Magnētiskās levitācijas vilcienu pamati (Maglev)

Getty Images/Christian Petersen-Clausen

Magnētiskā levitācija (maglev) ir salīdzinoši jauna transportēšanas tehnoloģija, kurā bezkontakta transportlīdzekļi droši pārvietojas ar ātrumu no 250 līdz 300 jūdzēm stundā vai lielāku, kamēr tie tiek piekārti, vadīti un virzīti virs vadotnes ar magnētisko lauku palīdzību. Vadlīnija ir fiziska struktūra, pa kuru tiek levitēti maglev transportlīdzekļi. Ir ierosinātas dažādas vadotņu konfigurācijas, piemēram, T-veida, U-veida, Y-veida un kastes sijas, kas izgatavotas no tērauda, ​​betona vai alumīnija.

Maglev tehnoloģijai ir trīs galvenās funkcijas: (1) levitācija vai balstiekārta; (2) dzinējspēks; un (3) norādījumi. Lielākajā daļā pašreizējo konstrukciju magnētiskie spēki tiek izmantoti visu trīs funkciju veikšanai, lai gan varētu izmantot nemagnētisku piedziņas avotu. Nav vienprātības par optimālu dizainu katras galvenās funkcijas veikšanai.

Piekares sistēmas

Elektromagnētiskā balstiekārta (EMS) ir pievilcīga spēka levitācijas sistēma, kurā transportlīdzekļa elektromagnēti mijiedarbojas ar feromagnētiskajām sliedēm uz vadotnes un tiek piesaistīti tām. EMS kļuva praktisks, pateicoties elektronisko vadības sistēmu attīstībai, kas uztur gaisa spraugu starp transportlīdzekli un vadotni, tādējādi novēršot saskari.

Kravas svara, dinamisko slodžu un vadotnes nelīdzenumu izmaiņas tiek kompensētas, mainot magnētisko lauku, reaģējot uz transportlīdzekļa/vada gaisa spraugas mērījumiem.

Elektrodinamiskā balstiekārta (EDS) izmanto magnētus uz kustīga transportlīdzekļa, lai izraisītu strāvu vadotnē. Iegūtais atgrūšanas spēks rada raksturīgi stabilu transportlīdzekļa atbalstu un vadību, jo magnētiskā atgrūšanās palielinās, samazinoties transportlīdzekļa/vadošās daļas atstarpei. Tomēr transportlīdzeklim jābūt aprīkotam ar riteņiem vai cita veida balstiem “pacelšanās” un “nolaišanās” nodrošināšanai, jo EDS nelevitē, ja ātrums ir mazāks par aptuveni 25 jūdzes stundā. EDS ir progresējis ar kriogēnijas un supravadošo magnētu tehnoloģiju progresu.

Piedziņas sistēmas

Šķiet, ka ātrgaitas maglev sistēmām vispiemērotākais variants ir “gara statora” piedziņa, izmantojot elektriski darbināmu lineāro motora tinumu vadotnē. Tas ir arī visdārgākais, jo ir augstākas vadotnes būvniecības izmaksas.

“Īsa statora” dzinējspēks izmanto lineāro asinhronā motora (LIM) tinumu uz borta un pasīvo vadotni. Lai gan īsa statora piedziņa samazina vadotnes izmaksas, LIM ir smaga un samazina transportlīdzekļa kravnesību, kā rezultātā palielinās ekspluatācijas izmaksas un zemāks ieņēmumu potenciāls salīdzinājumā ar garā statora piedziņu. Trešā alternatīva ir nemagnētisks enerģijas avots (gāzturbīna vai turbopropelleru), taču arī tas rada smago transportlīdzekli un samazina darbības efektivitāti.

Vadības sistēmas

Vadība vai stūrēšana attiecas uz sāniem vērstiem spēkiem, kas nepieciešami, lai transportlīdzeklis sekotu vadotnei. Nepieciešamie spēki tiek pievadīti tieši analoģiskā veidā piekares spēkiem, pievilcīgiem vai atgrūdošiem. Tos pašus magnētus, kas atrodas transportlīdzeklī, kas nodrošina pacēlāju, var izmantot vienlaikus vadībai vai arī var izmantot atsevišķus vadības magnētus.

