مگلو (Maglev)

Maglev، مخفف شناور مغناطیسی، به سیستم حمل‌ونقل ریلی اشاره می‌کند که در آن وسایل نقلیه توسط نیروهای الکترومغناطیسی بالای یک راهنما معلق می‌شوند و در نتیجه نیاز به چرخ‌ها را از بین می‌برند و مقاومت غلتشی را از بین می‌برند.

Maglev (برگرفته از جلوگیری مغناطیسی) یک سیستم حمل‌ونقل ریلی است که وسایل نورد آن توسط آهنرباهای الکترومغناطیس به جای چرخاندن روی چرخ‌ها حرکت می‌کند و مقاومت غلتشی را از بین می‌برد.

در مقایسه با سیستم‌های ریلی معمولی، قطارهای مغناطیسی دارای چندین مزیت، از جمله افزایش سرعت نگهداری و افزایش سرعت بالا هستند. هزینه ها، بهبود عملکرد در شیب ها و کاهش سطح نویز. با این وجود، این سیستم‌ها هزینه‌های ساخت‌وساز بالاتری را متحمل می‌شوند، با زیرساخت‌های راه‌آهن موجود ناسازگار هستند و انرژی بیشتری را در سرعت‌های بالا مصرف می‌کنند.

قطارهای Maglev معیارهای سرعت چندگانه را ایجاد کرده‌اند. در سال 2015، ماگلو آزمایشی سری L0 ژاپنی به رکورد سرعت قطار 603 کیلومتر در ساعت (375 مایل در ساعت) دست یافت. از سال 2002 تا 2021، قطار Maglev شانگهای با استفاده از فناوری Transrapid آلمان، رکورد بالاترین سرعت عملیاتی قطار مسافری را با سرعت 431 کیلومتر در ساعت (268 مایل در ساعت) حفظ کرد. این سرویس فرودگاه بین‌المللی پودونگ شانگهای را به مناطق پیرامونی پودونگ مرکزی، شانگهای متصل می‌کند. این قطار که در اوج سرعت تاریخی خود کار می کرد، مسافت 30.5 کیلومتر (19 مایل) را در اندکی بیشتر از 8 دقیقه طی کرد که منجر به سرعت متوسط ​​228.75 کیلومتر در ساعت شد.

سیستم های Maglev از روش های متنوعی برای دستیابی به شناور استفاده می کنند که عموماً به دو دسته الکترومغناطیسی (EDSsuspension) و تعلیق الکترومغناطیسی (EDSsuspension) (EMSS) تقسیم می شوند. پیشرانه معمولاً توسط یک موتور خطی تسهیل می شود. انرژی مورد نیاز برای شناور معمولاً بخش کوچکی از کل انرژی مصرفی در عملیات مگلو با سرعت بالا را تشکیل می دهد. در عوض، مصرف انرژی اولیه به سمت غلبه بر کشش آیرودینامیکی هدایت می شود. فناوری Vactrain به عنوان یک راه حل بالقوه برای کاهش این محدودیت انرژی خاص پیشنهاد شده است.

علی‌رغم بیش از یک قرن تحقیق و توسعه اختصاصی، در حال حاضر تنها هفت سیستم مگلو عملیاتی در سطح جهان وجود دارد: چهار در چین، دو در کره جنوبی، و یک مورد در ژاپن.

در حال حاضر، دو خط بین‌شهری maglev Chkanū در حال ساخت هستند. ناگویا (با گسترش برنامه ریزی شده به اوزاکا)، و یک خط جداگانه که چانگشا و لیو یانگ را در استان هونان چین به هم متصل می کند.

تاریخچه

توسعه

در اواخر دهه 1940، اریک لیثویت، مهندس برق بریتانیایی و استاد دانشگاه منچستر، در ایجاد اولین مدل عملیاتی در مقیاس کامل موتور القایی خطی پیشگام بود. متعاقباً، در سال 1964، کرسی استادی در مهندسی برق سنگین در امپریال کالج لندن گرفت و در آنجا کار موفق خود را در زمینه توسعه موتور خطی پیش برد. موتورهای خطی با توجه به ویژگی ذاتی آنها در عدم نیاز به تماس فیزیکی بین وسیله نقلیه و راهنما، به طور گسترده ای در سیستم های حمل و نقل پیشرفته در دهه 1960 و 1970 مورد استفاده قرار گرفتند. لیثویت در یکی از این ابتکارات شرکت کرد، پروژه Tracked Hovercraft RTV-31، واقع در نزدیکی کمبریج، انگلستان، قبل از لغو آن در سال 1973.

موتورهای خطی ذاتاً برای ادغام با سیستم های maglev مناسب بودند. در اوایل دهه 1970، لیثویت یک پیکربندی مغناطیسی جدید به نام «رودخانه مغناطیسی» را ابداع کرد که یک موتور خطی منفرد را قادر می‌سازد هم نیروی بالابر و هم نیروی محرکه تولید کند، در نتیجه ساخت سیستم‌های مگلو با استفاده از یک آرایه منفرد آهنربا را تسهیل می‌کند. با همکاری تیم‌هایی از شرکت‌های مختلف مهندسی عمران در بخش تحقیقات راه‌آهن بریتانیا در دربی، سیستم «شار عرضی» متعاقباً به یک نمونه اولیه کاربردی تبدیل شد.

اولین محرک تجاری مگلو، با نام «MAGLEV» در سال 1984 در نزدیکی بیرمنگام انگلستان فعالیت رسمی خود را آغاز کرد. این سیستم یک بخش مونوریل 600 متری (2000 فوت) مرتفع را طی کرد و فرودگاه بیرمنگام را به ایستگاه راه آهن بین‌المللی بیرمنگام متصل کرد و به سرعت 42 کیلومتر در ساعت (26 مایل در ساعت) رسید. با این حال، این سیستم در سال 1995 به دلیل مشکلات مداوم قابلیت اطمینان از کار افتاد.

اولین پتنت Maglev

پتنت های متعددی در مورد حمل و نقل پرسرعت به مخترعان در سطح جهان اعطا شده است. قابل توجه، اولین حق ثبت اختراع مربوط، U.S. ثبت اختراع 714,851، که در 2 دسامبر 1902 به آلبرت سی آلبرتسون اعطا شد، شناور مغناطیسی را برای کاهش بخشی از بار روی چرخ‌ها و در عین حال حفظ مکانیسم‌های پیشران معمولی گنجانده بود.

پتنت های اولیه ایالات متحده برای قطارهای موتوری خطی به مخترع آلمانی آلفرد زهدن، به ویژه U.S. ثبت اختراع 782,312 در 14 فوریه 1905 و U.S. ثبت اختراع RE12700 در 21 اوت 1907. متعاقباً، در سال 1907، F. S. Smith یک سیستم حمل و نقل الکترومغناطیسی پیشگام دیگر را توسعه داد. در سال 1908، شهردار کلیولند، تام ال. جانسون، حق ثبت اختراع را برای "راه آهن پرسرعت" بدون چرخ به دست آورد که از یک میدان مغناطیسی القایی برای شناور استفاده می کرد. این وسیله نقلیه معلق، که به طنز "رعد و برق روغنی" نامیده می شود، در یک مسیر آزمایشی 90 فوتی در زیرزمین جانسون کار می کرد و طبق گزارش ها به "کاملاً بی صدا و بدون کمترین لرزش" دست یافت. بین سال‌های 1937 و 1941، هرمان کمپر یک سری حق ثبت اختراع آلمانی برای قطارهای شناور مغناطیسی که توسط موتورهای خطی رانده می‌شوند، اعطا شد. مفهوم اولیه قطار Maglev در U.S. ثبت اختراع 3,158,765، با عنوان "سیستم حمل و نقل مغناطیسی"، ثبت شده توسط G. R. Polgreen در 25 اوت 1959. اصطلاح "maglev" برای اولین بار در یک پتنت ایالات متحده در "سیستم هدایت شناور مغناطیسی" منتسب به Canadian Patents

نیویورک، ایالات متحده، 1912

در سال 1912، امیل باچله، مخترع فرانسوی-آمریکایی، نمونه اولیه قطاری را که از شناور و نیروی محرکه الکترومغناطیسی استفاده می‌کرد، در مونت ورنون، نیویورک به نمایش گذاشت. حق اختراع اولیه Bachelet مربوط به این فناوری، U.S. ثبت اختراع 1,020,942، در سال 1912 صادر شد. مکانیسم نیروی محرکه بر جذب اجزای آهنی درون قطار توسط شیر برقی های جریان مستقیم که به صورت استراتژیک در امتداد مسیر قرار گرفته بودند، متکی بود. شناور شدن از طریق دافعه بین صفحه پایه آلومینیومی قطار و آهنرباهای الکتریکی جریان ضربانی واقع در زیر مسیر به دست آمد. این پالس ها توسط وقفه کننده همگام سازی اختصاصی Bachelet که در U.S. ثبت اختراع 986,039 که با 220 VAC عرضه شد. همانطور که قطار پیشروی می کرد، به صورت دینامیکی برق را به بخش ریل خاصی که اشغال می کرد تغییر داد. باشله بعداً مدل خود را در لندن، انگلستان، در سال 1914 نشان داد، که منجر به ادغام Bachelet Levitated Railway Syndicate Limited در 9 ژوئیه در لندن، درست چند هفته قبل از شروع جنگ جهانی اول شد.

پتنت بعدی باچله، U.S. حق اختراع 1,020,943 که در همان روز اول او اعطا شد، طرحی را پیشنهاد کرد که در آن آهنرباهای الکترومغناطیس شناور در قطار ادغام می‌شدند و مسیر از صفحه آلومینیومی تشکیل می‌شد. او در حق ثبت اختراع اظهار داشت که این پیکربندی ساختاری به‌طور قابل‌توجهی مقرون‌به‌صرفه‌تر ارائه می‌دهد، اگرچه او به صورت فیزیکی آن را نشان نداد.

نیویورک، ایالات متحده، 1968

در سال 1959، جیمز پاول، محقق آزمایشگاه ملی بروکهاون (BNL)، در حالی که یک تاخیر ترافیکی را در پل Throgs Neck تجربه می کرد، ایده حمل و نقل با معلق مغناطیسی را در سر داشت. پاول، با همکاری همکار BNL، گوردون دانبی، یک مفهوم مگلو را با استفاده از آهنرباهای ساکن نصب شده بر روی یک وسیله نقلیه متحرک برای القای نیروهای بالابر و تثبیت الکترودینامیکی در حلقه های پیکربندی شده خاص، مانند سیم پیچ های شکل 8، در یک راهنما ایجاد کرد. اختراعات این سیستم بین سالهای 1968 و 1969 تضمین شد.

ژاپن، 1969

ژاپن در حال حاضر از دو سیستم مجزای قطار maglev که به طور مستقل توسعه یافته اند استفاده می کند: HSST (و جانشین آن، خط Linimo) که توسط خطوط هوایی ژاپن مدیریت می شود و SCMaglev که توسط شرکت راه آهن مرکزی ژاپن اداره می شود.

توسعه SCMaglev در سال 1969 آغاز شد. اجرای موفقیت آمیز افتتاحیه آن در یک مسیر کوتاه در موسسه تحقیقات فنی راه آهن ملی ژاپن (JNR's) در سال 1972 رخ داد. در سال 1979، قطارهای مگلو در مسیر آزمایشی میازاکی با سرعت 7 کیلومتر متوالی به دست آمد. در ساعت (321 مایل در ساعت). پس از تصادفی که قطار را ویران کرد، طرح اصلاح شده ای اتخاذ شد. در اوکازاکی، ژاپن، در سال 1987، SCMaglev برای تست سواری عمومی در طول نمایشگاه Okazaki مورد استفاده قرار گرفت. آزمایش در میازاکی در طول دهه 1980 ادامه یافت و سپس به یک مسیر آزمایشی 20 کیلومتری (12 مایلی) قابل توجهی در یاماناشی در سال 1997 انتقال یافت. در سال 2015، رکورد سرعت جهانی برای قطارهای خدمه، 603 کیلومتر در ساعت (375 مایل در ساعت) در آنجا ثبت شد.

