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Cómo Maglev trenes de trabajo

La primera línea de maglev comercial hizo su debut en diciembre de 2003. Más información sobre ésta y otras líneas maglev en las obras.

Introducción a Cómo Maglev trenes de trabajo

Si usted ha estado a un aeropuerto últimamente, te habrás dado cuenta que el transporte aéreo es cada vez más congestionado. A pesar de los frecuentes retrasos, aviones todavía proporcionan la manera más rápida de cientos o miles de millas. El transporte aéreo de pasajeros revolucionó la industria del transporte en el siglo pasado, dejando que las personas recorren grandes distancias en cuestión de horas en lugar de días o semanas.

Las únicas alternativas a los aviones - pies, coches, autobuses, barcos y trenes convencionales - son demasiado lentos para la sociedad de ritmo rápido de hoy. Sin embargo, hay una nueva forma de transporte que podría revolucionar el transporte del siglo 21 la forma en que los aviones hicieron en el siglo 20.

Algunos países están utilizando poderosos electroimanes para desarrollar trenes de alta velocidad, llamadas trenes de levitación magnética. Maglev es la abreviatura de levitación magnética, lo que significa que estos trenes flotarán sobre un carril-guía usando los principios básicos de imanes para sustituir los viejos trenes de ruedas de acero y de pista. En este artículo, usted aprenderá cómo funciona la propulsión electromagnética, cómo tres tipos específicos de trenes maglev trabajan y donde se puede montar uno de estos trenes.

Suspensión electromagnética (EMS)

Si alguna vez has jugado con imanes, ya sabes que los polos opuestos se atraen y polos iguales se repelen entre sí. Este es el principio básico detrás de propulsión electromagnética. Los electroimanes son similares a otros imanes en que atraen los objetos de metal, pero la atracción magnética es temporal. Como se puede leer en Cómo electroimanes Trabajo, usted puede crear fácilmente un pequeño electroimán ti mismo mediante la conexión de los extremos de un cable de cobre a los extremos positivos y negativos de un AA, C o D-cell batería. Esto crea un pequeño campo magnético. Si se desconecta cualquiera de los extremos del cable de la batería, el campo magnético es quitado.

El campo magnético creado en este experimento de alambre y la batería es la simple idea detrás de un sistema ferroviario tren de levitación magnética. Hay tres componentes de este sistema:

  1. Una gran fuente de energía eléctrica
  2. Bobinas metálicas que recubren un carril-guía o pista
  3. Las grandes imanes de guiado adjuntos a la parte inferior del tren
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Por encima es una imagen de la guía para la línea de prueba maglev Yamanashi en Japón.


La gran diferencia entre un tren de levitación magnética y un tren convencional es que los trenes maglev no tienen un motor -- al menos no el tipo de motor utilizado para tirar de carros típicos del tren a lo largo de cadenas de acero. El motor de los trenes de levitación magnética es más bien discreto. En lugar de usar combustibles fósiles, el campo magnético creado por las bobinas electrificadas en las paredes del carril y la pista se combinan para propulsar el tren.

En la siguiente sección, vamos a echar un vistazo más de cerca a la pista Maglev.

Ingeniería Extrema: Tren Maglev
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Ingeniería Extrema: Tren Maglev
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El Maglev Track

La bobina magnetizada corriendo por la pista, llamada carril-guía, repele los grandes imanes en tren de aterrizaje del tren, lo que permite que el tren levantar por levitación entre 0,39 y 3,93 pulgadas (1 a 10 centímetros) por encima de la vía guía. Una vez que el tren se levitó, se suministra energía a las bobinas dentro de las paredes de guıa para crear un sistema único de los campos magnéticos que tiran y empujan el tren a lo largo de la guía. La corriente eléctrica suministrada a las bobinas en las paredes carriles-guía está constantemente alterna a cambiar la polaridad de las bobinas magnéticas. Este cambio en la polaridad hace que el campo magnético en frente del tren para tirar del vehículo hacia adelante, mientras que el campo magnético detrás del tren de empuje añade más adelante.

