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HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA, TECNOLOGÍA, OBJETOS ALREDEDOR DE NOSOTROS
Magnetoplano. Historia de la invención y la producción.
Directorio / La historia de la tecnología, la tecnología, los objetos que nos rodean. Un tren maglev, levitación magnética o maglev (del inglés magnetic levitation - "levitación magnética") es un tren sostenido sobre el firme de la carretera, impulsado y controlado por la fuerza de un campo electromagnético. Tal tren, a diferencia de los trenes tradicionales, no toca la superficie del riel durante el movimiento. Dado que hay un espacio entre el tren y la superficie de la vía, se elimina la fricción entre ellos y la única fuerza de frenado es la resistencia aerodinámica. Se refiere al transporte de monorriel (aunque en lugar de un riel magnético, se puede organizar un canal entre los imanes, como en JR-Maglev).
El magnetoplano es un intento serio de competir con la aviación. Con toda la velocidad de los aviones, los aeródromos generalmente se construyen lejos del centro, por lo que se necesitan otras 1,5-2 horas para llegar a ellos. Al mismo tiempo, las estaciones de tren son mucho más convenientes. Por supuesto, no es fácil diseñar un tren convencional que pueda competir con un avión. Aunque solo sea porque a una velocidad de 500 kilómetros por hora, las fuerzas centrífugas amenazan con romper las ruedas. Solo hay una salida: abandonar las ruedas. El fundador de la cosmonáutica, Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky, allá por 1927, propuso construir un aerodeslizador. Pasaron muchos años hasta que los ingenieros franceses intentaron realizar esta idea en la década de 1960. Sin embargo, el intento no tuvo éxito. El automóvil experimental se precipitó a lo largo de la rampa de concreto a una velocidad increíble, llenando los alrededores con el rugido salvaje de dos motores de avión. Uno de los motores creaba un colchón de aire, mientras que el segundo era "responsable" del empuje horizontal. Conociendo los estrictos requisitos ambientales en Europa, uno puede adivinar que incluso un ruido fue suficiente para poner fin al proyecto. Por la misma razón, por cierto, las locomotoras con motores turborreactores e incluso con motores de turbina de gas mucho más silenciosos no han encontrado aplicación. Los compresores potentes pueden crear un colchón de aire, pero dónde encontrar los motores adecuados para su trabajo. Los diesel consumen demasiado combustible. Hasta el momento, no existen motores eléctricos autónomos aptos para su instalación en vehículos de transporte de esta clase. Afortunadamente, se encontró otra forma y, aparentemente, la óptima: "colgar" el tren sobre (o debajo) de los rieles. Esta solución fue encontrada por el ingeniero alemán Hermann Kemper en 1934. Llamó a su invento la suspensión magnética. El trabajo de la suspensión de Kemper se basa en el conocido principio: los polos de los imanes del mismo nombre se repelen entre sí. La forma más fácil de implementar la idea es diseñar tanto la vía como la parte inferior del tren con imanes permanentes con la orientación adecuada de los polos. La tracción será creada por un motor eléctrico lineal. Tal motor tiene un rotor y un estator peculiares. A diferencia de un motor eléctrico convencional, donde se doblan en anillos, aquí se estiran en tiras. Al encenderse uno por uno, los devanados del estator crean un campo magnético viajero. El estator fijado en la locomotora se introduce en este campo y mueve todo el tren. Sin embargo, una línea de este tipo con imanes permanentes es costosa y su fuerza de elevación es pequeña. Se sugiere otra opción: usar electroimanes en el tren y en los rieles. Pero, de nuevo, mantener los devanados de la vía energizados todo el tiempo es irracional. Esto significa que es necesario suministrar energía solo a aquellas bobinas sobre las que se encuentra actualmente el tren. Un campo magnético suficientemente fuerte de la composición conducirá la corriente en los devanados de la vía. A su vez, crearán un campo magnético. Otra forma de solucionar el problema es cubrir el camino con una aleación de baja resistencia eléctrica. Aparecerán corrientes de inducción en la aleación, que son suficientes para crear un fuerte campo magnético.
El trabajo en la creación de magnetoplanes ha estado ocurriendo durante más de una década en Alemania, EE. UU., Japón y Rusia. En la Unión Soviética, a principios de la década de 1980, apareció una sección lineal experimental de la pista y un automóvil experimental. Sin embargo, el asunto no fue más allá del experimento. Entonces, las ideas permanecieron en los proyectos para conectar los aeropuertos de Moscú Sheremetyevo y Domodedovo con la Terminal Aérea Central con la ayuda de un avión magnético, así como la ruta desde Ereván hasta el área turística a orillas del lago Sevan. El mayor éxito lo lograron los alemanes y los japoneses. Las firmas alemanas Henschel y Thyssen participaron en la implementación del programa Transrapid. A mediados de la década de 1980, se construyó una pista experimental con secciones lineales y de dos anillos. Probó un tren que alcanzó una velocidad de 500 kilómetros por hora. Además, se probaron estructuras de vías, desvíos, estructuras de estaciones y sistemas de seguridad. Se consideraron dos variantes de trenes, según la distancia y las rutas previstas. Para conectar las ciudades con los aeropuertos, se requieren dos autos para 164 personas, y para viajes interurbanos, diez autos más espaciosos para 820 personas. Los creadores de "Transrapid" me sorprendieron con un esquema de suspensión magnética simple y al mismo tiempo inesperado. Los diseñadores alemanes encontraron una solución paradójica: no utilizaron la repulsión de los polos iguales, sino la atracción de los opuestos. No es difícil colgar una carga sobre un imán y este sistema será estable. Es casi imposible colocar una carga debajo de un imán. La situación cambia radicalmente si se utiliza un electroimán controlado. Un sistema de control vigilante mantiene constante la distancia entre los imanes, unos pocos milímetros. Vale la pena la brecha para cambiar, y el sistema responde rápidamente. Cuando aumenta el espacio, aumenta la intensidad de la corriente en los imanes portadores y, por lo tanto, "jala" el automóvil, y cuando disminuye, disminuye la intensidad de la corriente y aumenta el espacio. Cabe señalar las serias ventajas del esquema. Los elementos magnéticos de la vía están protegidos de las influencias climáticas, además, su campo es mucho más débil debido a un espacio menor en un orden de magnitud entre la vía y el tren. Esto significa que se requieren corrientes de mucha menor fuerza. Como resultado, un tren de este diseño es mucho más económico. Los imanes portadores son alimentados por baterías a bordo que se recargan en cada estación. La corriente al motor eléctrico lineal se suministra únicamente en el tramo por el que circula el tren. Pero con todos los éxitos de Alemania, los trenes más rápidos circulan, o más bien vuelan, en Japón. A veces se los denomina "maglev" (a partir de la abreviatura y la fusión de dos palabras: levitación magnética). Estos trenes, que no tocan los rieles, siguen siendo una de las formas más eficientes de transporte público de superficie en Japón. El récord absoluto establecido por Maglev es de 531 kilómetros por hora para un tren operado manualmente y 550 kilómetros por hora para un tren con piloto automático. Todas las pruebas de los trenes de levitación magnética se llevan a cabo en una vía especial línea por línea en la prefectura de Yamanashi en 1997. Autor: Musskiy S.A.
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