برنامه توسعه HSST در سال 1974 آغاز شد. در تسوکوبا، ژاپن، در سال 1985، HSST-03 (Linimo) علیرغم محبوبیت قابل توجهی در سرعت Tsukuba در بالاترین میزان 190 کیلومتر در ساعت، به دست آورد. متعاقباً، در سایتامای ژاپن، در سال 1988، HSST-04-1 در نمایشگاه Saitama در Kumagaya رونمایی شد و به حداکثر سرعت ثبت شده 300 کیلومتر در ساعت (190 مایل در ساعت) دست یافت.

Chuo Shinkansen، یک خط جدید Maglev با سرعت بالا، ساخت و ساز را در سال 2014 آغاز کرد. این پروژه شامل گسترش مسیر آزمایشی SCMaglev موجود در Yamanashi در هر دو جهت است. تاریخ تکمیل پیش‌بینی‌شده برای بخش اولیه 2034 است، با پیش‌بینی تمدید آن تا اوزاکا برای سال 2037. برآورد قبلی در سال 2027 پس از رد مجوز ساخت‌وساز ضروری توسط یک مقام دولتی محلی غیرممکن شد.

هامبورگ، آلمان، 1979

Transrapid 05 نشان‌دهنده افتتاحیه قطار مگلو با پیشرانه استاتور بلند است که برای خدمات مسافری تأیید شده است. در سال 1979، یک مسیر 908 متری (2979 فوت) در هامبورگ برای اولین نمایشگاه بین المللی حمل و نقل (IVA 79) افتتاح شد. منافع عمومی قابل توجه بود و منجر به تمدید سه ماهه عملیات پس از نمایشگاه شد که طی آن بیش از 50000 مسافر جابجا شدند. متعاقباً، Transrapid 05 در سال 1980 در کاسل دوباره مونتاژ شد.

رامنسکویه، مسکو، اتحاد جماهیر شوروی، 1979در سال 1979، شهر شوروی رامنسکویه، واقع در استان مسکو، یک مرکز آزمایشی آزمایشی برای انجام آزمایش‌هایی با وسایل نقلیه شناور مغناطیسی تأسیس کرد. این سایت آزمایشی در ابتدا دارای یک رمپ 60 متری بود که متعاقباً به 980 متر گسترش یافت. بین اواخر دهه 1970 و 1980، پنج خودروی نمونه ساخته شد که از TP-01 (ТП-01) تا TP-05 (ТП-05) تعیین شده بودند. این نمونه های اولیه برای دستیابی به سرعت تا 100 کیلومتر در ساعت (62 مایل در ساعت) طراحی شده بودند.

ساخت مسیر maglev، با استفاده از فناوری توسعه یافته در رامنسکویه، در سال 1987 در اتحاد جماهیر شوروی ارمنستان آغاز شد و انتظار می رفت در سال 1991 تکمیل شود. هدف این مسیر پیشنهادی ایجاد ارتباط بین شهرهای ایروان و Sevanovyan بود. سرعت طراحی اولیه 250 کیلومتر در ساعت (160 مایل در ساعت) بعداً به 180 کیلومتر در ساعت (110 مایل در ساعت) کاهش یافت. با این وجود، این پروژه به دلیل زلزله 1988 اسپیتاک و جنگ اول قره باغ کوهستانی به حالت تعلیق درآمد. در نهایت، تنها بخشی از ساختار روگذر تکمیل شد.

در اوایل دهه 1990، مرکز تحقیقات مهندسی "TEMP" (ИНЦ "ТЭМП") کار بر روی فناوری maglev را به سفارش دولت مسکو از سر گرفت. این ابتکار که پروژه V250 (В250) نامگذاری شد، یک قطار پرسرعت مگلو را پیش بینی کرد که مسکو را به فرودگاه شرمتیوو متصل می کرد. قطار پیشنهادی دارای واگن های 64 نفره خواهد بود و با سرعت 250 کیلومتر در ساعت (160 مایل در ساعت) کار می کند. اما این پروژه در سال 93 به دلیل بحران مالی متوقف شد. متعاقباً، از سال 1999، مرکز تحقیقاتی "TEMP" به عنوان یک توسعه دهنده به فناوری موتور خطی برای سیستم مونوریل مسکو کمک کرد.

بیرمنگام، 1984–1995، بریتانیا

سیستم مگلو تجاری افتتاحیه جهان از سال 1984 تا 1995 به عنوان یک سرویس شاتل کم سرعت بین ترمینال فرودگاه بیرمنگام و ایستگاه راه آهن بین المللی بیرمنگام در مجاورت آن کار می کرد. این سیستم دارای یک مسیر 600 متری (2000 فوتی) بود که قطارها در ارتفاع 15 میلی متری و 15 میلی متری شبکه الکترومغناطیسی حرکت می کردند. توسط موتورهای القایی خطی به پیش رانده می شود. علیرغم محبوبیت اولیه آن در طی 11 سال کارکرد، اجزای الکترونیکی سیستم از فرسودگی روزافزون رنج می بردند که منجر به غیرقابل اعتماد شدن تدریجی و در نهایت بسته شدن آن در سال 1995 شد. یکی از وسایل نقلیه اصلی در حال حاضر در Railworld در Peterborough، در کنار قطار شناور RTV31 به نمایش گذاشته شده است. واحد دیگری در موزه لوکوموشن در شیلدون، شهرستان دورهام به نمایش گذاشته شده است.

ساخت این پیوند با چندین شرایط سودمند تسهیل شده است:

• وسیله نقلیه تحقیقاتی ریلی بریتانیا 3 تن وزن داشت و طراحی آن اجازه می داد تا به یک وسیله نقلیه 8 تنی به راحتی مقیاس شود.
• زیرساخت برق کافی به راحتی قابل دسترسی بود.
• سازه‌های فرودگاه و راه‌آهن موجود برای استفاده به‌عنوان سکوهای پایانه قابل انطباق بودند.
• این مسیر فقط به یک گذرگاه از روی یک جاده عمومی نیاز داشت و از شیب های تند اجتناب می کرد.
• زمین مورد نیاز قبلاً تحت مالکیت سازمان راه آهن یا فرودگاه بود.
• حمایت قوی از سوی صنایع محلی و شوراهای شهرداری جلب شد.
• کمک مالی دولتی تامین شد و تلاش‌های مشترک بین سازمان‌ها منجر به کاهش هزینه‌های فردی شد.

به دنبال از کار انداختن سیستم در سال 1995، راهنمای اصلی تا سال 2003 بدون استفاده باقی ماند، زمانی که با یک سیستم جابجایی افراد با کابل، AirRail Link Cable Liner جایگزین شد.

Emsland، آلمان، 1984–2011

Transrapid، یک شرکت آلمانی maglev، یک مسیر آزمایشی 31.5 کیلومتری (19.6 مایلی) را در Emsland اداره کرد. این خط تک مسیر، مجهز به حلقه های چرخشی در هر پایانه، دورپن و لاتن را به هم متصل می کرد. قطارهای این مرکز به طور معمول به سرعت 420 کیلومتر در ساعت (260 مایل در ساعت) می‌رسیدند و مسافرانی که پول پرداخت می‌کردند در مرحله آزمایش جابه‌جا می‌شدند. ساخت تاسیسات آزمایشی در سال 1980 آغاز شد و در سال 1984 به پایان رسید.

در سال 2006، تصادف قطار مگلو در لاتن منجر به کشته شدن 23 نفر شد. علت وقوع این حادثه خطای انسانی در اجرای بررسی های ایمنی بوده است. در نتیجه، خدمات مسافری از سال 2006 به بعد متوقف شد. مجوز بهره برداری از تاسیسات در پایان سال 2011 منقضی شد و تمدید نشد. در اوایل سال 2012، مجوز تخریب زیرساخت‌های آن، از جمله مسیر و کارخانه صادر شد.

در مارس 2021، گزارش‌ها نشان داد که CRRC در حال بررسی احیای احتمالی مسیر آزمایشی Emsland است. این پیشرفت پس از رونمایی CRRC در ماه مه 2019 از نمونه اولیه "CRRC 600" خود، که برای دستیابی به سرعت 600 کیلومتر در ساعت (370 مایل در ساعت) طراحی شده است.

ونکوور، کانادا، و هامبورگ، آلمان (1986-1988)

در نمایشگاه 86 در ونکوور، کانادا، HSST-03 که توسط شرکت توسعه HSST (همکاری بین خطوط هوایی ژاپن و شرکت سومیتومو) توسعه یافته است، به نمایش گذاشته شد. این سیستم در یک مسیر آزمایشی 400 متری (0.25 مایلی) کار می‌کرد و میهمانان را با یک ماشین در امتداد بخش کوتاهی در محوطه نمایشگاه سوار می‌کرد. متعاقباً پس از نمایشگاه حذف شد و در نمایشگاه Aoi در سال 1987 به نمایش درآمد و اکنون به عنوان یک نمایشگاه ثابت در پارک اوکازاکی مینامی نگهداری می‌شود.

9. (1993–2022، 2025–اکنون)

کره جنوبی توسعه قطار بومی مگلو خود را در سال 1993 تکمیل کرد که متعاقباً در نمایشگاه Daejeon 93 به نمایش گذاشته شد. این فناوری تا سال 2006 در UTM-02، یک سیستم مغناطیسی کاملاً عملیاتی که قادر به سرعت 110 کیلومتر در ساعت (68 مایل در ساعت) بود، اصلاح شد. این مدل نهایی در Maglev فرودگاه اینچئون ادغام شد، که در 3 فوریه 2016 عملیات خود را آغاز کرد. این دستاورد، کره جنوبی را به عنوان چهارمین کشور خود Maglev در فرودگاه اینچئون ادغام کرد. فرودگاه بین‌المللی بیرمنگام پادشاهی، M-Bahn برلین آلمان و Linimo ژاپن. این خط فرودگاه بین المللی اینچئون را به ایستگاه Yongyu و مجتمع تفریحی در جزیره Yeongjong متصل می کند. این سیستم ترانسفر به مترو متروپولیتن سئول در ایستگاه فرودگاه بین‌المللی اینچئون AREX را تسهیل می‌کند و به صورت رایگان ارائه می‌شود و بین ساعت‌های 9 صبح تا 6 بعدازظهر با فواصل زمانی 15 دقیقه‌ای کار می‌کند.

سیستم maglev توسعه مشترکی بین موسسه ماشین‌آلات و مواد کره جنوبی (KIMM) و هیوندای روتم بود. طول آن 6.1 کیلومتر (3.8 مایل)، شامل شش ایستگاه است، و با سرعت 110 کیلومتر در ساعت (68 مایل در ساعت) کار می‌کند.

دو مرحله دیگر نیز برنامه‌ریزی شده است که به ترتیب 9.7 کیلومتر (6 مایل) و 37.4 کیلومتر (23.2 مایل) اندازه‌گیری می‌شوند. پس از تکمیل، پیش بینی می شود که سیستم یک خط دایره ای تشکیل دهد.

این خط در ژوئیه 2022 فعالیت خود را متوقف کرد و قرار است در اکتبر 2025 بازگشایی شود.

آلمان/چین (2010–اکنون)

سیستم حمل و نقل Bögl (TSB) یک سیستم مگلو بدون راننده است که توسط شرکت ساخت و ساز آلمانی Max Bögl از سال 2010 توسعه یافته است. کاربرد اصلی آن برای مسافت های کوتاه تا متوسط (تا 30 کیلومتر) و سرعت تا 150 کیلومتر در ساعت است که برای استفاده هایی مانند شاتل های فرودگاهی مناسب است. از سال 2012، این شرکت اجرای آزمایشی را در یک مسیر آزمایشی به طول 820 متر در دفتر مرکزی خود در Sengenthal، Upper Palatinate، آلمان انجام داده است. از سال 2018، این آزمایش‌ها بیش از 100000 دویدن را جمع‌آوری کردند که مسافتی بیش از 65000 کیلومتر را طی کردند.

در سال 2018، Max Bögl با شرکت چینی Chengdu Xinzhu Road & شرکت ماشین سازی پل، حقوق انحصاری تولید و بازاریابی سیستم را در چین به شریک چینی اعطا می کند. این همکاری منجر به ساخت یک خط نمایشی به طول 3.5 کیلومتر (2.2 مایل) در نزدیکی چنگدو، چین، با دو وسیله نقلیه در ژوئن 2020 شد. تا فوریه 2021، یک وسیله نقلیه در مسیر آزمایشی چین به حداکثر سرعت 169 کیلومتر در ساعت (105 مایل در ساعت) دست یافت.

چین (از سال 2000)

طبق گزارش هیئت بین‌المللی Maglev، حداقل چهار برنامه تحقیقاتی Maglev در حال حاضر در چین در حال انجام است، به‌ویژه در دانشگاه جیائوتنگ جنوب غربی (چنگدو)، دانشگاه تونگجی (شانگهای)، شرکت خودروهای راه‌آهن CRRC تانگشان-چانگچون، و گروه صنعت هواپیمای چنگدو. آخرین نمونه اولیه پرسرعت، که در ژوئیه 2021 رونمایی شد، توسط CRRC Qingdao Sifang تولید شد.

سیستم های سرعت کم تا متوسط

توسعه سیستم‌های مگلو با سرعت کم تا متوسط توسط CRRC، که با سرعت 100 تا 200 کیلومتر در ساعت (62 تا 124 مایل در ساعت) کار می‌کنند، افتتاح خطوطی مانند Changsha Maglev Express در سال 2016 و خط S1 پکن در سال 2017 را تسهیل کرده است. و سازگار با خط چانگشا، مرحله آزمایش خود را با موفقیت به پایان رساند. این وسیله نقلیه که از سال 2018 در حال توسعه است، 30 درصد بهبود راندمان کشش و 60 درصد افزایش سرعت را در مقایسه با وسایل نورد موجود در خط نشان می دهد. این خودروها در جولای 2021 شروع به کار کردند و به حداکثر سرعت 140 کیلومتر در ساعت (87 مایل در ساعت) دست یافتند. همزمان، CRRC Zhuzhou Locomotive در آوریل 2020 توسعه مداوم مدلی را که برای سرعت 200 کیلومتر در ساعت (120 مایل در ساعت) طراحی شده است، اعلام کرد.

سیستم های پرسرعت

در حال حاضر، دو ابتکار متمایز در حال توسعه سیستم‌های مگلو پرسرعت هستند که سرعت عملیاتی بین 300 تا 620 کیلومتر در ساعت (190 تا 390 مایل در ساعت) را هدف قرار می‌دهند.

• اولین ابتکار از فناوری Transrapid استفاده می‌کند که در قطار مغناطیسی شانگهای به کار می‌رود و توسط CRRC تحت یک قرارداد مجوز با Thyssen-Krupp در حال توسعه است.
  • در سال 2006، نمونه اولیه دلفین CM1، که برای سرعت 500 کیلومتر در ساعت (310 مایل در ساعت) طراحی شده بود، رونمایی شد و متعاقباً آزمایش روی یک مسیر جدید 1.5 کیلومتری (0.93 مایلی) واقع در دانشگاه تونگجی، شمال غربی شانگهای آغاز شد.
  • نمونه خودروی CRRC 600 با سرعت 600 کیلومتر در ساعت (370 مایل در ساعت) در سال 2019 توسعه یافت و آزمایش آن در ژوئن 2020 آغاز شد.
  • تا مارس 2021، یک مدل با سرعت 300 کیلومتر در ساعت (190 مایل در ساعت) عملیات آزمایشی خود را آغاز کرده بود.
  • در جولای 2021، ماگلو CRRC 600 که برای دستیابی به سرعت تا 600 کیلومتر در ساعت (370 مایل در ساعت) مهندسی شده بود، به طور رسمی در چینگدائو ارائه شد. گزارش شده است که این وسیله نقلیه سریعترین سیستم حمل و نقل زمینی در سطح جهان است.
  • هم‌زمان، یک مسیر آزمایشی پرسرعت در چین در حال ساخت است و در آوریل 2021، بحث‌هایی در مورد بازگشایی احتمالی تأسیسات آزمایشی Emsland در آلمان انجام شد.
• دومین نمونه اولیه پرسرعت ناسازگار با تکنولوژی به طور مشترک توسط Max Bögl و Chengdu Xinzhu Road & Bridge Machinery Co. Ltd.، و در ژانویه 2021 رونمایی شد. این طرح "Super Bullet Maglev" که در دانشگاه جیائوتونگ جنوب غربی در چنگدو توسعه یافته است، دارای آهنرباهای ابررسانا با دمای بالا است، برای سرعت 620 کیلومتر در ساعت (390 مایل در ساعت) مهندسی شده است و در یک مسیر آزمایشی (1800-m/180) نشان داده شده است.

  بررسی اجمالی فناوری

  در تصور رایج، maglev اغلب تصویر یک مسیر مونوریل مرتفع را که توسط یک موتور خطی به حرکت در می‌آید تداعی می‌کند. با این حال، سیستم‌های maglev را می‌توان به‌عنوان مونوریل یا دو ریل پیکربندی کرد - برای مثال، SCMaglev MLX01 از یک راهنمای سنگر مانند استفاده می‌کند - و همه قطارهای مونوریل از فناوری مگلو استفاده نمی‌کنند. برخی از سیستم‌های حمل‌ونقل ریلی از موتورهای خطی برای نیروی محرکه استفاده می‌کنند، اما از الکترومغناطیس برای شناور کردن وسایل نقلیه استفاده نمی‌کنند. این قطارها با چرخ کار می کنند و جزء مگلوها طبقه بندی نمی شوند. مسیرهای Maglev، صرف نظر از اینکه مونوریل یا دو ریل هستند، می توانند در تونل های زیرزمینی یا سطحی ساخته شوند. برعکس، مسیرهای غیر مگلو، به طور مشابه، می توانند مرتفع یا زیرزمینی باشند. برخی از قطارهای مگلو دارای چرخ هایی هستند که به عنوان وسایل نقلیه چرخدار موتوری خطی با سرعت کمتر عمل می کنند، اما در سرعت های بالاتر به سمت شناور شدن حرکت می کنند. این مشخصه عملیاتی برای قطارهای مغناطیسی تعلیق الکترودینامیکی است که در آن عوامل آیرودینامیکی نیز ممکن است در فرآیند شناور شدن نقش داشته باشند.

  دو طبقه بندی اصلی فناوری maglev عبارتند از:

  • تعلیق الکترومغناطیسی (EMS)، که از آهنرباهای الکترومغناطیسی کنترل شده در قطار برای جذب آن به سمت یک مسیر رسانای مغناطیسی (معمولاً فولادی) استفاده می کند.
  • تعلیق الکترودینامیکی (EDS)، که از آهنرباهای الکترومغناطیس ابررسانا یا آهنرباهای دائمی قدرتمند برای تولید میدان مغناطیسی حلقوی استفاده می کند. این میدان در طول حرکت نسبی جریان‌هایی را در هادی‌های فلزی مجاور القا می‌کند، در نتیجه نیروهایی ایجاد می‌کند که قطار را به سمت ارتفاع شناور تعیین‌شده خود در راهنما حرکت می‌دهد.

  تعلیق الکترومغناطیسی (EMS)

  در سیستم‌های تعلیق الکترومغناطیسی (EMS)، قطار از طریق جاذبه مغناطیسی به یک ریل فرومغناطیسی (معمولاً فولادی) شناور می‌شود. الکترومغناطیس‌هایی که در قطار ادغام شده‌اند، در زیر ریل قرار گرفته‌اند و به سمت آن می‌روند. این سیستم معمولاً با یک سری بازوهای C شکل ساخته می شود که بخش بالایی بازو به وسیله نقلیه متصل می شود و لبه داخلی پایین آهنرباها را در خود جای می دهد. خود ریل در پیکربندی C شکل قرار دارد و بین لبه‌های بالایی و پایینی قرار گرفته است.

  جاذبه مغناطیسی یک رابطه مربع معکوس با فاصله نشان می‌دهد که به این معنی است که حتی تغییرات جزئی در شکاف بین آهن‌رباها و ریل منجر به نیروهای بسیار متفاوت می‌شود. این نوسانات نیرو ذاتاً بی ثباتی پویا ایجاد می کنند. یک انحراف جزئی از موقعیت بهینه تمایل به تقویت دارد، که نیاز به سیستم های کنترل بازخورد پیچیده برای حفظ فاصله دقیق و ثابت از مسیر، معمولاً حدود 15 میلی متر (0.59 اینچ) دارد.

  سیستم‌های مگلو معلق مزیت قابل توجهی را با عملکرد مؤثر در همه سرعت‌ها ارائه می‌کنند، قابلیتی که سیستم‌های الکترودینامیکی که برای عملکرد به حداقل سرعت تقریباً 30 کیلومتر در ساعت (19 مایل در ساعت) نیاز دارند مشترک نیست. این تطبیق پذیری ذاتی ضرورت یک مکانیسم تعلیق با سرعت کم متمایز را از بین می برد و در نتیجه طراحی مسیر را ساده می کند. در مقابل، یک نقطه ضعف قابل توجه، بی ثباتی دینامیکی ذاتی در این سیستم ها است، که مستلزم تحمل های دقیق مسیر است. این نیاز به طور بالقوه می تواند مزیت فوق الذکر را نفی کند. اریک لیثویت ابراز نگرانی کرد که دستیابی به تلورانس های لازم افزایش غیر عملی شکاف بین آهنرباها و ریل را ضروری می کند که منجر به آهنرباهای بسیار بزرگ می شود. با این حال، این موضوع عملاً از طریق پیاده‌سازی سیستم‌های بازخورد پیشرفته که تلورانس‌های لازم را حفظ می‌کنند، کاهش یافته است. پیشرفت های بیشتر در مدیریت شکاف هوا و بهره وری انرژی را می توان از طریق "تعلیق الکترومغناطیسی هیبریدی (H-EMS) به دست آورد. در این پیکربندی، آهنرباهای دائمی نیروی شناور اولیه را تولید می کنند، در حالی که یک آهنربای الکتریکی شکاف هوا را دقیقاً تنظیم می کند، مفهومی که اغلب به عنوان آهنرباهای دائمی الکتریکی شناخته می شود. از نظر تئوری، تثبیت چنین سیستم تعلیق انرژی ناچیزی مصرف می کند، و در کاربردهای عملی، تقاضای برق به طور قابل توجهی کمتر از زمانی است که آهنرباهای الکتریکی به تنهایی کل نیروی تعلیق را تامین کنند.

  تعلیق الکترودینامیکی (EDS)

  تعلیق الکترودینامیکی (EDS) بر اساس این اصل عمل می‌کند که هم راهنما و هم قطار، میدان‌های مغناطیسی تولید می‌کنند، و قطار از طریق تعامل نیروهای دافعه و جاذبه بین این میدان‌ها، به شناور دست می‌یابد. برخی از پیکربندی‌ها شناور شدن را تنها از طریق نیروی دافعه مجاز می‌سازند. در طی مراحل اولیه توسعه مگلو در مسیر آزمایشی میازاکی، سیستمی که صرفاً بر دافعه متکی بود، قبل از پذیرش سیستم دافعه و جذاب EDS بعدی استفاده شد. میدان مغناطیسی مورد نیاز یا توسط آهنرباهای ابررسانا، نمونه ای از JR-Maglev، یا با آرایش آهنرباهای دائمی، همانطور که در Inductrack مشاهده می شود، ایجاد می شود. نیروهای دافعه و جاذبه درون مسیر در نتیجه توسط یک میدان مغناطیسی القایی در درون سیم‌ها یا نوارهای رسانا تعبیه‌شده در مسیر تولید می‌شوند.

  یک مزیت اصلی سیستم‌های مگلو EDS، پایداری دینامیکی ذاتی آنهاست. تغییرات در فاصله بین مسیر و آهن ربا نیروهای قوی ایجاد می کند که سیستم را به موقعیت تعادل خود باز می گرداند. علاوه بر این، نیروی جاذبه یک تغییر جبرانی را نشان می‌دهد و اثرات خود اصلاحی مشابهی را ایجاد می‌کند. در نتیجه، کنترل بازخورد فعال برای تثبیت مورد نیاز نیست.