Maglev un ASV transports

Maglev sistēmas varētu piedāvāt pievilcīgu transporta alternatīvu daudziem laika ziņā jutīgiem braucieniem, kuru garums ir 100 līdz 600 jūdzes, tādējādi samazinot gaisa un lielceļu sastrēgumus, gaisa piesārņojumu un enerģijas patēriņu, kā arī atbrīvojot laika nišas efektīvākiem tālsatiksmes pakalpojumiem pārpildītās lidostās. Maglev tehnoloģijas potenciālā vērtība tika atzīta 1991. gada Intermodālā virszemes transporta efektivitātes aktā (ISTEA).

Pirms ISTEA pieņemšanas Kongress bija piešķīris 26, 2 miljonus ASV dolāru, lai noteiktu maglev sistēmu koncepcijas lietošanai Amerikas Savienotajās Valstīs un novērtētu šo sistēmu tehnisko un ekonomisko iespējamību. Pētījumi bija arī vērsti uz to, lai noteiktu maglev lomu starppilsētu transporta uzlabošanā Amerikas Savienotajās Valstīs. Pēc tam NMI pētījumu pabeigšanai tika piešķirti papildu USD 9,8 miljoni.

Kāpēc Maglev?

Kādi ir maglev atribūti, kas liecina par to, ka transporta plānotāji to ņem vērā?

Ātrāki braucieni — liels maksimālais ātrums un liels paātrinājums/bremzēšana nodrošina vidējo ātrumu, kas trīs līdz četras reizes pārsniedz valsts ātruma ierobežojumu 65 jūdzes stundā (30 m/s) un īsāku brauciena laiku no durvīm līdz durvīm nekā ātrgaitas dzelzceļš vai gaisa satiksme. braucieni, kas ir mazāki par 300 jūdzēm vai 500 km). Joprojām ir iespējami lielāki ātrumi. Maglev aizņem vietu, kur atiet ātrgaitas dzelzceļš, nodrošinot ātrumu no 250 līdz 300 jūdzēm stundā (112 līdz 134 m/s) un lielāku.

Maglev ir ļoti uzticams, un tas ir mazāk jutīgs pret sastrēgumiem un laikapstākļiem nekā ceļošana ar gaisa vai lielceļu. Pamatojoties uz ārvalstu ātrgaitas dzelzceļa pieredzi, novirze no grafika vidēji var būt mazāka par vienu minūti. Tas nozīmē, ka iekšējā un intermodālā savienojuma laiku var samazināt līdz dažām minūtēm (nevis pusstundu vai vairāk, kas pašlaik nepieciešama ar aviokompānijām un Amtrak), un ka tikšanās var droši ieplānot, neņemot vērā kavēšanos.

Maglev dod naftas neatkarība - attiecībā uz gaisu un auto, jo Maglev tiek darbināts ar elektrību. Nafta elektroenerģijas ražošanai nav nepieciešama. 1990. gadā mazāk nekā 5 procenti no valsts elektroenerģijas tika iegūti no naftas, turpretim gan gaisa, gan automašīnu izmantotā nafta galvenokārt nāk no ārvalstu avotiem.

Maglev ir mazāk piesārņojošs - attiecībā uz gaisu un auto, atkal tāpēc, ka tas ir elektrisks. Emisijas var efektīvāk kontrolēt elektroenerģijas ražošanas avotā nekā daudzos patēriņa punktos, piemēram, izmantojot gaisu un automašīnu.

Maglev ir lielāka kapacitāte nekā gaisa satiksme ar vismaz 12 000 pasažieru stundā katrā virzienā. Pastāv vēl lielākas jaudas potenciāls 3 līdz 4 minūšu laikā. Maglev nodrošina pietiekamu jaudu, lai pielāgotos satiksmes pieaugumam divdesmit pirmajā gadsimtā un naftas pieejamības krīzes gadījumā nodrošinātu alternatīvu gaisa satiksmei un automobiļiem.

