Bez zařazení

Článků v rubrice: 330

Maglev je zážitek

Říká se, že alespoň část budoucí dopravy se bude zakládat na magnetické levitaci. Není to sci-fi, takové vlaky již jezdí. Také se říká, že jde o sice nejrychlejší, ale nejdražší způsob dopravy. Není to pravda. Projížďka šanghajským maglevem z města na letiště Pudong a zpět je levnější než cesta francouzským Rhonexpressem spojujícím Lyon s letištěm Saint Exupéry. A maglev umí až 430 km/h, zatímco Rhonexpress se plouží jen stovkou. Pojďme se poučit do Informačního centra maglevu přímo v Šanghaji. Vlak i dráhu postavila německá firma Siemens.

Fotogalerie (14)
Maglev nemá koleje, jen rovnou betonovou dráhu (foto autorka)

Anglickou zkratku maglev (magnetická levitace) používal již v 60. letech fyzik Howard Coffey, držitel několika patentů na pohonné a stabilizační systémy založené na supravodivých magnetech. Od 70. let tento systém dopravy zkouší Německo pod názvem Transrapid na několika zkušebních tratích, například v Emslandu, Dolním Sasku. V letech 1984 až 1991 byla v provozu zkušební magnetická městská dráha v Berlíně, takzvaná M-Mahn Transrapid Versuchsanlage. Od 70. let zkoušejí magnetickou levitaci i Japonci. Od roku 1996 jezdí JR-Maglev na zkušební trati v prefektuře Jamanaši. Trať vede převážně v tunelech. Nízkorychlostní maglev jezdil v roce 2005 na Expo v Aichi. Jediným komerčním projektem však zůstává maglev provozovaný od prosince 2002 jako příměstská dráha mezi městem Šanghaj a mezinárodním letištěm Pudong. Japonsko plánuje zprovoznit po roce 2027 magnetickou dráhu z Tokia do Nagoje.

Jak funguje

Vlak se pohybuje na polštáři magnetického pole, které vytváří soustava supravodivých magnetů zabudovaných jak v trati, tak v podvozku vlaku. Vlak nemá kola a vznáší se několik centimetrů (5 až 10) nad betonovou dráhou nahrazující kolejnice.

Všechny vlaky typu maglev jsou poháněné lineárními indukčními motory. Hlavní výhodou lineárních motorů je z hlediska konstrukce nepřítomnost mechanických převodů. Používají se dva typy.

Synchronní motor s dlouhým statorem má statorové vinutí rozvinuté do roviny podél celé pojezdové dráhy – tedy třeba i mnoho kilometrů. Sekundární část (rotor) je umístěná na vagónu a je tvořená permanentními magnety. Přivedením řídicího proudu do vinutí vznikne magnetické pole mezi oběma částmi, čímž se vagón rozpohybuje. Motory umožňují zrychlení až 5 G a rychlost posuvu 6 m/s. Tento typ se používá u vysokorychlostních maglevů, jako je šanghajský, německý Transrapid a japonský MLX.

Lineární motor s krátkým statorem má stator umístěný na vagónech a rotor upevněný na vodicí dráze. Energie se dodává bezkontaktně mezi vlakem a dráhou. Toto uspořádání se používá u nízkorychlostních maglevů pro příměstskou dopravu nebo např. u vlaku, který vozil návštěvníky výstavy Expo 2005 v japonském Aichi rychlostí 160 km/h.

Elektřinu o napětí 110 kV maglev získává z veřejné sítě, transformuje ji na 20 kV a 1,5 KV, přes usměrňovač přemění proud na stejnosměrný a potom zpět na střídavý v rozmezí frekvencí 0 až 300 Hz. Kabely a spínací stanice napájejí dlouhý stator podél vodicí dráhy, čímž se generuje pohonná síla mezi statorem a palubními magnety.

Rychlost

Rychlost vlaků teoreticky téměř nic neomezuje. První rekord v roce 2005 vytvořili Japonci (581 km/h) a v roce 2015 si ho rychlostí 603 km/h sami překonali. V praxi je rychlost limitovaná spotřebou energie a aerodynamickým odporem. Tento problém se snaží vyřešit projekty navrhující provozovat dráhu v tunelech zbavených vzduchu až ke hranici vakua. S magnetickou levitací v uzavřených trubicích alespoň pro počáteční urychlení počítá i nejnovější projekt Elona Musca Hyperloop. Toto řešení se navrhuje i pro tzv. transatlantický tunel – 5 000 km dlouhý tubus pod hladinou moře, který by měl spojit Evropu se severní Amerikou. Zde by vlaky hypoteticky jezdily neuvěřitelnou rychlostí až 8 000 km/h, tedy díky neexistenci tření a odporu vzduchu rychleji, než kulka letící ze střelné zbraně. Šanghajský maglev ujede vzdálenost 30 km za 8 minut, tedy průměrnou rychlostí přes 220 km/h. Po třech a půl minutách od rozjezdu urazí asi 12,5 km, pokračuje cestovní rychlostí 430 km/h a pak zpomaluje opět na úseku dlouhém 12,5 km. 12. 11. 2003 dosáhl rychlosti 501 km/h, nejvyšší ze všech komerčně provozovaných drah.

