Maglevová preprava

Maglev, tiež nazývaný magnetický levitačný vlak alebo maglev vlak, plávajúce vozidlo pre pozemnú dopravu, ktoré je podporované buď elektromagnetickou príťažlivosťou, alebo odporom. Maglevs bol koncipovaný začiatkom 20. rokov 20. storočia americkým profesorom a vynálezcom Robertom Goddardom a americkým inžinierom Emile Bacheletom, ktorý sa narodil vo Francúzsku. Komerčne sa používa od roku 1984, pričom niekoľko súčasných a rozsiahlych sietí bolo navrhnutých do budúcnosti.

železnica: Maglev

Ako alternatíva k vysokorýchlostnej železnici založenej na tradičných vozidlách s prírubovými kolesami má technológia magnetickej levitácie alebo maglev

Maglevy zahŕňajú základný fakt o magnetických silách - ako napríklad magnetické póly, ktoré sa odpudzujú, a protiľahlé magnetické póly sa navzájom priťahujú - aby zdvihli, poháňali a viedli vozidlo cez koľaj (alebo vodiacu dráhu). Pohon a levitácia z Maglevu môžu zahŕňať použitie supravodivých materiálov, elektromagnetov, diamagnetov a magnetov vzácnych zemín.

Elektromagnetické odpruženie (EMS) a elektrodynamické odpruženie (EDS)

V prevádzke sú dva typy maglevov. Elektromagnetické odpruženie (EMS) využíva príťažlivú silu medzi magnetmi nachádzajúcimi sa na bokoch a spodnej strane vlaku a na vodiacej dráhe na levitáciu vlaku. Variácia na EMS, nazývaná Transrapid, využíva elektromagnet na zdvihnutie vlaku z navádzacej dráhy. Príťažlivosť z magnetov umiestnených na spodnej strane vozidla, ktoré sa ovíjajú okolo železných koľajníc vodiacej dráhy, udržiava vlak asi 1,3 cm (0,5 palca) nad vodiacou dráhou.

Elektrodynamické systémy zavesenia (EDS) sú vo viacerých ohľadoch podobné systému EMS, ale magnety sa používajú skôr na odpudenie vlaku z vodiacej dráhy ako na ich prilákanie. Tieto magnety sú podchladené a supravodivé a majú schopnosť viesť elektrinu krátko potom, čo bolo prerušené napájanie. (V systémoch EMS strata energie uzatvára elektromagnety.) Na rozdiel od EMS aj náboj magnetizovaných cievok vodiacej dráhy v systémoch EDS odpudzuje náboje magnetov na podvozku vlaku tak, že sa vznáša vyššie (zvyčajne v rozsah 1–10 cm [0,4–3,9 palca]) nad vodiacou dráhou. Vlaky EDS sa pomaly zdvíhajú, takže majú kolesá, ktoré musia byť rozmiestnené pod približne 100 km (62 míľ) za hodinu. Po vznášaní sa vlak pohne vpred poháňaním cievok vodiacich dráh, ktoré neustále menia polaritu vďaka striedavému elektrickému prúdu, ktorý poháňa systém.

Maglevy eliminujú kľúčový zdroj trenia - zdroj vlakových kolies na koľajniciach - napriek tomu musia prekonať odpor vzduchu. Tento nedostatok trenia znamená, že môžu dosiahnuť vyššie rýchlosti ako konvenčné vlaky. Technológia maglev v súčasnosti vyrába vlaky, ktoré môžu jazdiť nad 500 km (310 míľ) za hodinu. Táto rýchlosť je dvakrát rýchlejšia ako konvenčný vlak dochádzajúci do práce a porovnateľná s TGV (Train à Grande Vitesse) používaným vo Francúzsku, ktorá cestuje medzi 300 a 320 km (186 až 199 míľ) za hodinu. Kvôli odporu vzduchu sú však maglevy energeticky úspornejšie ako bežné vlaky.

Výhody a náklady

Maglevs má v porovnaní s konvenčnými vlakmi niekoľko ďalších výhod. Prevádzka a údržba sú lacnejšie, pretože neprítomnosť valivého trenia znamená, že sa niektoré súčasti neopotrebujú rýchlo (ako napríklad kolesá na konvenčných železničných vozňoch). To znamená, že prevádzka vlaku spotrebuje menej materiálu, pretože časti sa nemusia neustále vymieňať. Dizajn vozidiel typu Maglev a železnice spôsobuje vykoľajenie veľmi nepravdepodobne a maglevové vagóny sa dajú stavať širšie ako konvenčné železničné vozidlá, čo ponúka viac možností využitia vnútorného priestoru a uľahčuje im jazdu. Maglevs počas prevádzky produkujú malé až žiadne znečistenie vzduchu., pretože sa nespaľuje palivo a neprítomnosť trenia spôsobuje, že vlaky sú veľmi tiché (vo vnútri aj mimo vozidiel) a poskytujú cestujúcim veľmi hladkú jazdu. Napokon môžu maglevové systémy pracovať vo vyšších stupňoch stúpania (až do 10 percent) ako tradičné železnice (obmedzené na približne 4 percentá alebo menej), čím sa znižuje potreba vyťažiť tunely alebo vyrovnať krajinu, aby sa prispôsobili tratiam.

Najväčšou prekážkou rozvoja maglevových systémov je to, že si vyžadujú úplne novú infraštruktúru, ktorú nemožno integrovať do existujúcich železníc a ktorá by tiež konkurovala existujúcim diaľniciam, železniciam a leteckým trasám. Jedným z faktorov, ktoré treba brať do úvahy pri vývoji maglevových železničných systémov, sú okrem nákladov na výstavbu aj to, že vyžadujú použitie prvkov vzácnych zemín (skandium, ytrium a 15 lantanoidov), ktoré môžu byť dosť nákladné na regeneráciu a vylepšenie. Magnety vyrobené z prvkov vzácnych zemín však vytvárajú silnejšie magnetické pole ako ferity (zlúčeniny železa) alebo alnico (zliatiny železa, hliníka, niklu, kobaltu a medi), ktoré zdvíhajú a usmerňujú vagóny po vodiacej dráhe.