Maglev ir augsta drošība - gan uztvertā, gan faktiskā, pamatojoties uz ārvalstu pieredzi.

Maglev ir ērts - pateicoties augstajam pakalpojumu biežumam un iespējai apkalpot centrālos biznesa rajonus, lidostas un citus galvenos lielpilsētu mezglus.

Maglev ir uzlabojis komfortu - attiecībā uz gaisu, pateicoties lielākai telpai, kas ļauj izveidot atsevišķas ēdamistabas un konferenču zonas ar brīvu pārvietošanos. Gaisa turbulences trūkums nodrošina vienmērīgu braukšanu.

Maglev evolūcija

Magnētiski levitētu vilcienu jēdzienu pirmo reizi gadsimtu mijā identificēja divi amerikāņi Roberts Godards un Emīls Bašels. Līdz 1930. gadiem vācietis Hermans Kempers izstrādāja koncepciju un demonstrēja magnētisko lauku izmantošanu, lai apvienotuvilcieniun lidmašīnas. 1968. gadā amerikāņiem Džeimsam R. Pauelam un Gordonam T. Denbijam tika piešķirts patents viņu magnētiskās levitācijas vilciena konstrukcijai.

Saskaņā ar 1965. gada ātrgaitas zemes transporta likumu FRA līdz 1970. gadu sākumam finansēja plašu pētījumu klāstu par visu veidu HSGT. 1971. gadā FRA piešķīra līgumus ar Ford Motor Company un Stenfordas pētniecības institūts EMS un EDS sistēmu analītiskajai un eksperimentālajai izstrādei. FRA sponsorēto pētījumu rezultātā tika izstrādāts lineārs elektromotors, dzinējspēks, ko izmanto visi pašreizējie maglev prototipi. 1975. gadā pēc tam, kad ASV tika apturēts federālais finansējums ātrgaitas maglev pētniecībai, rūpniecība praktiski atteicās no intereses par maglev; tomēr pētījumi par zema ātruma maglevu Amerikas Savienotajās Valstīs turpinājās līdz 1986. gadam.

Pēdējo divu desmitgažu laikā pētniecības un attīstības programmas maglev tehnoloģiju jomā ir veikušas vairākas valstis, tostarp Lielbritānija, Kanāda, Vācija un Japāna. Vācija un Japāna katra ir ieguldījušas vairāk nekā 1 miljardu dolāru, lai izstrādātu un demonstrētu maglev tehnoloģiju HSGT.

Vācijas EMS maglev konstrukciju Transrapid (TR07) ekspluatācijai sertificēja Vācijas valdība 1991. gada decembrī. Vācijā tiek apsvērta maglev līnija starp Hamburgu un Berlīni ar privātu finansējumu un, iespējams, ar papildu atbalstu no atsevišķām Vācijas ziemeļu valstīm. piedāvāto maršrutu. Līnija savienotos ar ātrgaitas Intercity Express (ICE) vilcienu, kā arī parastajiem vilcieniem. TR07 ir plaši testēts Emslandē, Vācijā, un tā ir vienīgā ātrgaitas maglev sistēma pasaulē, kas ir gatava ieņēmumu dienestam. TR07 plānots ieviest Orlando, Floridā.

Japānā izstrādātajā EDS koncepcijā tiek izmantota supravadošu magnētu sistēma. 1997. gadā tiks pieņemts lēmums, vai izmantot maglev jaunajai Chuo līnijai starp Tokiju un Osaku.

Nacionālā Maglev iniciatīva (NMI)

Kopš federālā atbalsta izbeigšanas 1975. gadā Amerikas Savienotajās Valstīs ātrgaitas maglev tehnoloģija tika pētīta maz līdz 1990. gadam, kad tika izveidota Nacionālā Maglev iniciatīva (NMI). NMI ir DOT FRA, USACE un DOE kopdarbs ar citu aģentūru atbalstu. NMI mērķis bija novērtēt Maglev potenciālu uzlabot starppilsētu transportu un izstrādāt administrācijai un Kongresam nepieciešamo informāciju, lai noteiktu federālās valdības piemēroto lomu šīs tehnoloģijas attīstībā.

Faktiski jau kopš tās pirmsākumiem ASV valdība ir palīdzējis un veicinājis novatoriskus pārvadājumus ekonomisku, politisku un sociālu attīstības iemeslu dēļ. Ir daudz piemēru. Deviņpadsmitajā gadsimtā federālā valdība veicināja dzelzceļa attīstību, lai izveidotu starpkontinentālus sakarus, piemēram, 1850. gadā Ilinoisas Centrālajam mobilajam dzelzceļam piešķīra lielu zemes gabalu. Sākot ar 20. gadsimta 20. gadiem, federālā valdība nodrošināja komerciālu stimulu jaunajai tehnoloģijai. aviācija, slēdzot līgumus par aviopasta maršrutiem un fondiem, kas apmaksāja avārijas nosēšanās laukumus, maršruta apgaismojumu, laika ziņas un sakarus. Vēlāk 20. gadsimtā federālie līdzekļi tika izmantoti, lai izveidotu starpvalstu automaģistrāļu sistēmu un palīdzētu valstīm un pašvaldībām lidostu celtniecībā un darbībā. 1971. gadā federālā valdība izveidoja Amtrak, lai nodrošinātu dzelzceļa pasažieru pakalpojumus Amerikas Savienotajām Valstīm.

Maglev tehnoloģijas novērtējums

Lai noteiktu tehnisko iespējamību Maglev izvietošanai Amerikas Savienotajās Valstīs, NMI birojs veica vispusīgu jaunākās maglev tehnoloģijas novērtējumu.

Pēdējo divu desmitgažu laikā ārzemēs ir izstrādātas dažādas sauszemes transporta sistēmas, kuru darbības ātrums pārsniedz 150 jūdzes stundā (67 m/s), salīdzinot ar 125 jūdzēm stundā (56 m/s) ASV metrolaineram. Vairāki tērauda riteņi uz sliedes vilcieni var uzturēt ātrumu no 167 līdz 186 jūdzes stundā (75 līdz 83 m/s), jo īpaši Japānas 300. sērijas Shinkansen, vācu ICE un franču TGV. Vācu vilciens Transrapid Maglev ir demonstrējis ātrumu 270 jūdzes stundā (121 m/s) testa trasē, un japāņi ir darbinājuši Maglev testa automašīnu ar ātrumu 321 jūdzes stundā (144 m/s). Tālāk ir sniegti franču, vācu un japāņu sistēmu apraksti, ko izmanto, lai salīdzinātu ar ASV Maglev (USML) SCD koncepcijām.

Francijas vilciens ar Grande Vitesse (TGV)

Francijas Nacionālā dzelzceļa TGV pārstāv pašreizējās paaudzes ātrgaitas vilcienus ar tērauda riteņiem. TGV ir bijis ekspluatācijā 12 gadus maršrutā Parīze-Liona (PSE) un 3 gadus maršruta Parīze-Bordo (Atlantika) sākotnējā daļā. Atlantikas vilciens sastāv no desmit pasažieru vagoniem, kuru katrā galā ir spēka vagons. Spēka automobiļi piedziņai izmanto sinhronos rotācijas vilces motorus. Montējams uz jumta pantogrāfi savāc elektroenerģiju no augšējā kontakttīkla. Kruīza ātrums ir 186 jūdzes stundā (83 m/s). Vilciens nav sasvēries, un tāpēc, lai uzturētu lielu ātrumu, ir nepieciešams samērā taisns maršruts. Lai gan operators kontrolē vilciena ātrumu, pastāv bloķētāji, tostarp automātiska aizsardzība pret ātruma pārsniegšanu un piespiedu bremzēšana. Bremzēšana notiek ar reostata bremžu un uz ass piestiprinātu disku bremžu kombināciju. Visām asīm ir pretbloķēšanas bremzes. Spēka asīm ir pretslīdes kontrole. TGV sliežu ceļu struktūra ir parasta standarta sliežu platuma dzelzceļa struktūra ar labi izstrādātu pamatni (blīvēti granulēti materiāli).Trase sastāv no nepārtraukti metinātas sliedes uz betona/tērauda saitēm ar elastīgiem stiprinājumiem. Tā ātrgaitas slēdzis ir parasts pagriežams deguns. TGV darbojas uz jau esošām sliedēm, taču ar ievērojami samazinātu ātrumu. Pateicoties lielajam ātrumam, lielai jaudai un riteņu pretslīdēšanas kontrolei, TGV var uzbraukt pa pakāpieniem, kas ir aptuveni divas reizes augstāki nekā parasti ASV dzelzceļa praksē, un tādējādi var viegli sekot līdzi. Francijas slīdošais reljefs bez plašiem un dārgiem viaduktiem un tuneļiem.