Dráha pro maglev

Stavba tohoto zvláštního vlaku i jeho tratě byla velmi náročná. Tratě pro maglev jsou poměrně nákladné, protože se z bezpečnostních důvodů staví převážně na mostech nebo v tunelech. V Šanghaji je měkká půda, a proto stavitelé museli do vodicí dráhy zabudovat speciální nastavitelné spoje, které umožňují vyrovnávat změny způsobené sesedáním půdy. Betonové nosníky dráhy podléhají rozpínání a smršťování způsobenému změnami teploty, dráha se tedy musí umět vypořádat i s těmito deformacemi. Odměnou je, že dráha a další technologie jsou méně náročné na údržbu, protože vlak neprodukuje žádné výfukové zplodiny ani hluk. Při přepravě stejného množství cestujících spotřebuje třikrát méně energie než auto, a pětkrát méně než letadlo. Ve skutečnosti maglev spotřebuje k jízdě méně energie, než provoz jeho klimatizace. Dokáže i stoupat do příkřejšího svahu a projíždět ostřejší oblouky než běžný vlak.

Bezpečnost především

Maglev, přestože jezdí rychlostí 430 km/h, je bezpečnější než jiné dopravní systémy. Jeho unikátní brzdné systémy jej bezpečně zastaví. Pro případ potřeby rychlého zastavení vlaku jsou k dispozici tři nezávislé systémy. Elektromagnetický brzdný systém, který mění kinetickou energii vlaku v elektrickou změnou práce lineárního motoru. Vlak tak brzdí bez jakéhokoliv kontaktu. Druhým způsobem je naopak smykové brzdění. Pokud v nejhorším případě dojde ke ztrátě vnějšího i vnitřního napájení, vlak se zastaví třením podpůrných „skluznic“ pod vagóny. Třetí brzdný systém je založen na vířivých proudech generovaných v postranních vodicích kolejnicích na obou stranách dráhy. Potřebnou energii dodají baterie na palubě vlaku. (Vysvětlení brzdicí schopnosti vířivých proudů podal náš čtenář v článku http://www.3pol.cz/cz/rubriky/bez-zarazeni/367-bleskova-aprilova-soutez)

Praktické informace

Maglev jezdí ze Šanghaje ze stanice Longyang, kde je také v prvním patře informační centrum (muzeum), na mezinárodní letiště Pudong. V provozu je denně od 6:45 do 21:45 h v 15 až 20 minutových intervalech. Cesta 30 km trvá 8 minut. Zpáteční jízdenka stojí 80 juanů, což je asi 290 Kč. Má vlastní webstránku http://www.smtdc.com/en/index.html

Marie Dufková
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

ITER - pohled shora

Kdo si myslíte, že má největší přehled o tom co se děje na staveništi tisíciletí – na staveništi tokamaku ITER? Generální ředitel? Nebo šéf Rady ITER Arun Srivastava? Velký omyl! Je to muž, který z výšky 85 metrů sleduje z kabiny jeřábu dění pod sebou!

Průlom na tokamaku DIII-D. Zbystřete!

Režimy typu „Super H Mode“ demonstrují zlepšenou výkonnost fúze a umožňují zásadní krok směrem k ekonomické fúzní energii. Pokud Američané něco označí za „super výsledek“, bývá to zpravidla návnada pro sponzory. Ovšem pod zprávu z 24.

Počítač modeluje nestability ve fúzních plazmatech

Nestability plazmatu byly a jsou a budou velkou překážkou při udržení termojaderného plazmatu dobu dostatečně dlouhou pro fungování využitelné termojaderné fúze. Existuje řada počítačových programů – kódů, které dokáží simulovat chování plazmatu včetně rozvoje, průběhu nejrůznějších jeho nestabilit.

Proč si koupit elektrokolo?

Elektrokola zažívají poslední dobou obrovský boom. Oblibu získává tento dopravní prostředek doplněný o elektrický pohon zaslouženě. Na e-kolech snadněji a pohodlněji zdoláte náročnější terény a z jízdy se tak můžete radovat, ať je vaším cílem obchodní ...

Učit se, učit se, učit se – před 100 lety a po americku

V článku První světová válka, elektrotechnika a američtí vynálezci (https://www.3pol.cz/cz/rubriky/bez-zarazeni/2283-prvni-svetova-valka-elektrotechnika-a-americti-vynalezci) jsme si prohlíželi stránky starého (již dávno zaniklého) amerického měsíčníku The Electrical Experimenter z roku 1918.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail