磁计划。发明和生产的历史

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磁悬浮列车、磁悬浮或磁悬浮（来自英文 magnetic levitation - “magnetic levitation”）是一种保持在路基上方的列车，由电磁场的力驱动和控制。与传统火车不同，这样的火车在行驶过程中不会接触到铁轨表面。由于列车与轨道表面之间存在间隙，因此消除了它们之间的摩擦力，唯一的制动力就是空气阻力。指的是单轨运输（虽然不是磁轨，而是可以在磁铁之间安排一条通道——就像在 JR-Maglev 上一样）。

磁飞机

磁飞机是与航空竞争的一次严肃尝试。以飞机的所有速度，机场通常建在远离中心的地方，因此需要另外1,5-2个小时才能到达它们。同时，火车站也方便多了。当然，要设计出能与飞机抗衡的常规火车并非易事。如果只是因为在每小时 500 公里的速度下，离心力可能会破坏车轮。只有一种出路——放弃轮子。

早在 1927 年，宇宙航行学的创始人康斯坦丁·爱德华多维奇·齐奥尔科夫斯基就提议建造一艘气垫船。许多年过去了，直到法国工程师在 1960 年代试图实现这一想法。然而，尝试没有成功。实验车以疯狂的速度沿着混凝土滑道疾驰而过，周围充斥着两台飞机发动机的狂轰滥炸，其中一台发动机产生气垫，另一台发动机“负责”水平推力。了解欧洲严格的环境要求，可以猜想，即使是一声响动，也足以结束该项目。顺便说一句，出于同样的原因，带有涡轮喷气发动机甚至更安静的燃气涡轮发动机的机车也没有找到应用。

强大的压缩机可以产生气垫，但在哪里可以找到适合他们工作的发动机。柴油消耗太多燃料。到目前为止，还没有适合安装在此类运输车辆上的自主电动机。

幸运的是，我们找到了另一种方法，并且显然是最佳方法：将火车“悬挂”在铁轨上方（或下方）。这个解决方案是由德国工程师 Hermann Kemper 在 1934 年发现的。他称他的发明为磁悬浮。 Kemper 悬架的工作基于众所周知的原理 - 同名磁铁的磁极相互排斥。

实现这一想法的最简单方法是用永磁体布置轨道和火车底部，并具有适当的磁极方向。牵引力将由线性电动机产生。这种发动机有一个特殊的转子和定子。与传统的电动机不同，它们被折叠成环，在这里它们被拉伸成条带。一个接一个地打开，定子绕组产生一个行进磁场。固定在机车上的定子被拉入这个磁场并移动整个列车。

然而，这种带有永磁体的线路价格昂贵，并且它们的提升力很小。另一种选择建议自己 - 在火车和铁轨上使用电磁铁。但同样，保持轨道绕组一直通电是不合理的。这意味着只需要为列车当前所在的线圈供电。组合物的足够强的磁场将在轨道绕组中传导电流。反过来，它们会产生磁场。

解决该问题的另一种方法是用低电阻合金覆盖路径。合金中会出现感应电流，足以产生强磁场。

磁飞机的工作原理

在德国、美国、日本和俄罗斯，创建磁计划的工作已经进行了十多年。在苏联，到 1980 年代初，出现了试验性的直线段赛道和试验车。然而，事情并没有比实验更进一步。因此，在磁力飞机的帮助下，将莫斯科谢列梅捷沃机场和多莫杰多沃机场与中央航空站连接起来的项目以及从埃里温到塞凡湖沿岸度假区的路线仍然保留了这些想法。

德国人和日本人取得了最大的成功。德国公司 Henschel 和 Thyssen 参与了 Transrapid 计划的实施。到 1980 年代中期，建成了一条直线段和两个环形段的试验跑道。它测试了时速达到 500 公里的火车。此外，还测试了轨道结构、道岔、车站结构和安全系统。根据距离和预定路线，考虑了两种火车变体。将城市与机场连接起来需要两辆汽车，可容纳 164 人，而对于城际旅行，则需要更宽敞的十辆汽车，可容纳 820 人。

“Transrapid”的创造者用一个简单但同时出乎意料的磁悬浮方案让我感到惊讶。德国设计师找到了一个矛盾的解决方案：他们没有使用同极的排斥，而是使用相反极的吸引力。将负载挂在磁铁上并不难，而且这个系统会很稳定。在磁铁下放置负载几乎是不可能的。如果使用受控电磁铁，情况将发生根本变化。一个警惕的控制系统保持磁铁之间的间隙恒定 - 几毫米。改变的差距是值得的，系统反应很快。当间隙增加时，它会增加载体磁铁中的电流强度，从而“拉”汽车，当它减小时，它会降低电流强度，间隙增加。

应该指出该计划的严重优势。轨道磁性元件不受天气影响，此外，由于轨道和火车之间的间隙小了一个数量级，它们的磁场要弱得多。这意味着需要强度低得多的电流。因此，这种设计的列车更加经济。

载体磁铁由在每个站点充电的车载电池供电。电流仅在火车经过的路段提供给线性电动机。

但是，随着德国的所有成功，最快的火车在日本运行，或者更确切地说是飞行。它们有时被称为“磁悬浮”（来自两个词的缩写和合并 - 磁悬浮）这些不接触铁轨的火车仍然是日本最有效的地面公共交通工具之一。磁悬浮创造的绝对记录是手动列车时速531公里，自动驾驶列车时速550公里。 1997年，所有磁悬浮列车试验都在山梨县的一条特殊轨道上逐条进行。

作者：Musskiy S.A.

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