Vācu TR07

Vācu TR07 ir ātrgaitas Maglev sistēma, kas ir vistuvāk komerciālai gatavībai. Ja izdosies iegūt finansējumu, Floridā 1993. gadā tiks veikti revolucionāri 14 jūdžu (23 km) maršruta autobusi starp Orlando starptautisko lidostu un International Drive atrakciju zonu. Tiek apsvērta arī TR07 sistēma, lai izveidotu ātrgaitas savienojumu starp Hamburgu un Berlīni un starp Pitsburgas centru un lidostu. Kā liecina apzīmējums, pirms TR07 bija vismaz seši agrāki modeļi. Septiņdesmito gadu sākumā vācu firmas, tostarp Krauss-Maffei, MBB un Siemens, testēja pilna mēroga gaisa spilvena transportlīdzekļa (TR03) un atgrūšanas maglev transportlīdzekļa versijas, izmantojot supravadošus magnētus. Pēc tam, kad 1977. gadā tika pieņemts lēmums koncentrēties uz pievilcības maglev, attīstība norisinājās ar ievērojamu soli, sistēmai attīstoties no lineārās indukcijas motora (LIM) piedziņas ar ceļmalas jaudas savākšanu uz lineāro sinhrono motoru (LSM), kas izmanto mainīgu frekvenci, elektriski. darbināmas spoles uz vadotnes.TR05 darbojās kā cilvēku pārvietotājs Starptautiskajā Hamburgas satiksmes izstādē 1979. gadā, pārvadājot 50 000 pasažieru un sniedzot vērtīgu ekspluatācijas pieredzi.

TR07, kas darbojas uz 19,6 jūdžu (31,5 km) garā ceļa Emslandes testa trasē Vācijas ziemeļrietumos, ir kulminācija gandrīz 25 gadus ilgajai Vācijas Maglev izstrādei, izmaksājot vairāk nekā 1 miljardu ASV dolāru. Tā ir sarežģīta EMS sistēma, kas izmanto atsevišķus parastos dzelzs serdes pievilkšanas elektromagnētus, lai radītu transportlīdzekļa pacelšanu un vadību. Transportlīdzeklis aptin ap T veida vadotni. TR07 vadotnes izmanto tērauda vai betona sijas, kas konstruētas un uzstādītas ar ļoti stingrām pielaidēm. Vadības sistēmas regulē levitācijas un virzīšanas spēkus, lai uzturētu collu atstarpi (8 līdz 10 mm) starp magnētiem un dzelzs 'sliedēm' uz vadotnes. Pievilcība starp transportlīdzekļa magnētiem un uz malām piestiprinātām vadošajām sliedēm nodrošina vadību. Pievilcība starp otru transportlīdzekļa magnētu komplektu un piedziņas statora blokiem zem vadotnes rada pacēlumu. Pacelšanas magnēti kalpo arī kā LSM sekundārais vai rotors, kura primārais vai stators ir elektriskais tinums, kas stiepjas visā vadotnes garumā. TR07 vienā sastāvā izmanto divus vai vairākus transportlīdzekļus bez sasvēršanās.TR07 piedziņu nodrošina gara statora LSM. Vadošās statora tinumi rada kustīgu vilni, kas mijiedarbojas ar transportlīdzekļa levitācijas magnētiem sinhronai piedziņai. Centrāli kontrolētas ceļa stacijas nodrošina nepieciešamo mainīgas frekvences, mainīga sprieguma jaudu LSM. Primārā bremzēšana ir reģeneratīva, izmantojot LSM, ar virpuļstrāvas bremzēšanu un augstas berzes slīdēšanu ārkārtas situācijās. TR07 ir demonstrējis drošu darbību Emslandes trasē ar ātrumu 270 jūdzes stundā (121 m/s). Tas ir paredzēts kruīza ātrumam 311 mph (139 m/s).

