История возникновения поездов на электромагнимной подвеске

Реферат

«ТРАНСПОРТ НА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ПОДВЕСКЕ»

Факультет: ФМА

Группа: ЭММ-13

Выполнила: Басаргина Г.С.

Огнева Т.Д.

Руководитель: Щуров Н.И.

« » 2015 г.

( дата защиты) (оценка)

Новосибирск

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ…………………………….……………………………………..2

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..3

1. СИСТЕМА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОДВЕСА……………………..4

2. КОМПАНИЯ Transrapid…………………………………………………...5

3. ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЕЗДОВ НА ЭЛЕКТРОМАГНИМНОЙ ПОДВЕСКЕ…………………………………..6

4. ТЕХНОЛОГИЯ МАГНИТНОГО ПОДВЕСА……………..…………….11

5. ЛИНЕЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ………………………………………...……12

6. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ПОДВЕСКА…………………………….……18

1.1. Система левитации……………………………………….…….18

1.2. Система движения……………………………………………...20

1.3. Система регулирования…………………………………….…..22

7. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ПОЕЗДОВ НА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОИ ПОДВЕСЕ……………………………...……23

8. РАЗВИТИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ……………………………………..…..25

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………….…..26

ВВЕДЕНИЕ

Невзирая на то, что с момента создания первых паровозов прошло уже более двухсот лет, человечество до сих пор не готово полностью отказаться от использования дизельного топлива, силы пара и электричества в качестве движущей мощи, способной перемещать тяжеловесные грузы и пассажиров.

Однако все это время инженеры-изобретатели не пребывали в полном бездействии, и результатом работы их мысли стал выход в свет альтернативных способов транспортировки по железнодорожному полотну.

Еще полвека назад магнитная подушка была чем-то из области фантастики. Уже сейчас ученые многих стран работают по созданию транспорта на магнитной подушке.

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОДВЕСА

Транспорт на электромагнитной подвеске – это поезд, удерживаемый над полотном дороги, движимый и управляемый силой электромагнитного поля. Скорость, достижимая такими системами, сравнима со скоростью самолета и позволяет составить конкуренцию воздушным сообщениям на малых (для авиации) расстояниях (до 1000 км).

Рисунок 1 – Шанхайский поезд на магнитной подушке «Трансрапид» (технология EMS)

КОМПАНИЯ Transrapid

Transrapid – немецкая компания по разработке скоростных систем, построила в 1984 году в Эмсланде испытательный трек общей длиной 31,5 км. Дорога проложена между Дёрпеном и Латеном, имеет одну колею с оборотными петлями на каждом конце. Поезда беспилотные, весь контроль движением осуществляется из диспетчерского пункта. Максимальная скорость движения, которую удавалось развить на прямом участке дороги во время испытаний — 501 км/ч.

В настоящее время дорога используется исключительно для проведения технических испытаний и в качестве аттракциона для туристов.

ThyssenKrupp для всего мира является синонимом для инноваций в железнодорожной техники. ThyssenKrupp постоянно улучшает производительность, скорость и безопасность колеса на рельсовой технике. И ThyssenKrupp разработал и квалифицировал Трансрапид системы SuperSpeed. Система на магнитной подвеске готова к применению с 1991 года. Первый коммерческий маршрут Трансрапида находится в эксплуатации в Шанхае в течение нескольких лет и разрабатываются дополнительные проекты в области планирования.

Центральное место во всех проектах для введения этой технологии играет ThyssenKrupp. Трансрапид имеет исключительное положение на рынке. В Мюнхене, компания Трансрапид в основном занимается инжинирингом, проектированием и планированием.

ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЕЗДОВ НА ЭЛЕКТРОМАГНИМНОЙ ПОДВЕСКЕ

"Трансрапид" имеет долгую историю и не однозначную репутацию в мире. Немецкий инженер Герман Кемпер (Hermann Kemper) ещё в 1922 году поставил первые опыты с использованием магнитной подушки.

Хотя опыты были успешными, практической реализации проекта помешал кризис после Первой мировой войны, национал-социализм, новая война и восстановление Германии из руин. Только в 1978 году, когда был создан консорциум, в который вошли фирмы TyssenKrupp и Siemens. Первая отвечала за ходовую часть, вторая - за всю электрику.

Реализация проекта продвигалась довольно быстро. В рамках выполнения мероприятий уже в 1983 году начались серийные испытания "Трансрапида" на кольцевой тестовой трассе в Эмсланде. В 1989 году правительство Западной Германии приняло решение связать магнитной дорогой аэропорты Дюссельдорфа и Кельна. Но в ноябре 1989 года рухнула Берлинская стена, начался процесс воссоединения Германии. В новых условиях главным приоритеты изменились. Правительство Федеративной Республики Германия разработало программу ускоренной модернизации бывшей ГДР.

Только через три года вновь вернулись к проекту. В 1992-м в генеральный план инфраструктурного развития объединенной Германии был включен маршрут "Трансрапида" из Берлина в Гамбург. В 2000 году, потратив большие суммы на проектную разработку, его из плана снова исключили: железнодорожный концерн Deutsche Bahn счел проект экономически нецелесообразным.

Выигрыш во времени по сравнению с обычным скоростным поездом ICE, подсчитал шеф Deutsche Bahn Хартмут Медорн (Hartmut Mehdorn), составил бы всего 20 минут. "А экономия в 20 минут, - заявил он тогда, - не может оправдать инвестиций в 12 миллиардов марок".