Trenes Maglev flotan en un colchón de aire, eliminando la fricción. Esta falta de fricción y diseños aerodinámicos de los trenes permiten estos trenes para llegar a velocidades sin precedentes de transporte terrestre de más de 310 mph (500 kilómetros) por hora, o dos veces tan rápido como tren de cercanías más rápido de Amtrak. En comparación, un comercial Boeing-777 avión utilizado para vuelos de largo alcance puede alcanzar una velocidad máxima de alrededor de 562 mph (905 kph). Los desarrolladores dicen que los trenes maglev finalmente enlazar ciudades que son de hasta 1.000 millas (1.609 kilómetros) de distancia. A 310 kilómetros por hora, se puede viajar de París a Roma, en poco más de dos horas.

Alemania y Japón están desarrollando tanto la tecnología de tren de levitación magnética, y ambos están probando prototipos de sus trenes. (La empresa alemana "Transrapid Internacional" también tiene un tren en uso comercial. - Más sobre esto en la siguiente sección) Aunque está basado en conceptos similares, los trenes alemanes y japoneses tienen claras diferencias. En Alemania, los ingenieros han desarrollado un suspensión electromagnética (Ccsme) Sistema, llamado Transrapid. En este sistema, la parte inferior del tren se envuelve alrededor de una acero carril-guía. Electroimanes unidos a tren de aterrizaje del tren se dirigen hacia el carril-guía, que levita el tren cerca de 1/3 de pulgada (1 centímetro) por encima de la vía guía y mantiene el tren levitó incluso cuando no se está moviendo. Otros imanes de orientación integrados en el cuerpo del tren mantienen estables durante el viaje. Alemania ha demostrado que el tren de levitación magnética Transrapid puede alcanzar 300 mph con personas a bordo.

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MLX01 tren maglev de Japón

Suspensión electrodinámica (EDS)

Ingenieros japoneses están desarrollando una versión competidora de los trenes de levitación magnética que utilizan un suspensión electrodinámica (EDS) Del sistema, que se basa en la fuerza de repulsión de los imanes. La diferencia clave entre los trenes maglev japonés y alemán es que los trenes japoneses usan súper-enfriados, electroimanes superconductores. Este tipo de electroimán puede conducir la electricidad, incluso después de la fuente de alimentación se ha apagado. En el sistema EMS, que usa electroimanes estándar, las bobinas solamente conducen la electricidad cuando una fuente de alimentación está presente. Enfriando las bobinas a temperaturas frías, el sistema de Japón ahorra energy.However, el sistema criogénico utiliza para enfriar las bobinas pueden ser costosos.

Otra diferencia entre los sistemas es que los trenes japoneses levitar casi 4 pulgadas (10 centímetros) por encima del carril-guía. Una desventaja potencial en el uso del sistema EDS es que los trenes maglev deben rodar con neumáticos de goma hasta que alcanzan una velocidad de despegue de alrededor de 62 mph (100 kph). Ingenieros japoneses dicen las ruedas son una ventaja si un fallo de alimentación causó una parada del sistema. Transrapid tren de Alemania está equipado con una batería de alimentación de emergencia. Además, los pasajeros con marcapasos tendrían que ser protegido de los campos magnéticos generados por los electroimanes superconductores.

los Inductrack es un nuevo tipo de EDS que utiliza imanes permanentes de temperatura ambiente para producir los campos magnéticos en lugar de electroimanes alimentados o imanes superconductores enfriados. Inductrack utiliza una fuente de energía para acelerar el tren sólo hasta que comienza a levitar. Si la energía falla, el tren puede ralentizar gradualmente y parada sobre sus ruedas auxiliares.

La pista es en realidad un conjunto de circuitos eléctricamente en cortocircuito contienen alambre aislado. En un diseño, estos circuitos están alineados como peldaños en una escalera. A medida que el tren se mueve, un campo magnético repele el que los imanes, haciendo que el tren a levitar.