  با این وجود، در سرعت‌های پایین، جریان القا شده در این سیم‌پیچ‌ها و شار مغناطیسی بعدی برای معلق کردن قطار کافی نیست. بنابراین، قطارهایی که از EDS استفاده می کنند باید چرخ ها یا مکانیزم ارابه فرود جایگزین را برای پشتیبانی تا رسیدن به سرعت "برخاست" عملیاتی داشته باشند. با توجه به اینکه یک قطار ممکن است در هر نقطه ای متوقف شود، به عنوان مثال، به دلیل نقص تجهیزات، کل زیرساخت مسیر باید طوری طراحی شود که هم حالت عملیاتی با سرعت کم و هم با سرعت بالا را در خود جای دهد.

  یکی دیگر از معایب سیستم EDS، تولید ذاتی میدان مغناطیسی در مسیر، هم در جلو و هم در پشت آهنرباهای آسانسور است. این میدان با آهنرباها مخالفت می کند و در نتیجه کشش مغناطیسی را القا می کند. این پدیده در درجه اول باعث نگرانی در سرعت های پایین تر می شود و به تصمیم JR برای انتقال از یک سیستم کاملا دافعه به یک سیستم شناور دیواره جانبی کمک می کند. در سرعت‌های بالا، اشکال دیگر درگ غالب می‌شوند.

  با این وجود می توان از نیروی کشش ذاتی در یک سیستم الکترودینامیکی به نحو مطلوب استفاده کرد. این یک نیروی متغیر در ریل ایجاد می کند که می تواند به عنوان یک سیستم محرکه واکنشی برای قطار عمل کند و نیاز به صفحه واکنش متمایز را که معمولاً در اکثر سیستم های موتور خطی یافت می شود حذف می کند. لیثویت در آزمایشگاه کالج امپریال خود پیشگام توسعه این سیستم‌های «شار عبوری» بود. به عنوان یک جایگزین، سیم پیچ های پیشرانه ادغام شده در راهنما می توانند به آهنرباهای قطار نیرو وارد کنند و در نتیجه قطار را به جلو سوق دهند. این سیم‌پیچ‌های پیشرانه به‌عنوان یک موتور خطی عمل می‌کنند: یک جریان متناوب که از آن‌ها عبور می‌کند، یک میدان مغناطیسی پیوسته در حال تغییر ایجاد می‌کند که در طول مسیر منتشر می‌شود. فرکانس این جریان متناوب دقیقاً با سرعت قطار هماهنگ است. انحراف حاصل بین میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط آهن رباهای قطار و میدان اعمال شده، نیروی محرکه را ایجاد می کند.

  زیرساخت ردیابی

  اصطلاح maglev هم وسایل نقلیه و هم زیرساخت راه آهن را در بر می گیرد که به طور خاص برای حرکت و نیروی محرکه مغناطیسی طراحی شده است. فن‌آوری‌های عملیاتی مگلو از حداقل اجزای چرخدار استفاده می‌کنند و با خطوط ریلی سنتی ناسازگار هستند. در نتیجه، سیستم‌های Maglev به دلیل ناتوانی در ادغام با زیرساخت‌های موجود، نیاز به طراحی و پیاده‌سازی مستقل دارند. در مقابل، سیستم maglev SPM قابلیت همکاری با خطوط آهن فولادی را ارائه می‌کند، که هم وسایل نقلیه مگلو و هم قطارهای معمولی را قادر می‌سازد از یک زیرساخت استفاده کنند. به طور مشابه، MAN در آلمان یک سیستم Maglev سازگار با ریل های معمولی توسعه داد، اگرچه این طراحی خاص به توسعه کامل نرسید.

  ارزیابی

  هر کاربرد اصل شناور مغناطیسی در حمل و نقل ریلی دارای مزایا و معایب متمایز است.

  نه سیستم‌های Inductrack و نه سیستم تعلیق الکترودینامیکی ابررسانا (EDS) نمی‌توانند به شناور شدن وسیله نقلیه از یک موقعیت ثابت دست یابند. با این حال، Inductrack شناور را در سرعت های بسیار پایین تر تسهیل می کند. هر دو سیستم نیاز به استفاده از چرخ برای حرکت اولیه دارند. برعکس، سیستم‌های تعلیق الکترومغناطیسی (EMS) بدون چرخ کار می‌کنند.

  سیستم‌های Maglev Transrapid آلمانی، HSST ژاپنی (Linimo) و سیستم تعلیق الکترومغناطیسی کره‌ای Rotem (EMS) می‌توانند در حالت ساکن حرکت کنند. برای سیستم های HSST و Rotem، الکتریسیته از راهنما از طریق ریل های برق گرفته می شود، در حالی که Transrapid از انتقال برق بی سیم استفاده می کند. در صورت از دست دادن برق راهنما در حین کار، Transrapid می‌تواند با مصرف انرژی از باتری‌های درون‌برد خود، شناور شدن را تا سرعت 10 کیلومتر در ساعت (6.2 مایل در ساعت) حفظ کند. این قابلیت در سیستم های HSST و Rotem وجود ندارد.

  پیشران

  سیستم‌های تعلیق الکترومغناطیسی (EMS) که نمونه آن HSST/Linimo است، هر دو عملکرد شناور و نیروی محرکه را از طریق یک موتور خطی درون‌برد یکپارچه می‌کند. با این حال، سیستم‌های تعلیق الکترودینامیکی (EDS) و پیکربندی‌های خاص EMS، مانند Transrapid، بدون نیروی محرکه ذاتی به حرکت در می‌آیند. بنابراین این سیستم ها به مکانیزم پیشران کمکی نیاز دارند. یک راه حل متداول شامل موتورهای خطی روی مسیر است که از سیم پیچ های پیشرانه استفاده می کنند. با این وجود، هزینه‌های مرتبط با این سیم‌پیچ‌ها برای طول مسیرهای زیاد می‌تواند بسیار بالا باشد.

  پایداری

  قضیه ارنشاو حکم می کند که یک تعادل پایدار نمی تواند تنها از طریق میدان های مغناطیسی ساکن به دست آید. در نتیجه، میدان های مغناطیسی دینامیکی (متغیر زمان) برای تثبیت ضروری هستند. سیستم‌های تعلیق الکترومغناطیسی (EMS) از تثبیت‌کننده الکترونیکی فعال استفاده می‌کنند که به طور مداوم فاصله یاتاقان را نظارت می‌کند و جریان‌های مغناطیسی الکترومغناطیسی را برای حفظ پایداری تعدیل می‌کند. در مقابل، سیستم‌های تعلیق الکترودینامیکی (EDS) با القای جریان از طریق تغییر میدان‌های مغناطیسی به پایداری غیرفعال دست می‌یابند.

  با توجه به اینکه خودروهای مگلو بدون تماس فیزیکی کار می‌کنند، تثبیت در محورهای گام، چرخش و انحراف ضروری است. فراتر از ثبات چرخشی، حرکات انتقالی مانند موج (طولی)، نوسان (جانبی) و بالا رفتن (عمودی) نیز چالش‌های مهمی را ایجاد می‌کنند.

  برهمکنش بین آهنرباهای ابررسانا در قطار و یک مسیر آهنربای دائمی قطار را در موقعیت جانبی خود قفل می‌کند. این پیکربندی به حرکت خطی در طول مسیر اجازه می دهد اما از جابجایی جانبی جلوگیری می کند. این پدیده به اثر مایسنر و پینینگ شار نسبت داده می شود.

  سیستم راهنمایی

  بعضی از سیستم ها دارای سیستم های Null Current هستند که به آنها سیستم های Null Flux نیز گفته می شود. این سیستم ها از یک سیم پیچ پیکربندی شده برای تعامل با دو میدان مغناطیسی متناوب متضاد استفاده می کنند که منجر به شار خالص صفر متوسط ​​در حلقه می شود. وقتی وسیله نقلیه تراز مرکزی را حفظ می کند، جریانی القا نمی شود. با این حال، هر گونه انحراف از این تراز، شار ایجاد می کند که به نوبه خود، یک میدان مغناطیسی اصلاحی ایجاد می کند و در نتیجه خودرو را به مسیر مورد نظر خود باز می گرداند.

  پیشنهادات فناوری پیشنهادی

  لوله های تخلیه شده

  چند سیستم پیشنهادی، از جمله Swissmetro و Hyperloop، از پیاده‌سازی واکسن‌ها حمایت می‌کنند. اینها قطارهای مگلو هستند که برای کار در تونل‌هایی طراحی شده‌اند که تحت خلاء جزئی یا کلی نگهداری می‌شوند و در نتیجه به طور قابل‌توجهی کشش آیرودینامیکی را کاهش داده یا از بین می‌برند. این رویکرد پتانسیل قابل‌توجهی را برای افزایش سرعت و کارایی انرژی ارائه می‌کند، با توجه به اینکه نیروی کششی آیرودینامیکی بیشترین اتلاف انرژی را در سیستم‌های maglev معمولی به‌خود اختصاص می‌دهد.

  یک خطر بالقوه قابل‌توجه برای مسافران در قطارهای لوله‌ای تخلیه‌شده، خطر کاهش فشار کابین را شامل می‌شود. این خطر مستلزم سیستم‌های نظارت ایمنی قوی تونل است که می‌توانند به سرعت لوله را در صورت نقص یا تصادف قطار فشار دهند. با توجه به اینکه احتمالاً چنین قطارهایی در سطح زمین یا نزدیک به آن کار می کنند، پیش بینی می شود که بازیابی اضطراری فشار محیط یک فرآیند ساده باشد. شرکت RAND از نظر تئوری یک مفهوم قطار لوله خلاء را ترسیم کرده است که قادر است اقیانوس اطلس یا قاره ایالات متحده را در حدود 21 دقیقه طی کند.

  هیبرید Rail-maglev

  Nevomo، یک استارت‌آپ لهستانی که قبلاً با نام Hyper Poland شناخته می‌شد، در حال حاضر در حال توسعه یک سیستم جدید Maglev است که برای تبدیل زیرساخت‌های راه آهن موجود طراحی شده است. این فناوری نوآورانه "ماگریل" امکان بهره برداری از قطارهای چرخدار معمولی و وسایل نقلیه مگلو را فراهم می کند. پیش‌بینی می‌شود که این سیستم سرعتی تا 300 کیلومتر در ساعت (190 مایل در ساعت) را ممکن کند در حالی که هزینه‌های زیرساختی کمتری را در مقایسه با خطوط اختصاصی Maglev متحمل می‌شود. در سال 2023، Nevomo با موفقیت آزمایش‌های اولیه MagRail را در گسترده‌ترین مسیر آزمایشی اروپا برای شناور مغناطیسی غیرفعال انجام داد، تأسیساتی که قبلاً توسط این شرکت در لهستان ساخته شده بود.

  تعلیق الکترومغناطیسی هیبریدی

  این سیستم تعلیق مغناطیسی که به‌عنوان HES یا H-EMS تعیین می‌شود، در حمل‌ونقل زمینی با سرعت بالا و زمینه‌های مگلو بکار می‌رود. این اجزای سیستم تعلیق الکترومغناطیسی (EMS) و تعلیق الکترودینامیکی (EDS) را برای دستیابی به شناور پایدار، به حداقل رساندن مصرف انرژی و تسهیل عملکرد در طیف گسترده‌ای از سرعت‌ها، ادغام می‌کند.

  مصرف انرژی

  انرژی مورد نیاز برای عملیات قطار مگلو در درجه اول شتاب را تسهیل می‌کند، با پتانسیل بازیابی در هنگام کاهش سرعت از طریق مکانیسم‌های ترمز احیاکننده. انرژی اضافی برای حفظ شناور و تثبیت مسیر قطار صرف می شود. بخش عمده ای از کل مصرف انرژی به مقابله با کشش آیرودینامیکی اختصاص داده شده است. نیازهای جانبی انرژی شامل تهویه مطبوع، گرمایش، روشنایی، و سایر سیستم‌های متفرقه داخلی است.

  در سرعت‌های عملیاتی پایین‌تر، نسبت توان تخصیص‌یافته به شناور می‌تواند قابل توجه باشد و به طور بالقوه مصرف برق را تا 15 درصد در مقایسه با خدمات مترو یا قطار سبک معمولی افزایش دهد. علاوه بر این، برای بخش‌های سفر کوتاه‌تر، مصرف انرژی مرتبط با شتاب می‌تواند قابل توجه باشد.

