором Сидзуока Хейтой Кавакацу в июне.

Именно губернатор Сидзуока сейчас представляет, пожалуй, самую большую угрозу для колоссального проекта на магнитной подвеске стоимостью 9 триллионов йен, на который JR Central сделала ставку в своем будущем, и администрация премьер-министра Синдзо Абэ с энтузиазмом поддержала.

Кавакацу выразил озабоченность по поводу окружающей среды и обеспокоен тем, что земляные работы уменьшат сток воды в главную реку Сидзуока, которая обеспечивает водой многие города префектуры. Преобладает мнение, что продолжающийся отказ губернатора от строительства туннеля зеленого света в его префектуре почти развеял надежды на открытие в 2027 году линии магнитной подвески между Токио и Нагойей, а также на дебют в 2037 году расширения между Токио и Осакой.

Помимо местных проблем, проект сталкивается с пандемией COVID-19, которая подтолкнула все большее число бизнесменов – основных клиентов высокоскоростных поездов – к онлайн-встречам.Их растущий отказ от обычных деловых поездок на дальние расстояния заставляет некоторых сомневаться в ценности сверхбыстрых путешествий, которые может предложить маглев.

Вот вам взгляд на сложное состояние дел вокруг проекта магнитной подвески – как он начался, где он находится сейчас и куда направляется.

Что это за проект на магнитной подвеске?

Проект синкансена на маглеве существует уже несколько десятилетий, впервые получив одобрение министра транспорта в 1973 году.Проект получил импульс в 1977 году, когда в префектуре Миядзаки были построены ныне несуществующие испытательные трассы, которые позже были заменены новым полигоном в префектуре Яманаси, строительство которого началось в 1990 году и официально дебютировало в 1997 году. Инициатива взлетела на волне оптимизма во время так называемой экономики страны в 1980-х годах – бум, который сошел на нет, когда Япония погрузилась в то, что превратилось в десятилетия экономического недуга.

Маглев снова оказался в центре внимания в 2007 году, когда JR Central сделала неожиданное объявление о том, что возьмет на себя управление и профинансирует проект самостоятельно, – амбициозное предприятие, учитывая, что строительство линии синкансэн никогда не было инициировано частной компанией. .

Поезд на магнитной подвеске, также известный как Тюо Синкансэн, движется со скоростью 500 километров в час и питается от электромагнитной технологии, которая поднимает вагоны поезда примерно на 10 сантиметров над путями во время движения.

Ожидается, что беспрецедентная скорость этого плавучего поезда сократит поездку между Токио и Нагоей с нынешних 90 плюс минут до 40 минут, а между Токио и Осакой – чуть более часа с нынешних 2,5 часов.

Возможно, неудивительно, что маглев – это транспортное средство, совершенно отличное от обычных высокоскоростных поездов.

Во-первых, он будет удаленно управляться и не будет иметь водителя. Большая часть его 440-километрового коридора между Токио и Осакой будет либо подземным, либо крытым, а это означает, что пассажиры будут лишены живописных видов на протяжении большей части пути. Шомей Ёкоучи, покойный бывший губернатор Яманаси, однажды сравнил езду на велосипеде с прохождением через канализационную трубу.

Этот упор на скорость, почти исключающий удовольствие от путешествия, предполагает, что маглев в первую очередь ориентирован на деловых людей, которым нужна максимально быстрая поездка, а не, скажем, для семей или других людей, отправляющихся в отпуск.

Помимо скорости, JR Central также рекламирует роль магнитолевой подвески в повышении готовности Японии к стихийным бедствиям. Спустя более чем 50 лет после дебюта линии Токайдо Синкансэн, теперь, как говорят, наступает обветшалость.

Это, в сочетании с уроками, извлеченными из землетрясения 2011 года, цунами и ядерной катастрофы на севере Японии, которые парализовали работу близлежащих синкансэн на несколько месяцев, теперь усиливается. потребность в альтернативном транспортном средстве, заявляет компания.

Каковы его экономические перспективы?

Компания Mitsubishi UFJ Research and Consulting Co., со своей стороны, оценивает, что гипотетическое открытие линии на магнитной подвеске Токио-Нагоя в 2025 году принесет экономический эффект в размере 10,7 триллиона йен за 50-летний период.

Между тем, дебют линии Токио-Осака в том же году увеличит цифру до 16,8 трлн йен.