Japānas ātrgaitas Maglev

Japāņi ir iztērējuši vairāk nekā 1 miljardu dolāru, izstrādājot gan pievilcības, gan atbaidīšanas maglev sistēmas. HSST piesaistes sistēma, ko izstrādājis konsorcijs, ko bieži identificē ar Japan Airlines, patiesībā ir transportlīdzekļu sērija, kas paredzēta 100, 200 un 300 km/h. Sešdesmit jūdzes stundā (100 km/h) HSST Maglevs ir pārvadājuši vairāk nekā divus miljonus pasažieru vairākās izstādēs Japāna un 1989. gada Kanādas transporta izstāde Vankūverā. Ātrgaitas Japānas atgrūšanas Maglev sistēmu izstrādā Dzelzceļa Tehniskās pētniecības institūts (RTRI), nesen privatizētās Japānas dzelzceļa grupas pētniecības nodaļa. RTRI pētniecības transportlīdzeklis ML500 1979. gada decembrī sasniedza pasaules ātrgaitas vadāmo sauszemes transportlīdzekļu rekordu 321 jūdzes stundā (144 m/s), kas joprojām ir spēkā, lai gan īpaši pārveidots franču TGV dzelzceļa vilciens ir pietuvojies. Pilotu trīs automašīnu MLU001 testēšana tika uzsākta 1982. gadā. Pēc tam vienu automašīnu MLU002 iznīcināja ugunsgrēks 1991. gadā. Tā aizstājējs MLU002N tiek izmantots, lai pārbaudītu sānu sienu levitāciju, kas ir plānota iespējamai ieņēmumu sistēmas izmantošanai.Pašlaik galvenā darbība ir 2 miljardu dolāru vērtas 27 jūdžu (43 km) garas maglev testa līnijas izbūve cauri Jamanaši prefektūras kalniem, kur ieņēmumu prototipa testēšanu plānots sākt 1994. gadā.

Centrālā Japānas dzelzceļa uzņēmums plāno sākt būvēt otru ātrgaitas līniju no Tokijas uz Osaku jaunā maršrutā (ieskaitot Yamanashi testa posmu), sākot no 1997. gada. Tas sniegs atvieglojumus ļoti ienesīgajam Tokaido Shinkansen, kas tuvojas piesātinājumam un nepieciešama rehabilitācija. Lai nodrošinātu arvien labākus pakalpojumus, kā arī novērstu aviokompāniju iejaukšanos tās pašreizējā 85% tirgus daļā, ir nepieciešams lielāks ātrums nekā pašreizējais 171 mph (76 m/s). Lai gan pirmās paaudzes maglev sistēmas projektētais ātrums ir 311 jūdzes stundā (139 m/s), nākotnes sistēmām tiek prognozēts ātrums līdz 500 jūdzēm stundā (223 m/s). Atgrūšanas maglev ir izvēlēts nevis pievilcības maglev, jo tam ir zināms lielāka ātruma potenciāls un jo lielāka gaisa sprauga ir piemērota zemes kustībai, kas piedzīvota Japānas zemestrīcēm pakļautajā teritorijā. Japānas atgrūšanas sistēmas dizains nav stingrs. 1991. gada izmaksu aprēķins, ko veica Japānas Centrālā dzelzceļa kompānija, kurai šī līnija piederētu, liecina, ka jaunā ātrgaitas līnija caur kalnaino reljefu uz ziemeļiem no Mt.Fuji būtu ļoti dārgs, aptuveni 100 miljoni USD par jūdzi (8 miljoni jenu par metru) parastajam dzelzceļam. Maglev sistēma izmaksātu par 25 procentiem vairāk. Būtisku izdevumu daļu veido virszemes un pazemes ROW iegādes izmaksas. Zināšanas par Japānas ātrgaitas Maglev tehniskajām detaļām ir niecīgas. Ir zināms, ka tam būs supravadoši magnēti ratiņos ar sānu levitāciju, lineāru sinhronu piedziņu, izmantojot virzošās spoles, un kruīza ātrumu 311 mph (139 m/s).