  نیروی مقاومتی منتسب به درگ آیرودینامیکی با سرعت به صورت درجه دوم افزایش می یابد و در سرعت های بالا به عامل مصرف انرژی غالب تبدیل می شود. در نتیجه، انرژی مورد نیاز در واحد فاصله نیز متناسب با مجذور سرعت افزایش می یابد، در حالی که زمان سفر به صورت خطی کاهش می یابد. با این حال، تقاضای توان یک رابطه مکعبی با سرعت نشان می‌دهد. به عنوان مثال، پیمایش با سرعت 400 کیلومتر در ساعت (250 مایل در ساعت) به 2.37 برابر توان مورد نیاز برای 300 کیلومتر در ساعت (190 مایل در ساعت) نیاز دارد، در حالی که نیروی پسا خود با ضریب 1.77 افزایش می‌یابد.

  هواپیما با کارکردن در ارتفاعات بالاتر مصرف انرژی را کاهش می‌دهد. با این حال، برخلاف قطارها، آنها باید سوخت خود را حمل کنند. این اصل الهام‌بخش پیشنهادهایی برای حمل و نقل وسایل نقلیه مگلو در لوله‌های نیمه تخلیه‌شده برای دستیابی به کاهش‌های مشابه در درگ است.

  تجزیه و تحلیل مقایسه ای: Maglev پرسرعت در مقابل ریل پرسرعت معمولی

  سیستم‌های حمل‌ونقل Maglev بر اساس یک اصل غیر تماسی کار می‌کنند که منحصراً با برق کار می‌کند. این طراحی وابستگی به اجزای مکانیکی سنتی مانند چرخ‌ها، یاتاقان‌ها و محورها را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد یا کاملاً از بین می‌برد که در سیستم‌های ریلی چرخدار معمولی یکپارچه هستند.

  • سرعت: فناوری Maglev حداکثر سرعت‌های بالاتر را در مقایسه با سیستم‌های ریلی معمولی تسهیل می‌کند. اگرچه قطارهای پرسرعت چرخدار تجربی به سرعت های قابل مقایسه ای دست یافته اند، عملکرد آنها در چنین سرعت هایی اصطکاک قابل توجهی بین چرخ ها و مسیر ایجاد می کند که منجر به افزایش هزینه های تعمیر و نگهداری می شود. در مقابل، قطارهای مگلو معلق این مسائل اصطکاکی را دور می زند.
  • تعمیر و نگهداری: سیستم‌های maglev عملیاتی نیاز به حداقل نگهداری راهنما را نشان داده‌اند. علاوه بر این، تعمیر و نگهداری خودرو نیز کاهش می‌یابد، که در درجه اول بر اساس ساعات عملیاتی به جای سرعت یا مسافت انباشته شده است. برعکس، سیستم‌های ریلی معمولی مستعد ساییدگی و پارگی مکانیکی هستند که با سرعت نامتناسبی تشدید می‌شود و در نتیجه نیاز به تعمیر و نگهداری افزایش می‌یابد. به عنوان مثال، مسائلی مانند تخریب ترمز و ساییدگی سیم بالای سر، چالش هایی را برای Fastech 360 Rail Shinkansen ایجاد کرده است، مشکلاتی که فناوری Maglev ذاتا آنها را کاهش می دهد.
  • آب و هوا: از نظر تئوری، پیش بینی می شود که قطارهای مگلو در برابر شرایط نامطلوب آب و هوایی، از جمله برف، یخ، سرمای شدید، بارندگی و بادهای شدید غیرقابل نفوذ باقی بمانند. با این وجود، هنوز هیچ سیستم maglev در محیطی که با چنین چالش های آب و هوایی شدید مشخص می شود، مستقر نشده است.
  • شتاب: خودروهای Maglev بدون در نظر گرفتن شرایط سطح راهنما یا شیب، قابلیت‌های شتاب و کاهش سرعت بالاتری را در مقایسه با سیستم‌های مکانیکی نشان می‌دهند. این عملکرد بهبود یافته مستقیماً به اصل عملیاتی غیر تماسی اصلی آنها نسبت داده می شود.
  • مسیر: سیستم‌های Maglev به دلیل ناسازگاری با خطوط راه‌آهن معمولی، به زیرساخت‌های اختصاصی در سراسر مسیرهای عملیاتی خود نیاز دارند. برعکس، قطارهای پرسرعت سنتی، مانند TGV، می‌توانند از شبکه‌های ریلی موجود استفاده کنند، البته با سرعت‌های کاهش‌یافته، که هزینه‌های ساخت و ساز را در مناطقی که زیرساخت‌های جدید بسیار گران هستند (مانند نزدیک‌های ترمینال شهری) یا در بخش‌هایی که حجم ترافیک، ساخت و ساز جدید را تضمین نمی‌کند، کاهش می‌دهد. جان هاردینگ، سابقاً دانشمند ارشد maglev در اداره راه آهن فدرال، اظهار داشت که زیرساخت مجزای مگلو در دسترس بودن عملیاتی در همه شرایط آب و هوایی عالی و حداقل هزینه های تعمیر و نگهداری را ارائه می دهد و در نتیجه هزینه اولیه آن را جبران می کند. با این حال، این ادعاها فاقد اعتبار تجربی در محیط های عملیاتی دقیق هستند و هزینه های ساخت و ساز بالا مرتبط با سیستم های maglev را در نظر نمی گیرند. با این وجود، برخی از کشورها، از جمله چین، در حال بررسی ساخت تونل‌ها و پل‌ها و تونل‌های راه‌آهن پرسرعت معمولی هستند که با مشخصاتی که امکان تبدیل آینده به فناوری maglev را فراهم می‌کند.
  • کارایی: سیستم‌های ریلی معمولی معمولاً در سرعت‌های پایین‌تر راندمان بیشتری از خود نشان می‌دهند. با این حال، قطارهای مگلو، به دلیل عدم تماس فیزیکی با مسیر، مقاومت غلتشی را از بین می‌برند، و تنها نیروی پسا آیرودینامیکی و پسا الکترومغناطیسی را به عنوان نیروهای مقاومت اولیه باقی می‌گذارند. این ویژگی به طور بالقوه باعث افزایش بازده انرژی آنها می شود. با این وجود، برخی از پیاده‌سازی‌های maglev، مانند SCMaglev شرکت راه‌آهن مرکزی ژاپن، از لاستیک‌های لاستیکی برای عملکرد با سرعت کم استفاده می‌کنند که در نتیجه این مزیت‌های بالقوه کارایی را کاهش می‌دهد.
  • جرم: الکترومغناطیس های مورد استفاده در طرح های تعلیق الکترومغناطیسی (EMS) و سیستم تعلیق الکترودینامیکی (EDS) معمولاً بین 1 تا 2 کیلووات در هر تن مصرف می کنند. ادغام آهنرباهای ابررسانا می تواند تقاضای انرژی این آهنرباهای الکتریکی را کاهش دهد. به عنوان مثال، یک وسیله نقلیه 50 تنی Transrapid Maglev قادر است 20 تن اضافی، در مجموع 70 تن، با مصرف انرژی در محدوده 70 تا 140 کیلووات (94 تا 188 اسب بخار) شناور کند. هزینه اصلی انرژی برای سیستم Transrapid به نیروی محرکه و غلبه بر مقاومت آیرودینامیکی، به ویژه در سرعت های بیش از 100 مایل در ساعت (160 کیلومتر در ساعت) نسبت داده می شود.
  • بارگیری وزن: ریل معمولی با سرعت بالا به دلیل بارگذاری متمرکز چرخ، به ساختارهای حمایتی و ساخت و ساز قوی‌تری نیاز دارد. در مقابل، خودروهای maglev ذاتا سبک‌تر هستند و وزن خود را به طور یکنواخت‌تر در مسیر راهنما توزیع می‌کنند.
  • صدا: منبع اصلی سر و صدای قطار مگلو، به جای اصطکاک بین چرخ ها و ریل ها، از هوای جابجا شده سرچشمه می گیرد. در نتیجه، قطارهای مگلو معمولاً صدای کمتری نسبت به قطارهای معمولی که با سرعت‌های مشابه کار می‌کنند تولید می‌کنند. با این وجود، ویژگی های روان آکوستیک نویز مگلو ممکن است این مزیت را کاهش دهد. یک مطالعه نشان داد که سر و صدای Maglev باید به طور مشابه با صدای ترافیک جاده ارزیابی شود، در حالی که قطارهای معمولی یک پاداش 5 تا 10 دسی بل دریافت می کنند، که به این معنی است که در سطوح بلندی صدا کمتر آزاردهنده تلقی می شوند.
  • قابلیت اطمینان آهنربا: آهنرباهای ابررسانا معمولاً برای تولید میدان‌های مغناطیسی قوی مورد نیاز برای حرکت قطار و نیروی محرکه استفاده می‌شوند. این آهنرباها نیاز به عملکرد زیر دماهای بحرانی خود دارند که از 4.2 K تا 77 K بر اساس ماده خاص متغیر است. پیشرفت در آلیاژهای ابررسانا و فرآیندهای تولید، در کنار سیستم های خنک کننده بهبود یافته، به کاهش چالش های مرتبط با حفظ این شرایط برودتی کمک کرده است.
  • سیستم‌های کنترل: سیستم‌های مگلو با سرعت بالا نیازی به سیگنال‌دهی سنتی ندارند، زیرا عملکرد آنها کاملاً توسط رایانه کنترل می‌شود. اپراتورهای انسانی قادر به واکنش با سرعت کافی برای مدیریت قطار در چنین سرعت بالایی نیستند. این سیستم‌های پرسرعت حق عبور اختصاصی را الزامی می‌کنند و معمولاً بر روی راهنماهای مرتفع ساخته می‌شوند. ارتباط مداوم بین قطارها و دو برج مایکروویو سیستم Maglev کنترل عملیاتی را تضمین می کند. علاوه بر این، استفاده از سوت یا بوق قطار غیرضروری است.
  • زمین: سیستم‌های Maglev توانایی بالا رفتن از درجه‌های تندتر را دارند، در نتیجه انعطاف‌پذیری مسیریابی را افزایش می‌دهند و به طور بالقوه نیاز به تونل‌زنی گسترده را کاهش می‌دهند.

  تجزیه و تحلیل مقایسه ای سیستم های پرسرعت مگلو و هواپیما.

  تمایزهای بین سفر هوایی و حمل و نقل مگلو عبارتند از:

  • کارایی: سیستم‌های Maglev می‌توانند به نسبت‌های بالابر به درگ دست یابند که از هواپیماها پیشی می‌گیرد. برای مثال، فناوری Inductrack می‌تواند در سرعت‌های بالا به 200:1 نزدیک شود که به طور قابل‌توجهی از عملکرد معمولی هواپیما فراتر می‌رود. این ویژگی می تواند ماگلوها را در هر کیلومتر کارآمدتر کند. با این وجود، در سرعت های کروز بالا، پسای آیرودینامیکی به میزان قابل توجهی بیشتر از نیروی کششی ناشی از بالابر است. هواپیماهای جت از کاهش چگالی هوا در ارتفاعات بالا استفاده می کنند تا مقاومت آیرودینامیکی را به میزان قابل توجهی به حداقل برسانند. در نتیجه، علیرغم مضرات نسبی آنها در نسبت بالابر به درگ، هواپیماها می‌توانند در سرعت‌های بالا کارآمدتر از قطارهای مگلو که معمولاً در سطح دریا کار می‌کنند، کار کنند.
  • مسیریابی: سیستم‌های Maglev مدت زمان سفر رقابتی را برای مسیرهایی تا 800 کیلومتر (500 مایل) فراهم می‌کنند و می‌توانند به راحتی توقف‌های میانی را در خود جای دهند. در مقابل، سفر هوایی از عدم نیاز به زیرساخت زمینی اختصاصی بین فرودگاه‌ها سود می‌برد، و سازگاری بهتری برای تنظیم نقاط خدمات ارائه می‌دهد.
  • در دسترس بودن: عملیات Maglev کمترین حساسیت را نسبت به شرایط آب و هوایی نامساعد نشان می دهد.
  • زمان سفر: سیستم‌های Maglev رویه‌های امنیتی گسترده‌ای را که مسافران هوایی با آن‌ها مواجه می‌شوند، و همچنین تأخیرهای مرتبط با تاکسی هواپیما، صف‌های برخاستن و فرود را دور می‌زنند.

  اقتصاد

  با افزایش پیاده‌سازی سیستم‌های maglev، کارشناسان صنعت کاهش هزینه‌های ساخت‌وساز را پیش‌بینی می‌کنند که ناشی از پذیرش تکنیک‌های ساختمانی نوآورانه و تحقق صرفه‌جویی در مقیاس است.

  سیستم های پرسرعت

  خط نمایش maglev شانگهای که در سال 2004 تکمیل شد، هزینه ساخت 1.2 میلیارد دلار آمریکا را متحمل شد. این هزینه شامل هزینه‌های سرمایه‌ای مختلف، از جمله تهیه و آماده‌سازی حق تقدم، راندن گسترده شمع، ساخت اجزای راهنما در محل، ساخت اسکله در محل در فواصل 25 متری (82 فوت)، تأسیسات تعمیر و نگهداری اختصاصی و انبار خودرو، مکانیسم‌های سوئیچینگ چندگانه، دو ایستگاه مسافربری، عملیات جامع نیرو و سیستم‌های کنترل زیرساختی، نیروگاه‌ها و سیستم‌های کنترل زیرساختی بود. هدف اصلی این خط نمایشی با توجه به موقعیت مکانی ایستگاه جاده لونگ یانگ در حاشیه شرقی شانگهای، بهینه سازی سواری نبود. پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که گسترش خط به ایستگاه قطار شانگهای جنوبی و ایستگاه فرودگاه هونگ کیائو، اگرچه به‌طور بالقوه توسط عوامل اقتصادی محدود می‌شود، سطوح سواری را قادر می‌سازد تا هزینه‌های عملیاتی و نگهداری را پوشش دهد و درآمد خالص قابل‌توجهی را به همراه داشته باشد.

  توسعه پیشنهادی به شانگهای جنوبی تقریباً 18 میلیون دلار به ازای هر کیلومتر هزینه داشت. در سال 2006، دولت آلمان 125 میلیون دلار به تحقیق و توسعه با هدف کاهش هزینه های ساخت راهنما اختصاص داد. این ابتکار منجر به طراحی مدولار تمام بتنی شد که ساخت سریع‌تر را تسهیل می‌کند و 30 درصد کاهش هزینه را ارائه می‌دهد. علاوه بر این، روش‌های جدید ساخت‌وساز دیگری توسعه یافتند که سیستم‌های مگلو را با قیمت زیرساخت‌های راه‌آهن پرسرعت جدید یا کمتر از آن قرار می‌دادند.

  فرودگاه اینچئون Maglev در کره جنوبی، که در سال ۲۰۱۶ شروع به کار کرد، به‌عنوان تصویری از یک برنامه شهری با سرعت پایین‌تر عمل می‌کند. هزینه های ساخت آن، تقریباً 65 میلیون دلار آمریکا در هر کیلومتر، مدیریت پذیری بیشتری را نشان داده است، در نتیجه مدل مناسبی را برای استقرار اقتصادی در محیط های شهری پرجمعیت ارائه می دهد.

  فقدان ذاتی اصطکاک مکانیکی در قطارهای مغناطیسی، که از طریق شناور مغناطیسی حاصل می شود، معمولاً منجر به کاهش تقاضای تعمیر و نگهداری در مقایسه با سیستم های راه آهن معمولی می شود. علاوه بر این، فناوری‌های پیشرفته Maglev، از جمله آن‌هایی که دارای آهن‌رباهای ابررسانا یا کنترل‌های مدیریت انرژی تطبیقی ​​هستند، به کاهش بیشتر هزینه‌های عملیاتی کمک می‌کنند. به عنوان مثال، طرح‌های خاصی کاهش مصرف انرژی را تا 30 درصد نسبت به تکرارهای maglev قبلی، در کنار کاهش هزینه‌های نگهداری طولانی‌مدت که به حداقل سایش نسبت داده می‌شود، گزارش می‌کنند. تجزیه و تحلیل های انجام شده در ایالات متحده برای کریدورهای آینده نگر، مانند پروژه راه آهن سریع بالتیمور-واشنگتن، هزینه های ساخت و ساز را از 50 تا 100 میلیون دلار آمریکا در هر مایل پیش بینی کرده است، که به طور همزمان بر مزایای جانبی مانند ایجاد اشتغال در مراحل ساخت و ساز و عملیاتی تأکید دارد.

  توجیه اقتصادی اساسی فناوری maglev در ظرفیت آن برای کاهش قابل توجه مدت زمان سفر نهفته است که می تواند باعث افزایش بهره وری قابل توجه و تحریک یکپارچگی اقتصادی منطقه شود. در ژاپن، بازده زمانی پیش‌بینی‌شده ارائه‌شده توسط چو شینکانسن پیش‌بینی می‌شود که در طول عمر عملیاتی آن، مزایایی بالغ بر چندین تریلیون ین به همراه داشته باشد. به همین ترتیب، پیشنهادات در داخل ایالات متحده بر مزایای دوگانه حمل و نقل بین شهری و کاهش تراکم بزرگراه ها، علی رغم ضرورت پرداختن به موانع سیاسی و مالی، تأکید می کند. تحقیقات آلمان در مورد سیستم Transrapid، اگرچه به صورت تجاری مستقر نشده بود، پیشرفت هایی را در ساخت راهنماهای مدولار ایجاد کرد که منجر به کاهش هزینه تا 30٪ شد و در نتیجه پتانسیل سیستم های maglev را برای دستیابی به معادل هزینه با خطوط راه آهن پرسرعت جدید در شرایط بهینه تقویت کرد. در سوئیس، علی‌رغم عدم پیاده‌سازی maglev تجاری در مقیاس کامل، تحقیق و توسعه مداوم، شامل آزمایش‌های الهام‌گرفته از Hyperloop، نشان می‌دهد که استراتژی‌های صرفه‌جویی در هزینه‌های قابل مقایسه در نهایت می‌تواند در سراسر بازارهای اروپایی اتخاذ شود.

  سیستم های کم سرعت

  هزینه ساخت و ساز Linimo HSST ژاپنی تقریباً 100 میلیون دلار در هر کیلومتر است. این سیستم‌های مگلو با سرعت پایین، فراتر از هزینه‌های عملیاتی و نگهداری سودمندشان در مقایسه با سیستم‌های حمل و نقل معمولی، قابلیت اطمینان عملیاتی فوق‌العاده‌ای را نشان می‌دهند، حداقل انتشار صوتی را تولید می‌کنند و هیچ آلاینده جوی در محیط‌های شهری پرجمعیت ایجاد نمی‌کنند.

  سوابق

  در 21 آوریل 2015، ماگلو ابررسانا L0 JR Central در ژاپن، بالاترین سرعت مغناطیسی ثبت شده را با 603 کیلومتر در ساعت (375 مایل در ساعت) ثبت کرد که از رکورد سرعت چرخ و ریل TGV معمولی با 28 کیلومتر در ساعت (17 مایل در ساعت) پیشی گرفت. با این وجود، تفاوت‌ها در ویژگی‌های عملیاتی و عملکرد بین این فناوری‌های متمایز به طور قابل‌توجهی اساسی‌تر است. رکورد TGV طی یک مرحله شتاب در شیب ملایم سراشیبی 72.4 کیلومتری (45 مایلی) به دست آمد، فرآیندی که 13 دقیقه طول کشید. متعاقباً، TGV به 77.25 کیلومتر اضافی (48 مایل) برای کاهش سرعت نیاز داشت که در مجموع مسافت آزمایشی 149.65 کیلومتر (93 مایلی) به اوج رسید. در مقابل، رکورد L0 در مسیر آزمایشی یاماناشی 42.8 کیلومتری (26.6 مایلی) ثبت شد که نشان دهنده کمتر از یک سوم مسافت مورد استفاده برای آزمایش TGV است. در حال حاضر، هیچ سیستم تجاری مگلو یا ریل چرخی با سرعت بیش از 500 کیلومتر در ساعت (310 مایل در ساعت) کار نمی کند.

  تاریخچه رکوردهای سرعت maglev

  سیستم ها

  سیستم های عملیاتی

  سرعت بالا

  شانگهای مگلو (2003)

  قطار Maglev شانگهای که از سیستم Transrapid آلمان بهره می برد، به حداکثر سرعت 300 کیلومتر در ساعت (190 مایل در ساعت) دست می یابد. این خط نشان‌دهنده سریع‌ترین و افتتاحیه سیستم مگلو پرسرعت تجاری است. مسیر آن فرودگاه بین‌المللی پودونگ شانگهای را به مناطق پیرامونی پودونگ مرکزی، شانگهای متصل می‌کند. این سرویس مسافت 30.5 کیلومتری (19.0 مایلی) را تقریباً در 8 دقیقه طی می کند.

  در ژانویه 2001، قراردادی بین مقامات چینی و Transrapid برای ساخت یک خط مگلو پرسرعت EMS، با هدف اتصال فرودگاه بین‌المللی پودونگ به ایستگاه متروی جاده لونگ یانگ، واقع در حاشیه جنوب شرقی شانگهای، رسمی شد. این سیستم که به عنوان خط نمایش قطار Maglev شانگهای یا بخش عملیاتی اولیه (IOS) تعیین شده است، عملیات تجاری خود را در آوریل 2004 آغاز کرد. در حال حاضر 115 سفر روزانه (یک افزایش نسبت به 110 در سال 2010) انجام می دهد که 30 کیلومتر (19 مایل) بین دو ایستگاه خود را در 8 دقیقه و حداکثر سرعت 30 مایل در ساعت (30 مایل در ساعت) طی می کند. میانگین سرعت 224 کیلومتر در ساعت (139 مایل در ساعت). قبل از می 2021، خدمات به سرعت 431 کیلومتر در ساعت (268 مایل در ساعت) می رسید که سفر را تنها در 7 دقیقه کامل می کرد. طی آزمایش راه اندازی سیستم در 12 نوامبر 2003، قطار به سرعت 501 کیلومتر در ساعت (311 مایل در ساعت) رسید که مطابق با حداکثر سرعت کروز مورد نظر آن است. سیستم Maglev شانگهای از قابلیت‌های سرعت فناوری بیرمنگام فراتر رفته و قابلیت اطمینان به موقع فوق‌العاده بیش از 99.97 درصد را نشان می‌دهد.

  پیشنهادات برای گسترش خط به ایستگاه راه‌آهن جنوبی شانگهای و فرودگاه هونگ‌چیائو، که هر دو در حومه شمال غربی شانگهای واقع شده‌اند. پس از آغاز عملیات راه‌آهن مسافری شانگهای-هانگژو در اواخر سال 2010، گسترش پیشنهادی maglev تا حدی اضافی تلقی شد و با احتمال لغو مواجه شد.

  سرعت کم

  Linimo (2005)

  در مارس 2005، سیستم تجاری خودکار "Urban Maglev" عملیات خود را در Aichi، ژاپن آغاز کرد. خط توبو کیوریو که با نام خط لینیمو نیز شناخته می شود، مسافتی معادل 9 کیلومتر (5.6 مایل) را در بر می گیرد. طراحی آن حداقل شعاع عملیاتی 75 متری (246 فوت) و حداکثر شیب 6 درصد را در خود جای داده است. این قطار مغناطیسی با موتور خطی به حداکثر سرعت 100 کیلومتر در ساعت (62 مایل در ساعت) دست می یابد. این خط "مگلو شهری" در سه ماه اولیه خدمات خود، بیش از 10 میلیون مسافر را جابجا کرد. این سیستم که با سرعت 100 کیلومتر در ساعت (62 مایل در ساعت) کار می‌کند، برای توقف‌های مکرر ایستگاه‌ها به اندازه کافی سریع است، حداقل تاثیر صوتی را بر جوامع مجاور ایجاد می‌کند، قادر به عبور از شعاع کوتاه حق عبور است، و عملکرد خود را در شرایط آب و هوایی نامساعد حفظ می‌کند. واحدهای قطار توسط شرکت توسعه Chubu HSST، نهادی که یک مسیر آزمایشی اختصاصی در ناگویا را نیز مدیریت می‌کند، مهندسی شده‌اند.