JR Central также заявляет, что маглев с его скоростью значительно улучшит связь между 16 префектурами, составляющими рынок компании, что приведет к созданию мегаэкономической зоны.

Валовой внутренний продукт этого региона, который включает не только трио столиц Токио, Осака и Нагоя, но и такие префектуры, как Канагава, Яманаси, Нагано и Киото, составляет 330 триллионов йен, что превышает аналогичный показатель Франции.

Почему это важно для Японии?

Несмотря на то, что маглев возглавляет JR Central, он, по мнению многих, является «национальным проектом» в том смысле, что администрация Абэ сделала все возможное, чтобы поддержать его.

Он, во-первых, предоставил фирме ссуды на 3 триллиона йен в рамках поддержки инфраструктуры, которую она обещала в экономическом пакете 2016 года.Воодушевленная финансовой поддержкой, JR Central перенесла крайний срок открытия линии Токио-Осака на восемь лет до 2037 года с первоначального 2045 года. Правительство также освободило проект от сборов, включая налог на приобретение недвижимости, которые в противном случае будет стоить 18 миллиардов йен.

За толчком правительства к инициативе на магнитной подвеске стоит его желание создать мегаполис, который даст Японии конкурентное преимущество перед другими странами, которые могут похвастаться так называемыми мегарегионами.

К ним относятся «BosWash» на восточном побережье США, цепь городов, простирающаяся от Бостона до Вашингтона, округ Колумбия, и дельта реки Чжуцзян в Китае, промышленный центр, который включает девять городов в провинции Гуандун, а также особые административные районы. Гонконга и Макао.

Правительство надеется, что синкансэн на магнитной подвеске свяжет 19 префектур, в том числе в районе Большого Токио, а также в центральной и южной частях главного острова Японии, в мегаполис, который оно называет «супер-мегарегионом».

Планируемая экономическая зона, даже больше, чем рынок JR Central, будет домом для населения около 82 миллионов человек с расчетным ВВП в 3,2 триллиона долларов (около 340 триллионов йен) по сравнению с 4,2 триллиона долларов (около 448 триллионов йен). BosWash, по данным Минтранса.

Маглев также согласуется с усилиями правительства по экспорту инфраструктуры, поскольку Токио пытается возглавить строительство в США системы магнитного подвески, которая соединит Вашингтон, Балтимор и Нью-Йорк.

В 2014 году Абэ изо всех сил старался сопровождать Кэролайн Кеннеди, тогдашнего американского посла в Японии, во время тестовой поездки на магнитной подвеске на участке Яманаси, прямо рекламируя японскую технологию синкансэн.

Какой последний статус?

Перспективы запуска проекта по графику сейчас мрачны из-за задержек в префектуре Сидзуока.

В основе задержки лежит 8,9-километровая часть туннеля, которую будет размещать префектура, что составляет лишь 3 процента от всей 290-километровой линии между Токио и Нагоей.Вкратце, говорят, что этот участок потребует очень сложных земляных работ, на завершение которых потребуется около 7,5 лет и которые включают рассмотрение хрупкой экосистемы и непредсказуемой геологии горного региона, известного как Южные Альпы.

Во время долгожданной битвы в июне Кавакацу из Сидзуока и Канеко из JR Central впервые встретились один на один, чтобы обсудить тупиковую ситуацию. Но переговоры ни к чему не привели, Канеко тщетно пыталась убедить Кавакацу разрешить начало строительных работ в Сидзуоке.

Во время разговора, который транслировался в прямом эфире, отчаявшаяся Канеко неоднократно подчеркивала, что время на исходе. По крайней мере, по его словам, предварительные строительные работы, предшествующие раскопкам туннеля, должны начаться в Сидзуоке к концу июня, чтобы уложиться в срок до 2027 года.

«Если вы все еще собираетесь сказать« нет », это означает, что открытие 2027 года будет трудным или даже невозможным», – сказал Канеко. Несмотря на призыв, Кавакацу, сославшись на экологические проблемы, не сдвинулся с места.

Спустя почти два месяца после встречи, пока нет никаких признаков прорыва, а задержка в строительстве угрожает еще больше увеличить затраты на проект маглевы в размере 9 триллионов йен.

Губернаторы других префектур вдоль прохода, в том числе губернатор Айти Хидеаки Омура, раскритиковали кажущуюся непримиримость Кавакацу за угрозу сорвать крайний срок до 2027 года, который, по его словам, должен быть соблюден.

Почему Сидзуока выступает против строительства маглев?

Сидзуока настаивает, что не возражает против проекта магнитной подвески как такового.Кавакацу, например, говорит, что понимает роль, которую он может сыграть в повышении готовности к стихийным бедствиям.

Но факт остается фактом: из всех семи префектур, через которые проходит маглев между Токио и Нагоей, Сидзуока – единственная префектура, где не будет построена новая станция для остановки поезда, а это означает, что префектура мало что выиграет от этого. проект в первую очередь.

На первый взгляд, Кавакацу сосредоточил свою критику в первую очередь на воздействии проекта на окружающую среду.

Его главная забота – оценка того, что строительство туннеля через Южные Альпы приведет к потере в близлежащей реке Ои до 2 тонн воды в секунду.

Префектура Сидзуока заявляет, что река Ои служит жизненно важным источником воды для примерно 620 000 жителей окрестностей, которые используют ее для повседневного использования. Историческая склонность реки к засухе, а также строительство поблизости дамб часто приводили к нехватке воды в этом районе, и жители начали громкую кампанию «Возврат воды» в 1980-х годах.

«Люди в Сидзуока известны своей умеренной индивидуальностью, но даже им пришлось действовать», – сказал Кавакацу Канеко во время июньского поединка. «Вот как осторожно нужно подходить к этому вопросу».

Хотя JR Central первоначально объяснил, что будут предприняты шаги, чтобы убедиться, что любая потерянная вода будет направлена ​​обратно в реку Ои, позже она признала, что потери определенной суммы невозможно избежать во время строительства. Воодушевленный Кавакацу теперь непреклонен в том, что «ни капли воды» не должно быть принесено в жертву.

Как коронавирус повлиял на перспективы маглев?

Тупиковая ситуация между Сидзуока и JR Central усугубляет пандемия коронавируса, которая поставила под угрозу и без того сомнительную прибыльность проекта магнитной подвески.

В 2013 году Йошиоми Ямада, тогдашний президент JR Central, признал на пресс-конференции, что «нет никакого шанса», что инициатива магнитолевой системы сама по себе зарегистрирует излишек, и что стоимость его строительства настолько велика, что она едва ли могут быть компенсированы доходами от обычной линии Токайдо Синкансэн, которой она управляет.

Но COVID-19 подорвал процветающий бизнес компании по производству высокоскоростных поездов, сократив пассажиропоток примерно на 90 процентов в апреле и мае по сравнению с годом ранее.

Кроме того, пандемия «заставила многих бизнесменов понять, что они могут заменить свои традиционные поездки телеконференциями», – говорит Мицухиро Мияшита, главный консультант Mitsubishi UFJ Research and Consulting Co. По его словам, нормализация онлайн-встреч предполагает, что спрос на обычные командировки через синкансэн полностью не восстановится даже после того, как пандемия утихнет.

Этот новый стандарт угрожает поставить под сомнение смысл существования самого проекта маглевского синкансена, вызывая у некоторых скептицизм по поводу необходимости его скорости 500 км / ч.

«Нам нужно адаптироваться к новой эпохе», – сказал Кавакацу Канеко.

«Интернет быстрее, чем поезд на магнитной подвеске».

Во времена дезинформации и слишком большого количества информации качественная журналистика как никогда важна.
Подписавшись, вы можете помочь нам понять историю.

ПОДПИШИТЕСЬ СЕЙЧАС

ФОТОГАЛЕРЕЯ (НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ)

Комплект магнитной левитации

– Поезд плюс другие проекты

Есть вопросы? Обратитесь в службу поддержки клиентов.

406-256-0990 или Живой чат в

Возраст 8+

На складе, готово к отправке

Это нужно быстро? Смотрите варианты доставки в корзине.

Этот набор разработан для детей, которые могут исследовать магниты и магнетизм с помощью пяти увлекательных экспериментов и пяти углубленных специальных проектов. Читать Подробнее

Участники

My Science Perks получают не менее $ 0,72 обратно на этот товар. Войдите или создайте Бесплатный HST Аккаунт, чтобы начать зарабатывать сегодня

ОПИСАНИЕ

Этот набор разработан для детей, которые могут исследовать магниты и магнетизм с помощью пяти увлекательных экспериментов и пяти углубленных специальных проектов.Финальный захватывающий проект – построить и управлять поездом на магнитной подвеске! В комплект входят все труднодоступные материалы: 27 магнитов, компас, железные опилки, 36-страничный буклет проекта магнитной левитации и многое другое. Узнайте о равновесии, гравитации и магнитных полях. Вы предоставляете некоторые общие предметы домашнего обихода.

Сфера деятельности: плавающие магниты, уравновешивание силы тяжести и магнетизма, а также создание магнитных маятников.

БЛОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

СОДЕРЖАНИЕ ВКЛАДКА

Комплект магнитной левитации

• Кольцевые магниты
• Магниты защелки
• Неодимовый магнит
• Магнитные диски
• Магнитные полосы
• Железные опилки
• Компас
• Направляющие пластиковые
• Колодки
• Проектная книга

ТАБЛИЦА ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Описание

КТ-ЛЕВИСЕТ

Технические характеристики

СОДЕРЖАНИЕ

Предупреждение: ОПАСНОСТЬ УДУШЬЯ – мелкие детали. Не для детей младше 3 лет.

Мы хотим, чтобы этот предмет был живым, когда вы его получите! Следовательно, нам необходимо знать, когда вы будете дома, чтобы получить его (минимизируя воздействие стихии). Пожалуйста, укажите дату доставки, среда – Пятница, это минимум 7 дней с сегодняшнего дня.

Физика и инженерия / Магниты и магнетизм

/ физика-инженерия /, / физика-инженерия / магниты-магнетизм /

Мы поняли.Наука может быть беспорядочной. Но продукты и услуги Home Science Tools справятся с этим.

Наша продукция долговечна, надежна и доступна по цене, позволяя вам перемещаться из полевых условий в лабораторию и на кухню. Они не подведут вас, с чем бы они ни боролись. Будь то (чрезмерно) нетерпеливые молодые ученые из года в год или строгие требования, которые возникают раз в жизни.

И если ваш научный запрос идет не так, как ожидалось, вы можете рассчитывать на помощь нашей службы поддержки клиентов.Рассчитывайте на дружеские голоса на другом конце телефона и советы экспертов в вашем почтовом ящике. Они не будут счастливы, пока вы не станете счастливыми.

Итог? Мы гарантируем, что наши продукты и услуги не испортят ваше научное исследование, каким бы беспорядочным оно ни было.

Вопросы? Свяжитесь с нашей службой поддержки клиентов.

Олсбрукс, Совет отклонил поезд на маглеве, проходящий через «Принц Джордж – Мэриленд».

Поезд, аналогичный поезду на маглеве, который соединит Балтимор и Вашингтон, округ Колумбия.C. Фото Rapid Rail Балтимор-Вашингтон.

Высокопоставленные официальные лица округа Принс-Джордж призвали во вторник руководителей федерального и государственного транспорта захлопнуть дверь частного высокоскоростного поезда между Балтимором и Вашингтоном, округ Колумбия.

Предлагаемый сверхпроводящий поезд на магнитной подушке, известный как SC maglev »- вызвал значительную общественную оппозицию.

В своем письме исполняющему обязанности федерального администратора железных дорог Амиту Бозу и министру транспорта Мэриленда Грегу Слейтеру руководители округов усилили многие критические замечания, которые жители высказывали в течение многих лет.

Главный из них: что конструкция прорвется через экологически уязвимые районы и что поезд со скоростью 311 миль в час вызовет вибрацию и нанесет ущерб стоимости имущества.

Руководители и жители также жаловались, что поезд на магнитной подвеске не останавливается в округе.

Спонсоры проекта, который финансируется японским железнодорожным концерном, надеются, что в конечном итоге смогут перевозить пассажиров между Вашингтоном и Нью-Йорком за час с остановками в Международном аэропорту Тургуд Маршалл (BWI) в Балтиморе / Вашингтоне (BWI), а также в Уилмингтоне и Нью-Йорке. Филадельфия.

«SCMAGLEV – это ненужный и ошибочный проект во многих отношениях», – написали исполнительный директор графства Анджела Д. Олсбрукс (D) и председатель совета графства Кэлвин С. Хокинс II (D).

«Даже в максимальной степени SCMAGLEV представляет собой не более чем очень дорогой проект новинки, который демонстрирует небольшую функциональную полезность для кого-либо и даже меньшую выгоду для нашей юрисдикции», – добавили они.

В заявлении Baltimore-Washington Rapid Rail (BWRR), компания, надеющаяся построить линию, выразила разочарование по поводу того, что совет графства проголосовал против проекта.

«Мы надеемся, что продвигаясь вперед, мы сможем работать с советом и исполнительной властью графства, демонстрируя, что маглев принесет чистую выгоду графству и штату Принс-Джордж», – написал официальный представитель Максвелл Мейерс.

«Мы считаем, что можем работать вместе, чтобы решить региональную тупиковую ситуацию, добиться значительного сокращения выбросов и расширить экономические возможности для всех».

Несмотря на то, что противники проекта открыто выступили против поезда, опрос, проведенный в апреле компанией Northeast Maglev, дочерней компанией BWRR, нашел надежную поддержку проекта среди жителей принца Джорджа.

Около 40% из 600 опрошенных никогда не слышали о проекте.

Но среди респондентов, которые сказали, что они знали о предложении магнитолевой системы, более двух третей – 68% – поддержали его; 19% высказались против.

Несколько членов совета графства открыто высмеяли опрос, предположив, что исследовательский центр Lake Research Partners из Северо-восточного Маглева, Вашингтон, округ Колумбия, сыграл в ходе опроса, дав пустые обещания о рабочих местах или других льготах.

Сценарий, использованный участниками опроса, которым был получен Maryland Matters , не дал таких обещаний.

«Вы видели или читали что-нибудь в последнее время о высокоскоростном поезде – иногда называемом Северо-Восточным Маглевом – который доставит вас из Вашингтона, округ Колумбия, в Балтимор за 15 минут с остановкой в ​​аэропорту BWI?», – говорится в нем.

Многие противники проекта – особенно в Гринбелте, рассаднике сопротивления маглеву – разделили цинизм Совета по поводу голосования.

«Я с подозрением отношусь к недавнему опросу Maglev, который поддерживает поезд, но спонсируется частными интересами, которые хотят разместить его там», – сказал преподобный.- написал Чарльз Хоффакер. “Это серьезный конфликт интересов!”

Мейерс защищал опрос.

«Опрос был проведен компанией Lake Research Partners, которой руководит Селинда Лейк, которая известна на национальном уровне как один из самых известных социологов, [и] кто работал, в частности, для президента Байдена и его команды», – сказал он. написал.

«Ставить под сомнение результаты опроса – значит подвергать сомнению ее и [ее] доверие к фирме, что безупречно».

Совет графства Анн-Арундел в понедельник рассмотрел резолюцию, направленную против проекта магнитолевой подвески.Было отклонено, 5-2.

Письмо руководителей принца Джорджа не убивает проект. Он будет включен в Заключительный отчет о воздействии на окружающую среду – обзор, требуемый федеральным законом. FEIS, который, как ожидается, будет завершен в следующем году, является предвестником окончательного решения федерального правительства и штата по предложению компании.

Лидер большинства в Палате представителей США Стени Х. Хойер (демократ от штата Мэриленд) заявил в феврале совету графства принца Джорджа, что их противодействие проекту «будет очень тяжким грузом» для делегации штата в конгрессе.

[адрес электронной почты защищен]

Маглев Поезд | Простой проект DIY

В этом прекрасном мире многие силы, которые не могут быть идентифицированы невооруженным глазом, окружают нас, как что-либо другое … и некоторые люди даже не осознают их существования. Такие силы, как магнетизм, электричество, гравитация и т. Д., Были составной частью науки о Земле. Вращение Земли и такие вещи, как сила тяжести и т. Д., Происходят из-за свойства земного магнетизма.

Здесь мы представляем простой научный проект DIY для студентов или любителей – поезд на маглеве.

Магнитная подвеска, Маглев и магнитная левитация – это подход, при котором вещь или любой объект висит без какой-либо поддержки, кроме магнитных полей. Этот подход с магнитной левитацией используется для проектирования этого простого поезда на магнитной подвеске. На самом деле оригинальные поезда на магнитной подвеске очень сложны по конструкции, но здесь мы пытаемся разработать простой поезд на магнитной подвеске, в котором используются постоянные магниты, картонные или деревянные доски и т. Д.