Hay dos diseños Inductrack: Inductrack I y II Inductrack. Inductrack I está diseñado para altas velocidades, mientras que Inductrack II es adecuado para velocidades lentas. Trenes Inductrack podrían levitar más alta con una mayor estabilidad. Mientras se está moviendo un par de millas por hora, un tren Inductrack se levitar casi una pulgada (2,54 centímetros) por encima de la pista. A mayor brecha encima de la pista significa que el tren no requeriría sistemas de detección de complejos para mantener la estabilidad.

Los imanes permanentes no se habían utilizado antes, porque los científicos pensaban que no iban a crear suficiente fuerza de levitación. El diseño Inductrack evita este problema mediante la disposición de los imanes en un Array Halbach. Los imanes están configurados de modo que la intensidad del campo magnético se concentra por encima de la matriz en lugar de debajo de ella. Están hechas de un material más reciente que comprende una aleación de neodimio-hierro-boro, que genera un campo magnético mayor. El diseño Inductrack II incorpora dos matrices Halbach para generar un campo magnético más fuerte a velocidades más bajas.

Dr. Richard Publicar en el Laboratorio Nacional Livermore en California subió con este concepto en respuesta a las preocupaciones de seguridad y costo. Las pruebas del prototipo llamaron la atención de la NASA, que otorgó un contrato a doctor Post y su equipo para explorar la posibilidad de utilizar el sistema Inductrack para lanzar satélites en órbita.

Accidentes Maglev

El 11 de agosto, 2006, un compartimiento del tren de levitación magnética en la línea del aeropuerto de Shanghai Transrapid se incendió. No hubo heridos, y los investigadores creen que el incendio fue causado por un problema eléctrico.

El 22 de septiembre de 2006, un tren de pruebas Transrapid en Emsland, Alemania tenía 29 personas a bordo durante una marcha de prueba cuando se estrelló en un coche de reparación que había sido dejado accidentalmente en la pista. El tren iba por lo menos 120 millas por hora (193 kilómetros) por hora en el momento. La mayoría de los pasajeros murieron en el primer accidente mortal de un tren de levitación magnética.

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Un tren Transrapid en las instalaciones de prueba de Emsland, Alemania.

Tecnología Maglev en uso

Mientras que el transporte de levitación magnética fue propuesta por primera vez hace más de un siglo, el primer tren maglev comercial hizo su debut en la prueba en Shanghai, China, en 2002 (haga clic aquí para más información), utilizando el tren desarrollado por la empresa alemana Transrapid Internacional. La misma línea hizo su primera abierta-to-the-run pública comercial cerca de un año después, en diciembre de 2003. La línea de Shanghai Transrapid actualmente se ejecuta desde y hacia la estación de Longyang Road en el centro de la ciudad y el aeropuerto de Pudong. Viajando a una velocidad media de 267 mph (430 kph), el viaje 19 millas (30 kilómetros) de toma menos de 10 minutos en el tren de levitación magnética en lugar de un viaje en taxi de una hora. China está construyendo una extensión de la línea de Shanghai que se extenderá 99 millas (160 kilómetros) a Hangzhou. La construcción está programada para comenzar en el otoño de 2006 y debe ser completado por el Shanghai Expo 2010. Esta línea será la primera línea de tren de levitación magnética para funcionar entre dos ciudades.

Varios otros países tienen planes para construir sus propios trenes de levitación magnética, pero la línea del aeropuerto de Shanghai sigue siendo la única línea maglev comercial. Ciudades estadounidenses de Los Angeles a Pittsburgh han tenido planes de líneas maglev en las obras, pero los gastos de la construcción de un sistema de transporte de levitación magnética ha sido prohibitivo. La administración de la Universidad de Old Dominion en Virginia tenía la esperanza de tener un Super Shuttle comprimir estudiantes de ida y vuelta a través del campus de comenzar de nuevo en el semestre de otoño de 2002, pero el tren permanece inmóvil mientras que la investigación continúa. los Americana Maglev Empresa es la construcción de un prototipo utilizando una tecnología similar en Georgia que tiene previsto terminar en el otoño de 2006.

Para obtener más información sobre los trenes de levitación magnética y temas relacionados, echa un vistazo a los enlaces de la página siguiente.

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