ASV darbuzņēmēju Maglev koncepcijas (SCD)

Trīs no četrām SCD koncepcijām izmanto EDS sistēmu, kurā supravadoši magnēti uz transportlīdzekļa izraisa atgrūdošus pacelšanas un virzīšanas spēkus, pārvietojoties pa pasīvo vadītāju sistēmu, kas uzstādīta uz vadotnes. Ceturtajā SCD koncepcijā tiek izmantota EMS sistēma, kas ir līdzīga vācu TR07. Šajā koncepcijā pievilkšanas spēki rada pacēlumu un virza transportlīdzekli pa vadotni. Tomēr atšķirībā no TR07, kurā tiek izmantoti parastie magnēti, SCD EMS koncepcijas pievilkšanās spēkus rada supravadošie magnēti. Sekojošie atsevišķie apraksti izceļ četru ASV SCD būtiskās iezīmes.

Bechtel SCD

Bechtel koncepts ir EDS sistēma, kas izmanto jaunu konfigurāciju transportlīdzeklī uzstādītiem, plūsmu slāpējošiem magnētiem. Transportlīdzeklī ir seši astoņu supravadošu magnētu komplekti katrā pusē, un tas atrodas pāri betona kastes-staru vadotnei. Mijiedarbība starp transportlīdzekļa magnētiem un laminētām alumīnija kāpnēm uz katras vadotnes sānu sienas rada pacēlumu. Līdzīga mijiedarbība ar vadotnes nulles plūsmas spolēm nodrošina norādījumus. LSM piedziņas tinumi, kas arī piestiprināti vadotnes sānu sienām, mijiedarbojas ar transportlīdzekļa magnētiem, lai radītu vilci. Centrāli kontrolētas ceļa stacijas nodrošina nepieciešamo mainīgas frekvences, mainīga sprieguma jaudu LSM. Bechtel transportlīdzeklis sastāv no vienas automašīnas ar iekšējo noliektu apvalku. Tas izmanto aerodinamiskās vadības virsmas, lai palielinātu magnētiskās vadības spēkus. Avārijas gadījumā tas levitē uz gaisa nesošiem spilventiņiem. Vadlīnija sastāv no pēcspriegotas betona kastes sijas. Augsto magnētisko lauku dēļ koncepcija pieprasa nemagnētiskus, ar šķiedru pastiprinātas plastmasas (FRP) pēcspriegošanas stieņus un kāpšļus kastes sijas augšējā daļā.Slēdzis ir saliekams stars, kas pilnībā izgatavots no FRP.

Fostera-Millera SCD

Foster-Miller koncepts ir EDS, kas līdzīgs japāņu ātrgaitas Maglev, taču tam ir dažas papildu funkcijas, lai uzlabotu iespējamo veiktspēju. Foster-Miller koncepcijai ir transportlīdzekļa noliekšanas dizains, kas ļautu tai darboties līkumos ātrāk nekā Japānas sistēmai, nodrošinot tādu pašu pasažieru komforta līmeni. Tāpat kā japāņu sistēma, Foster-Miller koncepcija izmanto supravadošus transportlīdzekļu magnētus, lai radītu pacēlumu, mijiedarbojoties ar nulles plūsmas levitācijas spolēm, kas atrodas U veida vadotnes sānos. Magnēta mijiedarbība ar vadotnes uzstādītām elektriskām piedziņas spolēm nodrošina nulles plūsmas vadību. Tā novatorisko piedziņas shēmu sauc par lokāli komutētu lineāro sinhrono motoru (LCLSM). Atsevišķi 'H tilta' invertori secīgi iedarbina piedziņas spoles tieši zem ratiņiem. Invertori sintezē magnētisko viļņu, kas virzās pa vadotni ar tādu pašu ātrumu kā transportlīdzeklis. Foster-Miller transportlīdzeklis sastāv no šarnīrveida pasažieru moduļiem un astes un deguna daļām, kas veido vairāku automašīnu “sastāvu”. Moduļiem abos galos ir magnētu ratiņi, kurus tie koplieto ar blakus esošajām automašīnām.Katrs ratiņi satur četrus magnētus katrā pusē. U veida vadotne sastāv no divām paralēlām, pēcspriegotām betona sijām, kuras šķērsām savieno saliekamās betona diafragmas. Lai izvairītos no nelabvēlīgas magnētiskās ietekmes, augšējie pēcspriegošanas stieņi ir izgatavoti no FRP. Ātrgaitas slēdzis izmanto pārslēgtas nulles plūsmas spoles, lai vadītu transportlīdzekli pa vertikālu pagriezienu. Tādējādi Foster-Miller slēdzim nav nepieciešami kustīgi konstrukcijas elementi.