  چانگشا مگلو (2016)

  دولت استان هونان توسعه یک خط مگلو را به طول 18.55 کیلومتر آغاز کرد که فرودگاه بین‌المللی چانگشا هوانگ هوا را به ایستگاه راه‌آهن جنوبی چانگشا متصل می‌کند. ساخت و ساز در ماه مه 2014 آغاز شد و تا پایان سال 2015 به پایان رسید. عملیات آزمایشی در 26 دسامبر 2015 آغاز شد و به دنبال آن آزمایشات خدمات عمومی در 6 مه 2016 انجام شد. تا 13 ژوئن 2018، سیستم Maglev چانگشا 1.7 میلیون کیلومتر در عملیات و حمل و نقل مسافر جمع آوری کرده بود. نسل دوم این وسایل نقلیه با توانایی رسیدن به حداکثر سرعت 160 کیلومتر در ساعت (99 مایل در ساعت) از آن زمان به بعد توسعه یافته است. مدل به روز شده، که در ژوئیه 2021 معرفی شد، با حداکثر سرعت 140 کیلومتر در ساعت (87 مایل در ساعت) کار می‌کند که منجر به کاهش سه دقیقه‌ای در طول سفر می‌شود.

  خط S1 پکن (2017)

  پکن دومین خط مگلو با سرعت کم چین را توسعه داد که خط S1 متروی پکن نامگذاری شد و از فناوری پیشگام دانشگاه ملی فناوری دفاع استفاده کرد. این خط در 30 دسامبر 2017 شروع به کار کرد. سرعت عملیاتی آن به حداکثر 100 کیلومتر در ساعت (62 مایل در ساعت) می رسد.

  Fenghuang Maglev (2022)

  Fenghuang Maglev (凤凰磁浮) یک سیستم مگلو با سرعت متوسط ​​تا کم است که در شهرستان Fenghuang، Xiangxi، استان هونان، چین واقع شده است. این خط به سرعت عملیاتی تا 100 کیلومتر در ساعت (62 مایل در ساعت) می رسد. فاز اولیه آن 9.12 کیلومتر (5.67 مایل) را در بر می گیرد و چهار ایستگاه را در بر می گیرد و دو ایستگاه تکمیلی اضافی در آینده در نظر گرفته می شود. مرحله افتتاحیه که در 30 ژوئیه 2022 راه اندازی شد، ارتباطی بین ایستگاه راه آهن Fenghuanggucheng، بخشی از راه آهن سریع السیر Zhangjiajie-Jishou-Huaihua و باغ فولکلور Fenghuang برقرار می کند.

  Qingyuan Maglev (2025)

  خط توریستی Qingyuan Maglev (清远磁浮旅游专线) یک سیستم مگلو با سرعت متوسط تا کم برنامه‌ریزی‌شده است که در استان Qingyuan، Guang، چین واقع شده است. پیش بینی می شود که با سرعت 100 کیلومتر در ساعت (62 مایل در ساعت) کار کند. فاز اولیه شامل 8.1 کیلومتر و شامل سه ایستگاه است و یک ایستگاه تکمیلی اضافی برای توسعه آینده برنامه ریزی شده است. اگرچه در ابتدا برای افتتاح در اکتبر 2020 برنامه ریزی شده بود، این مرحله ایستگاه راه آهن یینژان، بخشی از راه آهن بین شهری گوانگژو-کینگ یوان را به پارک موضوعی Qingyuan Chimelong متصل می کند. در نهایت، این خط تا 38.5 کیلومتر در نظر گرفته شده است.

  Maglevs در حال ساخت

  Chūō Shinkansen (ژاپن)

  Chuo Shinkansen نشان دهنده یک سیستم راه آهن پرسرعت مگلو در ژاپن است. ساخت و ساز در سال 2014 آغاز شد و در ابتدا تا سال 2027 عملیات تجاری پیش بینی می شد. با این حال، هدف 2027 در ژوئیه 2020 رها شد، با افتتاح تجدید نظر شده که اکنون برای سال 2035 پیش بینی شده است. تقریباً یک ساعت، در نتیجه زمان سفر را در مقایسه با سریع‌ترین قطارهای مرسوم گلوله‌ای که به این سه منطقه شهری خدمت می‌کنند، بیش از نصف کاهش می‌دهد. در حالی که مسیر کامل بین توکیو و اوزاکا در ابتدا برای تکمیل در سال 2045 پیش بینی شده بود، شرکت عامل اکنون سال 2037 را هدف قرار داده است.

  نوع قطار سری L0 در حال حاضر تحت آزمایش های دقیق توسط شرکت راه آهن مرکزی ژاپن (JR Central) در آماده سازی برای استقرار نهایی خود در خط Chūō Shin است. در 21 آوریل 2015، این هواپیما رکورد سرعت جهانی 603 ​​کیلومتر در ساعت (375 مایل در ساعت) را ثبت کرد. این قطارها برای کار با حداکثر سرعت 505 کیلومتر در ساعت (314 مایل در ساعت) طراحی شده اند که زمان سفر 40 دقیقه بین توکیو (ایستگاه شیناگاوا) و ناگویا و 1 ساعت و 7 دقیقه بین توکیو و اوزاکا (ایستگاه Shin-Ōsaka) را تسهیل می کند.

  آزمایش آهنگ

  تست بهار

  American Maglev Technology، Inc دومین نمونه اولیه سیستم را در Powder Springs، جورجیا، ایالات متحده آمریکا ساخت. طول مسیر آزمایشی 610 متر (2000 فوت) است و منحنی 168.6 متری (553 فوت) را در خود جای داده است. وسایل نقلیه در این مسیر با سرعت 60 کیلومتر در ساعت (37 مایل در ساعت) کار می کنند که کمتر از حداکثر عملیاتی پیش بینی شده 97 کیلومتر در ساعت (60 مایل در ساعت) است. یک ارزیابی فناوری که در ژوئن 2013 انجام شد، یک رژیم آزمایشی جامع را برای تأیید پایبندی سیستم به دستورات نظارتی متنوع، از جمله استاندارد جابجایی افراد جامعه مهندسین عمران آمریکا (ASCE) توصیه کرد. ارزیابی همچنین نشان داد که مسیر آزمایشی موجود از نظر طول برای ارزیابی مناسب دینامیک خودرو در حداکثر سرعت پیشنهادی کافی نیست.

  برنامه UMTD FTA، ایالات متحده

  در ایالات متحده، اداره حمل و نقل فدرال (FTA) برنامه نمایش فناوری مگلو شهری را آغاز کرد، که بودجه ای را برای توسعه چندین پروژه نمایش مگلو شهری با سرعت کم فراهم کرد. این برنامه شامل ارزیابی سیستم HSST برای دپارتمان حمل و نقل مریلند و فناوری های گسترده تر maglev برای دپارتمان حمل و نقل کلرادو بود. علاوه بر این، FTA از تحقیقات جنرال اتمیکس در دانشگاه کالیفرنیا پنسیلوانیا با تمرکز بر ارزیابی MagneMotion M3 و سیستم تعلیق الکترودینامیک ابررسانا Maglev2000 (EDS) از فلوریدا پشتیبانی کرد. ابتکارات دیگر قابل توجه نمایش مگلو شهری ایالات متحده شامل پروژه LEVX در ایالت واشنگتن و سیستم Magplane مستقر در ماساچوست است.

  سن دیگو، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا

  General Atomics یک مرکز آزمایشی 120 متری (390 فوت) در سن دیگو را اداره می کند که برای ارزیابی سیستم شاتل باری 8 کیلومتری (5 مایلی) Union Pacific در لس آنجلس استفاده می شود. این فناوری از رویکرد شناور مغناطیسی "غیرفعال" یا "دائمی" استفاده می کند و از آهنرباهای دائمی مرتب شده در آرایه هالباخ ​​برای بلند کردن استفاده می کند و در نتیجه نیاز به آهنرباهای الکتریکی را هم در حرکت و هم در نیروی محرکه از بین می برد. جنرال اتمیکس 90 میلیون دلار بودجه تحقیقاتی فدرال را تأمین کرد و همچنین در حال بررسی کاربرد فناوری خود برای خدمات حمل و نقل مسافر با سرعت بالا است.

  SCMaglev، یاماناشی، ژاپن

  در ژاپن، یک خط نمایشی واقع در استان یاماناشی میزبان آزمایش‌های SCMaglev L0 Shinkansen بوده است که به سرعت 603 کیلومتر در ساعت (375 مایل در ساعت) دست یافت که از سرعت هر قطار چرخ‌دار معمولی پیشی گرفت. این خط نمایشی برای ادغام در Chūō Shinkansen، یک پیوند ریلی پرسرعت که توکیو و ناگویا را به هم متصل می‌کند، در نظر گرفته شده است که در حال حاضر در دست ساخت است.

  این قطارهای خاص دارای آهن‌رباهای ابررسانا هستند، شکاف معلق‌تر را تسهیل می‌کنند و از یک سیستم دافعه/جذب (EDS) استفاده می‌کنند. در مقابل، سیستم Transrapid بر مغناطیس‌های الکتریکی معمولی و مکانیزم تعلیق الکترومغناطیسی جذاب (EMS) متکی است.

  از 15 نوامبر 2014، شرکت راه‌آهن مرکزی ژاپن یک دوره آزمایشی هشت روزه را برای قطار آزمایشی Maglev Shinkansen خود در مسیر آزمایشی استان یاماناشی انجام داد. در طول این آزمایش‌ها، صد مسافر از مسیری به طول 42.8 کیلومتر (26.6 مایل) عبور کردند که شهرهای Uenohara و Fuefuki را به هم متصل می‌کرد و به حداکثر سرعت 500 کیلومتر در ساعت (310 مایل در ساعت) دست یافتند.

  سنگنتال، آلمان، و چنگدو، چین

  Transport System Bögl، یکی از شرکت های تابعه شرکت ساخت و ساز آلمانی Max Bögl، یک مسیر آزمایشی در Sengenthal، بایرن، آلمان ساخته است. از نظر زیبایی شناختی، این سیستم شباهت بیشتری به M-Bahn آلمانی دارد تا Transrapid. خودروی تحت آزمایش در این مسیر دارای حق اختراع ایالات متحده توسط Max Bögl است. علاوه بر این، این شرکت یک سرمایه گذاری مشترک با یک شرکت چینی دارد. یک خط نمایشی به طول 3.5 کیلومتر (2.2 مایل) در نزدیکی چنگدو، چین ایجاد شد و دو وسیله نقلیه در ژوئن 2000 به این سایت منتقل شدند. در آوریل 2021، یک وسیله نقلیه در مسیر آزمایشی چین به حداکثر سرعت 169 کیلومتر در ساعت (105 مایل در ساعت) دست یافت.

  دانشگاه جیائوتنگ جنوب غربی، چین

  در 31 دسامبر 2000، دانشگاه جیائوتنگ جنوب غربی در چنگدو، چین، با موفقیت آزمایش‌های اولین خدمه ماگلو ابررسانا با دمای بالا را انجام داد. این سیستم بر اساس این اصل اساسی عمل می‌کند که ابررساناهای با دمای بالا می‌توانند در بالای یک آهنربای دائمی یا زیر آن به معراجی پایدار دست یابند. در طول آزمایش، سیستم باری بیش از 530 کیلوگرم (1170 پوند) با شکاف شناور بیشتر از 20 میلی متر (0.79 اینچ) را تحمل کرد. نیتروژن مایع در سیستم برای خنک کردن ابررسانا استفاده می شود.

  پردیس Jiading، دانشگاه Tongji، چین

  یک مسیر آزمایشی ماگلو به طول 1.5 کیلومتر (0.93 مایل) از سال 2006 در پردیس جیادینگ دانشگاه تونگجی، واقع در شمال غربی شانگهای، عملیاتی شده است. این مسیر دارای طراحی یکسانی است که توسط سیستم عملیاتی Maglev شانگهای استفاده شده است. حداکثر سرعت به 120 کیلومتر در ساعت (75 مایل در ساعت) محدود شده است، محدودیتی که هم به دلیل طول مسیر و هم ویژگی های توپولوژیکی آن اعمال می شود.