Но китайцы рассудили иначе. Между Германией и Китаем в 2001 году был подписан договор о строительстве в Шанхае первой в мире коммерческой линия на магнитном подвесе. Эта трасса соединяет станцию шанхайского метро "Лунъян Лу" с международным аэропортом Пудун и всего за 7 мин. 20 секунд преодолевает расстояние 30 км, разгоняясь до скорости 431 км/ч и удерживаясь на ней в течение примерно 1,5 мин. Руководили строительством инженеры немецкой компании Трансрапид и в 1 января 2004 года была введена в эксплуатацию.

Этот проект является небывалым по стоимости (10 млрд. юаней). Значительная часть трассы проложена по заболоченной местности. Каждая опора эстакады располагается на бетонной подушке, установленной на скальном основании. В некоторых местах толщина этой подушки достигает 85 метров. Цена билета — 50 юаней (примерно 7,5 долларов), для авиапассажиров — 40 юаней.

В ходе официального визита в Берлин 29 января 2009 премьер Госсовета Китая Вэнь Цзябао подписан целый ряд двусторонних экономических соглашений. В частности, немецкий консорциум, производящий скоростной поезд на магнитной подушке "Трансрапид", продаст Китаю ключевые элементы технологии его изготовления.

Только на таких условиях Пекин согласился продлить трассу "Трансрапида" в Шанхае, которая пока единственная в мире. Де-факто это означает окончательный отказ Германии от собственных высокотехнологичных разработок в сфере скоростного наземного транспорта. И только после выполнения данных условий трассу планируется продлить до аэропорта Хунцяо и далее на юго-запад до Ханчжоу, столицы провинции Чжэцзян, после чего её длина составит 175 км.

Рисунок 2 – «Трансрапид» в Шанхае

M-Bahn в Берлине

Первая публичная система маглев (M-Bahn) построена в Берлине в 1980-х годах.

Дорога длиной 1,6 км соединяла 3 станции метро от железнодорожного узла Gleisdreieck до выставочного комплекса на Potsdamer Strasse. После долгих испытаний дорога была открыта для движения пассажиров 28 августа 1989 г. Проезд был бесплатный, вагоны управлялись автоматически без водителя, дорога работала только по выходным дням. В районе, куда подходила дорога, предполагалось провести массовое строительство. Дорога была построена на эстакадном участке бывшей линии метро U2, где движение было прервано в связи с разделением Германии и разрушениями во время войны. 18 июля 1991 линия перешла в промышленную эксплуатацию и включена в систему метро Берлина.

После разрушения Берлинской стены население Берлина фактически удвоилось и потребовалось соединить транспортные сети Востока и Запада. Новая дорога прерывала важную линию метро, а городу требовалось обеспечить высокий пассажиропоток. Через 13 дней после ввода в промышленную эксплуатацию, 31 июля 1991, муниципалитет принял решение демонтировать магнитную дорогу и восстановить метро. C 17 сентября дорога была демонтирована, а позднее — восстановлено метро.

Бирмингем

Нескоростной маглев-челнок ходил от Бирмингемского аэропорта к ближайшей железнодорожной станции в период с 1984 по 1995 гг. Длина трассы составляла 600 м, и зазор подвеса составлял 1,5 см. Дорога, проработав 10 лет, была закрыта из-за жалоб пассажиров на неудобства и была заменена традиционной монорельсовой дорогой.

СССР

В СССР строительство первой магнитной железной дороги было начато в 1987 году в Армении и по плану должно было быть завершено в 1991 г. Эта дорога должна была соединить через Абовян города Ереван и Севан, однако Спитакское землетрясение 1988 года и военные события стали причиной замораживания проекта. Поезда должны были развивать скорость 250 км/ч, в итоге была построена лишь эстакада.

Шанхай

Неудача с первой маглев-дорогой в Берлине не отпугнула немецкую компанию Transrapid — дочернее предприятие Siemens AG и ThyssenKrupp — от продолжения исследований, и позже компания получила заказ от китайского правительства на строительство высокоскоростной (450 км/ч) маглев-трассы от шанхайского аэропорта Пудун до Шанхая. Дорога открыта в 2002 году, её длина составляет 30 км. В будущем её планируется продлить на другой конец города до старого аэропорта Хунцяо и далее на юго-запад до города Ханчжоу, после чего её общая длина должна составить 175 км.

Япония

В Японии испытывается дорога в окрестностях префектуры Яманаси по технологии JR-Maglev. Скорость, достигнутая в процессе испытаний MLX01-901 с пассажирами 2 декабря 2003, составила 581 км/ч.

Там же, в Японии, к открытию выставки Expo 2005 в марте 2005 введена в коммерческую эксплуатацию новая трасса. 9-километровая линия Линимо (Нагоя) состоит из 9 станций. Минимальный радиус — 75 м, максимальный уклон — 6 %. Линейный двигатель позволяет поезду разгоняться до 100 км/ч за считанные секунды. Линия обслуживает территорию, прилегающую к месту проведения выставки, университету префектуры Айти, а также некоторые районы Нагакутэ. Поезда изготовлены компанией Chubu HSST Development Corp.

В 2027 году планируется открытие регулярного движения между центральной частью Токио и портом Нагоя.

16 апреля 2015 года поезд на магнитной подушке японской компании Central Japan Railway установил новый рекорд скорости, разогнавшись до 590 километров в час. Состав из семи вагонов шел на этой скорости в течение 19 секунд во время испытаний на участке железной дороги из города Уэнохара в Фуэфуки.

21 апреля 2015 года в ходе испытаний на экспериментальном участке путей протяженностью 42,8 километра в префектуре Яманаси состав смог развить скорость до 603 километров в час.