Infrastruktura transportu

Transkrypt

1 Kolej magnetyczna

2 Infrastruktura transportu Rozmieszczenie infrastruktury transportu w skali globalnej jest ściśle powiązane z wieloma czynnikami natury ekonomicznej, politycznej, głównie zaś demograficznej. Nietrudno zauważyć, że oprócz Europy i wybranych rejonów Ameryki Północnej szczególnie wysokie zaludnienie cechuje Azję Południowo-Wschodnią, w tym zwłaszcza Indie, Japonię i Chiny. Już dziś obszar ten zamieszkuje ok. 60% ludności świata. Tam też potrzeby transportowe są szczególnie jaskrawo odczuwane w przypadku braku Odpowiedniej infrastruktury. Oprócz rozwiązań konwencjonalnych rejon ten jest szczególnie podatny na aplikacje najnowszych trendów i niekonwencjonalnych rozwiązań innowacyjnych. Oprócz konwencjonalnych kolei dużych prędkości (HST) bez wątpienie należy tu wymienić kolej magnetyczną. Badanie nad tym nowoczesnym systemem są od ponad 70 lat prowadzone w Europie (głównie w Niemczech), USA oraz Azji (Japonia, Korea Płd.), lecz pierwszą aplikacją tego systemu w skali komercyjnej pozostaje Shanghai Maglev Transrapid (SMT) w Chinach

3 MAGLEV - kolej magnetyczna Kolej magnetyczna (zwana czasem Maglev z j. ang. magnetic levitation lewitacja magnetyczna) kolej, w której tradycyjne torowisko zostało zastąpione przez układ elektromagnesów. Dzięki polu magnetycznemu kolej ta nie ma kontaktu z powierzchnią toru, gdyż cały czas unosi się nad nim. Do realizacji tego zadania wykorzystuje się elektromagnesy wykonane z nadprzewodników (w Japonii) lub konwencjonalne (w Niemczech). Pojazdy mogą przez to rozwijać duże prędkości. Dzięki zastosowaniu magnesów eliminowane jest tarcie kół, które w tradycyjnych pociągach znacznie ogranicza maksymalną prędkość jazdy. Dzięki temu maglevy zbliżają się do 600 km/h (rekord świata w prędkości magleva należy do japońskiej jego wersji, został osiągnięty r. i wynosi 581 km/h, jest o 6 km/h większy od rekordu TGV). Linie kolei magnetycznej istnieją np. w Japonii, Niemczech i Chinach.

4

5 Krótka historia kolei magnetycznej Pierwsze badania eksperymentalne związane z lewitacją magnetyczną przeprowadził niemiecki inżynier Hermann Kemper (1922 r.). Kilka lat później, w roku 1934, opatentował on swój wynalazek, a w roku następnym przedstawił model funkcjonującego prototypu. Dalsze badania, sponsorowane przez rząd niemiecki, doprowadziły do powstania (1969 r.) pierwszego pełnowymiarowego pojazdu Transrapid 1, który rozwijał prędkość do 50 km/h. Kolejne jego wersje określane jako TR2 rok 1971 do TR4 w 1973 roku pozwoliły podwyższyć prędkość pojazdu do 157 km/h. Kolejnym ważnym etapem badań było wybudowanie dla wersji TR6 w latach pierwszego 19-milowego odcinka testowego w kształcie zamkniętej pętli 8, gdzie po krótkim okresie prób na 13-milowym odcinku prostym osiągnięto prędkość 256 km/h. Kolejna generacja pojazdu Transrapid 07 zbudowana przez firmę Thyssen Co.z Kassel pozwoliła osiągnąć w 1989 roku prędkość 280 km/h.

6 Eric Laithwaite W latach 60. zbudował pierwszą na świecie testową linię kolei magnetycznej o długości 1,6 km, niestety jego badania zostały przerwane w 1973 r. z powodu braku funduszy. Do końca XX wieku odrębnie Niemcy i Japonia wypracowały swoje technologie. Największym problemem, który do dnia dzisiejszego nie został rozwiązany to wysokie koszty związane z nadprzewodnikami.

7

8 Kolej magnetyczna, to kolej niekonwencjonalna, w której koła zastąpiono układem elektromagnesów. Wytwarzane przez ten układ pole magnetyczne sprawia, że pojazd nie posiada kontaktu adhezyjnego z nawierzchnią, Układ ten zapewnia również stabilizację poziomą pojazdu, nadając kierunek zgodny z rozmieszczeniem elektromagnesów. Eliminacja sił adhezji (występujących we wszystkich typach kolei konwencjonalnych jako tarcie na styku koło szyna) sprawia, że koleje magnetyczne mają duże przyspieszenia, znacznie redukują oddziaływania wibro-akustyczne emitowane do środowiska oraz mogą rozwijać znaczne prędkości. W warunkach pionierskich rozwiązań komercyjnych, do których należy głównie kolej magnetyczna w Szanghaju, prędkość ta jest ograniczana obecnie do ok. 431 km/h

9

10 Kolej magnetyczna w Japonii Kolej magnetyczna uważana jest obecnie za przyszłość transportu torowego. Pojazdy tego typu nie jadą po szynach, a unoszą się około 10 mm nad nimi dzięki odpowiednio ukierunkowanej sile magnetycznej. Zabieg taki sprawia, że zmniejszone opory tarcia i toczenia pozwalają na rozpędzanie się niemalże do 600 km/h. Japońska kolej zobowiązała się do zbudowania do 2025 roku takiej właśnie linii, która będzie łączyć miasta Tokyo i Nagoya. Pociągi, które będą tam kursować w codziennym ruchu osiągać mają rekordową dotychczas prędkość 581 km/h. Oznacza to, że do jednego z oddalonych od siebie na 290 kilometrów miast będzie można dostać się w 40 minut.

11 Kolej magnetyczna (Maglev) łączy port lotniczy w Szanghaju z największą metropolią Chin

12

13 Pociag Maglev w Szanghaju.

14 Wnętrze Transrapid-u w Szanghaju

15

16

17

18 Kolej magnetyczna maglev jest obecnie najszybszym systemem transportu lądowego na dystansach do ok. 600 mil. Do pozostałych, korzystnych parametrów systemu Transrapid Maglev w przeliczeniu na 1 pasażera/1 milę należy zaliczyć: ok. 30% redukcję zużycia energii w porównaniu z konwencjonalnymi liniami dużych prędkości, 3-krotnie mniejsze zużycie energii w stosunku do samochodu i 5-krotnie mniejsze w stosunku do samolotu, znaczną redukcję emisji hałasu (maks. 91 db), drgań i wibracji; pojazd porusza się praktycznie bezszelestnie, nie przekraczając poziomu tzw. tła akustycznego pory dziennej do prędkości ok. 250 km/h; komfort jazdy i obsługi pasażera jest wysoki.

19

20

21 Opracowała: mgr Magdalena Gajda ZSP nr 4 w Krośnie