De basisprincipes van magnetische levitated Trains (Maglev)

Magnetische levitatie (maglev) is een relatief nieuwe transporttechnologie waarbij contactloze voertuigen veilig reizen met snelheden van 250 tot 300 mijl per uur of hoger, terwijl ze worden opgehangen, geleid en voortgestuwd boven een geleiding door magnetische velden. De leibaan is de fysieke structuur waarlangs voertuigen met maglev zweven. Verschillende geleidingsconfiguraties, bijvoorbeeld T-vormig, U-vormig, Y-vormig en kokerbalk, gemaakt van staal, beton of aluminium, zijn voorgesteld.

Er zijn drie basisfuncties van Maglev-technologie: (1) levitatie of ophanging; (2) voortstuwing; en (3) begeleiding. In de meeste huidige ontwerpen worden magnetische krachten gebruikt om alle drie de functies uit te voeren, hoewel een niet-magnetische voortstuwingsbron zou kunnen worden gebruikt. Er bestaat geen consensus over een optimaal ontwerp om elk van de primaire functies uit te voeren.

Ophangsystemen

Elektromagnetische vering (EMS) is een aantrekkelijk kracht levitatie systeem waarbij elektromagneten op het voertuig samenwerken met en worden aangetrokken door ferromagnetische rails op de geleiding. EMS werd praktisch gemaakt door vooruitgang in elektronische controlesystemen die de luchtspleet tussen voertuig en geleiding handhaven, waardoor contact wordt voorkomen.

Variaties in het gewicht van de lading, dynamische belastingen en onregelmatigheden in de geleidingsbaan worden gecompenseerd door het veranderen van het magnetische veld in reactie op luchtspleetmetingen van het voertuig / de geleidingsbaan.

De elektrodynamische ophanging (EDS) maakt gebruik van magneten op het rijdende voertuig om stromen in de geleiding te veroorzaken. De resulterende afstotende kracht produceert inherent stabiele ondersteuning en geleiding van het voertuig omdat de magnetische afstoting toeneemt naarmate de afstand tussen voertuig en geleiding kleiner wordt. Het voertuig moet echter zijn uitgerust met wielen of andere vormen van ondersteuning voor "opstijgen" en "landen" omdat de EDS niet zal zweven bij snelheden onder ongeveer 25 km / u. EDS heeft vooruitgang geboekt met de vooruitgang in cryogenica en supergeleidende magneettechnologie.

Aandrijfsystemen

Aandrijving met "lange stator" met behulp van een elektrisch aangedreven lineaire motor die in de geleiding wikkelt, lijkt de favoriete optie voor hogesnelheid maglev-systemen. Het is ook het duurst vanwege de hogere bouwkosten van de leibaan.

Aandrijving met "korte stator" maakt gebruik van een lineaire inductiemotor (LIM) aan boord en een passieve geleiding. Terwijl voortstuwing met korte stator de geleidingskosten vermindert, is de LIM zwaar en vermindert het laadvermogen van het voertuig, wat resulteert in hogere bedrijfskosten en een lager omzetpotentieel in vergelijking met de voortstuwing met lange stator. Een derde alternatief is een niet-magnetische energiebron (gasturbine of turboprop), maar ook dit resulteert in een zwaar voertuig en verminderde operationele efficiëntie.

Geleidingssystemen

Begeleiding of besturing verwijst naar de zijwaartse krachten die nodig zijn om het voertuig de geleiding te laten volgen. De benodigde krachten worden op exact analoge wijze aan de ophangkrachten geleverd, aantrekkelijk of afstotend. Dezelfde magneten aan boord van het voertuig, die lift leveren, kunnen gelijktijdig voor geleiding worden gebruikt of afzonderlijke geleidingsmagneten kunnen worden gebruikt.

Maglev en Amerikaans transport

Maglev-systemen kunnen een aantrekkelijk transportalternatief bieden voor veel tijdgevoelige reizen van 100 tot 600 mijl lang, waardoor lucht- en snelwegcongestie, luchtvervuiling en energieverbruik worden verminderd en slots worden vrijgegeven voor efficiëntere langeafstandsvluchten op drukke luchthavens. De potentiële waarde van maglev-technologie werd erkend in de Intermodal Surface Transportation Efficiency Act van 1991 (ISTEA).

Voordat het ISTEA werd aangenomen, had het Congres $ 26,2 miljoen toegewezen om maglev-systeemconcepten te identificeren voor gebruik in de Verenigde Staten en om de technische en economische haalbaarheid van deze systemen te beoordelen. Studies waren ook gericht op het bepalen van de rol van maglev bij het verbeteren van het intercity-vervoer in de Verenigde Staten. Vervolgens werd $ 9,8 miljoen extra toegewezen om de NMI-studies te voltooien.

Waarom Maglev?

Wat zijn de attributen van maglev die door transportplanners in overweging worden genomen??

Snellere ritten - hoge pieksnelheid en hoge versnelling / remmen maken gemiddelde snelheden drie tot vier keer de nationale snelheidslimiet van de snelweg van 30 km / sec en een lagere deur-tot-deur-reistijd mogelijk dan hogesnelheidstrein of lucht (voor reizen onder ongeveer 300 mijl of 500 km). Nog hogere snelheden zijn haalbaar. Maglev gaat verder waar hogesnelheidstrein stopt, waardoor snelheden van 250 tot 300 mph (112 tot 134 m / s) en hoger mogelijk zijn.

Maglev heeft een hoge betrouwbaarheid en is minder gevoelig voor congestie en weersomstandigheden dan lucht- of snelwegverkeer. Afwijking van de dienstregeling kan gemiddeld minder dan één minuut bedragen op basis van buitenlandse hogesnelheidstreinervaring. Dit betekent dat intra- en intermodale verbindingstijden kunnen worden teruggebracht tot een paar minuten (in plaats van het halfuur of meer dat momenteel bij luchtvaartmaatschappijen en Amtrak vereist is) en dat afspraken veilig kunnen worden gepland zonder rekening te houden met vertragingen.

Maglev geeft onafhankelijkheid van aardolie - met betrekking tot lucht en auto omdat Maglev elektrisch wordt aangedreven. Aardolie is niet nodig voor de productie van elektriciteit. In 1990 was minder dan 5 procent van de elektriciteit van de Natie afkomstig van aardolie, terwijl de aardolie die wordt gebruikt door zowel de lucht- als de automobielmodus voornamelijk uit buitenlandse bronnen komt.