  آهنگ آزمایشی MagRail، لهستان

  در سه ماهه اول سال 2022، Nevomo، یک استارت آپ فناوری لهستانی، ساخت گسترده ترین مسیر آزمایشی اروپا را که به شناور مغناطیسی غیرفعال اختصاص داده شده است، نهایی کرد. این مسیر راه‌آهن به طول 700 متر، واقع در منطقه زیرکارپات لهستان، به خودروهایی که از سیستم MagRail این شرکت استفاده می‌کنند، قادر می‌سازد تا به سرعت 160 کیلومتر در ساعت دست یابند. نصب تجهیزات جانبی مورد نیاز در دسامبر 2022 به پایان رسید و آزمایش آن در بهار 2023 آغاز شد.

  سیستم های از کار افتاده

  Daejeon Expo Maglev (2008)

  HML-03 که توسط صنایع سنگین هیوندای برای نمایشگاه Daejeon در سال 1993 توسعه یافت، اولین نمایش عمومی آزمایشات آزمایشی مگلو تعلیق الکترومغناطیسی را نشان داد. این دستاورد به دنبال پنج سال تحقیق و تولید دو نمونه اولیه HML-01 و HML-02 بود. تحقیقات با بودجه دولت در مورد سیستم‌های مگلو شهری با استفاده از تعلیق الکترومغناطیسی در سال 1994 آغاز شد. افتتاحیه سیستم مگلو شهری عملیاتی، UTM-02، در 21 آوریل 2008، پس از 14 سال توسعه و ایجاد نمونه اولیه آن، UTM-01، خدمات خود را در Daejeon آغاز کرد. در ابتدا، قطار در یک مسیر 1 کیلومتری (0.6 مایلی) کار می کرد که پارک اکسپو و موزه ملی علوم را به هم متصل می کرد. با این حال، این مسیر به دلیل توسعه مجدد پارک اکسپو کوتاه شده است. در حال حاضر، این مسیر در خیابان مجاور موزه علوم خاتمه می یابد. به طور همزمان، سیستم UTM-02 اولین شبیه سازی maglev را در جهان انجام داد. با این وجود، UTM-02 دومین نمونه اولیه از یک مدل نهایی آینده نگر باقی می ماند. مدل نهایی مگلو شهری روتم، UTM-03، متعاقباً در خط جدیدی که در سال 2016 در جزیره یئونگ‌جونگ اینچئون افتتاح شد، مستقر شد و ارتباطی با فرودگاه بین‌المللی اینچئون برقرار کرد. Daejeon Expo Maglev در سال 2020 فعالیت خود را متوقف کرد و متعاقباً در سال 2021 برچیده شد.

  سیستم های Maglev پیشنهادی

  سیستم های maglev متعددی در سراسر آمریکای شمالی، آسیا، اروپا و حتی برای استقرار در ماه پیشنهاد شده است. تعداد قابل توجهی از این پیشنهادات در مراحل برنامه ریزی اولیه باقی مانده و یا به طور رسمی رد شده اند.

  چین

  خط شانگهای–هانگژو

  چین برنامه‌هایی برای گسترش قطار عملیاتی شانگهای مگلو، ابتدا تقریباً 35 کیلومتر (22 مایل) تا فرودگاه شانگهای هونگ‌کیائو، و متعاقباً 200 کیلومتر (120 مایل) تا هانگژو داشت و قطار پیشنهادی شانگهای-هانگژو مگلو را تشکیل می‌داد. اگر ساخته می‌شد، این راه‌آهن راه‌آهن ماگلو بین‌شهری در جهان در عملیات تجاری افتتاح می‌شد.

  این پروژه با بحث‌های قابل توجهی روبرو شد و تاخیرهای متعددی را تجربه کرد. در ماه مه 2007، گزارش شده است که مقامات این طرح را به دلیل نگرانی عمومی در مورد انتشار تشعشعات احتمالی از سیستم به حالت تعلیق درآوردند. در طول ژانویه و فوریه 2008، صدها نفر از ساکنان در مرکز شهر شانگهای اعتراض کردند و اظهار داشتند که مسیر پیشنهادی بیش از حد به محل سکونت آنها نزدیک است. نگرانی های آنها شامل مسائل بالقوه سلامت از قرار گرفتن در معرض میدان های مغناطیسی قوی، سر و صدا، آلودگی و کاهش ارزش دارایی در نزدیکی خطوط بود. مجوز نهایی برای ساخت این خط در 18 آگوست 2008 صادر شد. اگرچه در ابتدا قرار بود تا اکسپو 2010 تکمیل شود، اما برنامه های بعدی آمادگی را تا سال 2014 پیش بینی کرده بودند. گزارشی نشان داد که تصویب کمیسیون توسعه و اصلاحات ملی برای تصمیم گیری نهایی ضروری است.

  در سال 2007، دولت شهرداری شانگهای ایجاد یک مرکز تولیدی در منطقه نانهویی را که به تولید قطارهای مگلو با سرعت کم برای کاربردهای شهری اختصاص داشت، ارزیابی کرد.

  خط شانگهای-پکن

  یک خط مگلو پیشنهادی برای اتصال شانگهای و پکن، در مسافت 1300 کیلومتر (800 مایل) با هزینه تخمینی 15.5 میلیارد پوند پیش بینی شده بود. با این حال، هیچ پروژه مشخص مرتبط با این پیشنهاد تا سال 2014 فاش نشده بود.

  آلمان

  در 25 سپتامبر 2007، ایالت بایرن برنامه‌هایی را برای یک سرویس راه آهن پرسرعت مگلو که مونیخ را به فرودگاه خود متصل می‌کند، اعلام کرد. متعاقباً دولت باواریا برای این پروژه 1.85 میلیارد یورویی با دویچه بان و ترانس‌راپید با همکاری زیمنس و تیسن کروپ قراردادهایی منعقد کرد.

  در 27 مارس 2008، وزیر حمل و نقل آلمان لغو پروژه را اعلام کرد و این تصمیم را به افزایش هزینه‌های ساخت و ساز برای زیرساخت مسیر اعلام کرد. یک برآورد تجدید نظر شده هزینه پروژه را بین 3.2 تا 3.4 میلیارد یورو تعیین کرده بود.

  برنامه های قمری

  ناسا پروژه Flexible Levitation on a Track (FLOAT) را اعلام کرده است که هدف آن توسعه سیستم قطار Maglev برای استقرار در ماه است.

  بریتانیا

  لندن – گلاسکو: یک خط maglev پیشنهادی در بریتانیا با هدف اتصال لندن به گلاسکو، ارائه چندین گزینه مسیر بالقوه از طریق میدلندز، شمال غربی، و شمال شرقی انگلستان. گزارش شده است که این پیشنهاد تحت بررسی مساعد دولت قرار گرفته است. با این حال، این مفهوم در نهایت در کاغذ سفید دولت ارائه راه‌آهن پایدار که در 24 ژوئیه 2007 منتشر شد، رد شد. همزمان، ارتباط پرسرعت دیگری بین گلاسکو و ادینبورگ برنامه‌ریزی شد، اگرچه فناوری خاص برای این اتصال مشخص نشده بود.

  ایالات متحده

  واشنگتن، دی سی به شهر نیویورک: با بهره گیری از فن آوری Maglev ابررسانا (SCMAGLEV)، توسعه شرکت راه آهن مرکزی ژاپن، سیستم پیشنهادی شمال شرقی Maglev با هدف برقراری ارتباط بین مراکز اصلی کلان شهرها و فرودگاه ها در کریدور شمال شرقی، با دستیابی به سرعت بیش از 30 کیلومتر در ساعت (30 کیلومتر در ساعت) زمان سفر یک ساعته بین واشنگتن دی سی و شهر نیویورک. تا سال 2019، اداره راه آهن فدرال و وزارت حمل و نقل مریلند مشغول تهیه یک بیانیه تأثیر محیطی (EIS) برای ارزیابی پیامدهای زیست محیطی بالقوه مرتبط با ساخت و بهره برداری از بخش اولیه سیستم، از واشنگتن، دی سی، تا بالتیمور، مریلند، و شامل توقف میانی در فرودگاه BW>Neva> برای BW>Neva> برای BWI

  Maglev: پروژه Maglev بین ایالتی کالیفرنیا-نوادا در حال حاضر در حال بررسی امکان سنجی اتصالات مگلو پرسرعت است که مراکز شهری بزرگ در جنوب کالیفرنیا را به لاس وگاس متصل می کند. این پیشنهاد که در ابتدا به عنوان عنصری از ابتکار توسعه I-5 یا I-15 در نظر گرفته شد، متعاقباً توسط دولت فدرال اجباری شد تا از سایر پروژه‌های کارهای عمومی بین ایالتی متمایز باشد.

  به دنبال این تصمیم، نهادهای خصوصی در نوادا پیشنهادی را برای یک خط maglev ارائه کردند که از لاس‌وگاس در لاس‌وگاس تا Los Vegas متوقف می‌شود. بیکر، کالیفرنیا؛ و مکان های مختلف در سراسر شهرستان سن برناردینو قبل از رسیدن به لس آنجلس. شخصیت‌های سیاسی ابراز نگرانی کردند که چنین سیستم راه‌آهن پرسرعت بین‌ایالتی می‌تواند به طور بالقوه فعالیت‌های اقتصادی و هزینه‌های مسافری را از دولت منحرف کند.

  حوادث

  دو حادثه قابل توجه درگیر آتش سوزی بوده است. در سال 1991، یک قطار آزمایشی ژاپنی، با نام MLU002، در طی آزمایش در میازاکی به طور کامل توسط آتش سوزی نابود شد.

  در 11 اوت 2006، مدت کوتاهی پس از ورود آن به ترمینال Longyang، آتش سوزی در سیستم عملیاتی Transrapid شانگهای فوران کرد. مسافران با خیال راحت تخلیه شدند و متعاقباً وسیله نقلیه تقریباً یک کیلومتر برای جلوگیری از ورود دود به ایستگاه جابجا شد. بازرسی در نوامبر 2010 از تأسیسات تعمیر و نگهداری SMT توسط مقامات NAMTI منشأ آتش را "فرار حرارتی" در سینی باتری شناسایی کرد. در نتیجه، SMT اقدامات اصلاحی، از جمله تهیه تامین‌کننده باتری جدید، ادغام سنسورها و عایق‌های دمای پیشرفته، و طراحی مجدد سینی‌های باتری را اجرا کرد.

  در 22 سپتامبر 2006، یک قطار Transrapid در حین اجرای آزمایشی و تبلیغاتی در لاتن، واقع در نیدرزاکسن، شمال غربی آلمان، با یک وسیله نقلیه تعمیر و نگهداری برخورد کرد. این حادثه منجر به 23 کشته و 10 مجروح شد که اولین تلفات تصادف با ماگلو ثبت شده است. بررسی ها به این نتیجه رسیدند که خطای انسانی عامل اصلی حادثه بوده است. پس از یک تحقیق یک ساله، اتهاماتی علیه سه کارمند Transrapid مطرح شد.

  ملاحظات ایمنی در سیستم‌های حمل‌ونقل عمومی پرسرعت از اهمیت بالایی برخوردار است، در درجه اول به دلیل احتمال ایجاد نیروهای ضربه‌ای قابل توجه و تعداد زیاد تلفات در صورت وقوع حادثه. هم برای سیستم‌های ریلی پرسرعت مگلو و هم برای سیستم‌های ریلی پرسرعت معمولی، حوادث احتمالی ممکن است از خطای انسانی، مانند قطع برق، یا از عوامل خارجی غیرقابل کنترل، از جمله فعالیت‌های لرزه‌ای که منجر به حرکت زمین می‌شود، رخ دهد.

  یادداشت‌ها

  یادداشت ها

  مراجع

  • تعریف فرهنگ لغت maglev در ویکیواژه
  • US MagneticGlide
  • Maglev Net – اخبار و اطلاعات Maglev
  • لویتاسیون مغناطیسی برای حمل و نقل بایگانی شده در 8 مه 2010 در Wayback Machine