یکشنبه 6 فروردین 1402

قطار مگلو چیست و چگونه کار می‌کند؟

معرفی فناوری قطار مگلو

چه می‌شد اگر می‌توانستید بدون استفاده از هواپیما مسیر نیویورک تا لس‌آنجلس را زیر ۷ ساعت طی کنید؟ این کار با قطار مگلو (Maglev train) امکان‌پذیر است. ایده قطارهای مگلو، کوتاه‌شده عبارت شناوری مغناطیسی (magnetic levitation)، در سال ۱۹۶۰ به فکر برخی از اعضای آزمایشگاه بروکهاون رسید. این ایده به گونه‌ای بود که از آهنرباهای ابر رسانا برای شناور کردن قطار استفاده می‌شد. آهنرباهای ابررسانا، آهنرباهای الکتریکی‌ای هستند که در حین استفاده تا دمای بسیار زیادی خنک می‌شوند، این کار قدرت میدان مغناطیسی را به‌طور چشم‌گیری افزایش می‌دهد.

اولین قطار پرسرعت با فناوری ابر رسانای مگلو و با بهره‌برداری تجاری در سال ۲۰۰۴ در شانگهای افتتاح شد، در حال حاضر قطار مگلو در ژاپن و کره جنوبی در حال بهره‌برداری است. در ایالات متحده آمریکا چندین مسیر برای ارتباط بین شهرها مانند بالتیمور و واشنگتن دی‌سی در حال ایجاد هستند.

” بخوانید: نگاهی بر پرسرعت ترین قطارهای دنیا

فناوری مگلو

در فناوری مگلو، آهنرباهای ابر رسانا، واگن قطار را روی یک مسیر بتنی U شکل معلق می‌کنند. مانند هر آهنربای دیگری، قرارگیری قطب‌های هم‌نام روبروی یکدیگر قدرت دافعه ایجاد می‌کند. آهنرباها در چهار گوشه یک واگن قرار می‌گیرند. از آنجایی که آهنرباهای بکار رفته ابر رسانا هستند، زمانی که تا دمای منفی 268 درجه سانتی‌گراد سرد می‌شوند می‌توانند میدان مغناطیسی‌ای ۱۰ برابر قوی‌تر از یک آهنربای الکتریکی معمولی به وجود بیاورند.

این میدان‌های مغناطیسی با حلقه‌های فلزی ساده بکار رفته در دیواره‌های بتنی مسیر تعامل دارند. این حلقه‌ها از مواد رسانا مانند آلومینیوم ساخته شده‌اند و زمانی که  میدان مغناطیسی از کنار آن عبور می‌کند جریان الکتریکی ایجاد می‌کند که این جریان موجب ایجاد میدان مغناطیسی دیگری می‌شود.

فناوری مگلو

پیشران و شناوری مگلو

در قطار مگلو، سه نوع حلقه در فواصل مشخصی از مسیر هدایتی قرار می‌گیرند تا سه وظیفه مهم را انجام دهند:

اولین حلقه، قطار را حدود 13 سانتی‌متر بالای مسیر شناور می‌کند.

حلقه دوم، قطار را در حالت افقی پایدار نگه می‌دارد. هر دو حلقه از دافعه مغناطیسی برای نگه داشتن قطار در بهینه‌ترین موقعیت استفاده می‌کنند. هر چه بیشتر از مرکز مسیر دور شود و یا به زمین نزدیک‌تر شود، مقاومت مغناطیسی بیشتری برای برگرداندن قطار به مسیر اعمال می‌شود.

سومین حلقه، یک سامانه پیشران است که توسط قدرت جربان متناوب فعال می‌شود. در اینجا، هم نیروی جاذبه و هم دافعه مغناطیسی برای به حرکت درآوردن قطار در طول مسیر مورد استفاده قرار می‌گیرند. جعبه‌ای با ۴ آهنربا در هر گوشه را در نظر بگیرید. گوشه‌های جلویی آهنرباهایی با قطب شمال وجود دارند و در گوشه‌های عقب نیز قطب‌های جنوب آهنربا قرار گرفته‌اند. برقی کردن حلقه‌های پیشران، میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که از جلو قطار را به سمت جلو می‌راند و از سمت عقب آن را به جلو هل می‌دهد.

اجزای داخلی قطار مگلو

اجزای داخلی قطار مگلو

طراحی شناوری مغناطیسی سفری راحت را فراهم می‌کند. با وجود سرعت 603 کیلومتر بر ساعتی قطار، مسافران نسبت به قطارهای سنتی آشفتگی کمتری حس می‌کنند، چرا که در این حالت تنها منبع اصطکاک، هوا است.

امنیت، نقطه قوت فناوری مگلو

امنیت، نقطه قوت دیگر این فناوری است. قطارهای مگلو توسط مسیر برقی حرکت می‌کنند. هیچ دو قطاری که در یک مسیر حرکت می‌کنند نمی‌توانند بهم برسند و تصادف کنند چراکه این دو قطار با یک سرعت معین حرکت می‌کنند. همچنین، خروج قطار سنتی از ریل که به دلیل پیچیدن خیلی سریع رخ می‌دهد، نمی‌تواند با وجود فناوری مگلو اتفاق بیفتد. هرچه قطار مگلو بیشتر از موقعیت نرمال خود بین دیوارهای مسیر خارج شود، نیروی مغناطیسی بیشتری برای برگرداندن آن به موقعیت اولیه اعمال می‌شود.

با فناوری مگلو دیگر نیازی به راننده نخواهد بود. خودروهای ریلی به سمتی که شبکه ریلی آن‌ها را هدایت می‌کند حرکت می‌کنند. در حال حاضر، الگوریتم‌های کامپیوتری برای مسیریابی کارآمدتر وجود دارند و این امکان را فراهم کرده‌اند تا برنامه‌ریزی کل شبکه قابلیت تغییر در یک لحظه را داشته باشد. این قابلیت منجر به وجود سیستم حمل و نقل بسیار انعطاف‌پذیرتری در آینده خواهد شد.

منبع:

energy

اخبار مرتبط

دیدگاه بگذارید

لطفا نظر خود را وارد نمایید
لطفا نام خود را وارد نمایید

آخرین مطالب