Tren cu levitație magnetică

Un tren cu levitaţie magnetică, sau Maglev, este un tren care utilizează câmpuri magnetice puternice pentru a-şi asigura sustentaţia şi a avansa. Spre deosebire de trenurile clasice, nu există contact cu şina, ceea ce reduce forţele de frecare şi permite atingerea unor viteze foarte mari (anumite sisteme ajung la 550 km/h).

Deoarece nu pot fi folosite cu infrastructura existentă. trenurile Maglev trebuie concepute de la 0. Termenul de maglev nu se referă numai la vehicule, ci şi la interacţiunea dintre acestea şi calea de rulare. Această interacţiune este foarte importantă, fiecare componentă fiind proiectată în funcţie de cealaltă pentru a crea şi controla levitaţia magnetică.

Bobinele magnetizate din partea de jos a pistei, resping magnetii care se afla sub tren, permitandu-i acestuia sa leviteze intre 1 si 10 cm deasupra pistei. Odata ce trenul este in levitatie, se alimenteaza spirele din interiorul peretilor verticali, pentru a crea un sistem unic de campuri magnetice care trag si imping trenul. Curentul electric furnizat bobinelor alterneaza constant pentru a schimba polaritatea spirelor magnetizate. Aceasta schimbare de polaritate determina campul magnetic aflat in fata trenului sa traga vehiculul inainte, in timp ce campul magnetic din spate adauga o forta suplimentara in aceeasi directie.

Tipuri de tehnologie

Există 4 tehnologii principale maglev:

- o tehnologie care se bazează pe electromagneţi adaptabili (suspensie electromagnetică sau EMS).

Exemplu: Transrapid

- o tehnologie care se bazează pe magneţi supraconductori (suspensie electrodinamică sau EDS).

Exemplu: JR-Maglev.

- o tehnologie potenţial mai ieftină, care foloseşte magneţi permanenţi (Inductrack).

Pe lângă acestea, mai există şi suspensia magnetodinamică (MDS), recent inventată şi deocamdată puţin testată.

Propulsie

Japonia şi Germania sunt deosebit de active în domeniu, producând mai multe idei. Una din aceste idei constă în ridicarea trenului prin forţele de respingere şi de atracţie generate de magneţi cu aceeaşi polaritate, respectiv cu polarităţi opuse. Trenul poate fi pus în mişcare de un motor liniar instalat pe şine sau pe vagon.

Propulsia Maglev

Stabilitate

Din teorema lui Earnshaw se ştie faptul că folosind doar electromagneţi şi magneţi permanenţi nu se poate asigura stabilitatea sistemului. Pe de altă parte, magneţii diamagnetici şi supraconductori pot stabiliza trenul. Anumite sisteme convenţionale folosesc electromagneţi cu stabilizare electronică: se măsoară continuu distanţa până la tren şi se ajustează curentul din electromagnet în consecinţă.