Принцип работы поездов на магнитной подвеске:

Основной принцип магнитной левитации – использовать свойство магнетизма для левитации любых объектов.Магнетизм – это часть нашей элементарной науки, и принцип состоит в том, что «одинаковые / одинаковые полюса отталкиваются друг от друга, но разные / противоположные полюса притягиваются друг к другу». На самом деле наш поезд на магнитной подвеске работает на этом принципе магнетизма. Поезд плавает по направляющему рельсу из-за этого принципа магнетизма, что и магнитные силы.

Материалы, необходимые для поездов на магнитной подвеске:

Материалы, необходимые для строительства модели поезда на маглеве, перечислены ниже.

• Деревянный блок: 5 “x 1 1/2” x 3/4 “для поезда
• Для рельсов: длинные магнитные полосы Hi force (2 шт.с)
• Для поезда: короткие магнитные полосы Hi force (2 шт.)
• Пластиковые направляющие (2 шт.)
• Картонная доска или деревянная доска большого размера, служащая основанием для поезда.
• Клейкая лента.
• Прочный клей для соединения деревянных частей и других деталей.
• Ручка, маркер и т. Д.

Необходимые меры:

1. С обратной стороны магнитной полосы должна быть полиэтиленовая пленка.Сначала снимите пленку с пластиковым покрытием с магнитной полосы (короткой).
2. Теперь закрепите эту магнитную полосу на любой стороне деревянного бруска (5 “x 1 1/2”) таким образом, чтобы магнитные полосы находились на расстоянии 1/2 “друг от друга, как показано на рисунке. Это действие как колеса модели поезда на магнитной подвеске.
3. Аналогичным образом снимите пластиковое покрытие с длинного магнита.
4. Закрепите их на расстоянии 1/2 дюйма друг от друга на большой деревянной коробке или картоне.
5. Правильно установите пластиковые направляющие или боковые направляющие на краях длинных магнитных полос, как показано на рисунках 1 и 2 ниже.Это будет действовать как защитная стена для поезда на магнитной подвеске от движения до рельса.

Рис: 1 Рис: 2

Порядок работы:

1. Сначала нарисуйте две параллельные друг другу линии длиной 24 дюйма и 1/4 дюйма друг от друга (скажем, 1 и 2). Это линия, на которой мы устанавливаем пластиковые направляющие.

2. Теперь нарисуйте еще две линии (линии A и B), как показано на рисунке 3, на 1/8 дюйма за пределами линий 1 и 2. Эти линии A&B используются в качестве направляющих для магнитных полос.

3. Теперь начните размещать детали одну за другой. Сначала поместите угловые кронштейны или пластиковые направляющие на доску, и она должна быть выровнена таким образом, чтобы ее край совпадал с «линией 1», а плоская часть направляющей покрывала «линию А». Используйте винт или резинку, ленту и т. Д. Для закрепления направляющей в этом надлежащем положении. Точно так же установите другие пластиковые направляющие, как показано на рисунках.

Рис. 3 Рис. 4 Гусеница с направляющими

4. После снятия пластикового покрытия с длинных магнитных полос длиной 24 дюйма поместите их в плоскую часть пластиковых направляющих.

5. Теперь поместите этот рельсовый щит на гладкую горизонтальную поверхность, а затем правильно разместите поезд на магнитной подвеске над рельсовыми путями. Поезд выглядит как парящий в воздухе, а боковые стенки уголков предохраняют его от съезда с неверного пути.

Рис. 5 Маглевский путь с направляющими Рис. 6 Маглевский поезд / вагон

Теперь последний вопрос: «Как мы будем вести этот поезд на магнитной подвеске?»

Рис: 7 рабочих моделей поезда на маглеве

В основном есть два способа управлять поездом, один из них – схватить что-нибудь на земле и толкнуть или потянуть вперед, наклоняя рельс и т. Д.Другой метод – создать силу с любой стороны поезда, чтобы заставить его двигаться вперед. Для этого можно использовать гребной винт или двигатель с вентилятором и т. Д.

Проект «Поезд на маглеве» – очень интересный проект, сделанный своими руками для студента или любителя, его также можно использовать на научных выставках. Мы можем внести изменения в этот проект поезда на магнитной подвеске и сделать его более автоматическим и удобным для пользователя.

.