Grumman SCD

Grumman koncepcija ir EMS ar līdzību vācu TR07. Tomēr Grumman transportlīdzekļi apvij Y formas vadotni un izmanto kopīgu transportlīdzekļa magnētu komplektu levitācijai, piedziņai un vadībai. Vadošās sliedes ir feromagnētiskas, un tām ir LSM tinumi piedziņai. Transportlīdzekļa magnēti ir supravadošas spoles ap pakava formas dzelzs serdeņiem. Stabu virsmas ir piesaistītas dzelzs sliedēm vadotnes apakšpusē. Supravadošas kontroles spoles katrā dzelzs - Kodols kājas modulē levitācijas un vadības spēkus, lai uzturētu 1,6 collu (40 mm) gaisa spraugu. Lai uzturētu atbilstošu braukšanas kvalitāti, nav nepieciešama sekundārā piekare. Piedziņu nodrošina parastā LSM, kas iestrādāta vadotnes sliedē. Grumman transportlīdzekļi var būt viens vai vairāku automašīnu sastāvs ar slīpuma iespēju. Novatoriskā vadotnes virsbūve sastāv no slaidām Y formas vadotnes sekcijām (pa vienai katrā virzienā), kas piestiprinātas ar balstiem ik pēc 15 pēdām līdz 90 pēdu (4,5 m līdz 27 m) šķautņu sijai. Strukturālā spline sija kalpo abos virzienos.Pārslēgšanās tiek veikta ar TR07 stila lieces vadošo siju, kas saīsināta, izmantojot bīdāmu vai rotējošu sekciju.

Magneplan SCD

Magneplane koncepcija ir viena transportlīdzekļa EDS, kas izmanto siles formas 0,8 collu (20 mm) biezu alumīnija vadotni lokšņu levitācijai un virzīšanai. Automašīnas ar magnētu var pašizgāzties līdz 45 grādiem līkumos. Iepriekšējais laboratorijas darbs pie šīs koncepcijas apstiprināja levitācijas, vadības un piedziņas shēmas. Supravadošie levitācijas un piedziņas magnēti ir sagrupēti ratiņos transportlīdzekļa priekšpusē un aizmugurē. Viduslīnijas magnēti mijiedarbojas ar parastajiem LSM tinumiem, lai nodrošinātu piedziņu un ģenerē zināmu elektromagnētisko 'slīpuma izlīdzināšanas griezes momentu', ko sauc par ķīļa efektu. Magnēti katra ratiņu sānos reaģē pret alumīnija vadotnes loksnēm, lai nodrošinātu levitāciju. Magneplane transportlīdzeklis izmanto aerodinamiskās vadības virsmas, lai nodrošinātu aktīvu kustību amortizāciju. Alumīnija levitācijas loksnes vadotnes teknē veido divu strukturālu alumīnija kastes siju virsotnes. Šīs kastes sijas tiek atbalstītas tieši uz balstiem. Ātrgaitas slēdzis izmanto pārslēgtas nulles plūsmas spoles, lai vadītu transportlīdzekli caur dakšu vadotnes teknē.Tādējādi Magneplan slēdzim nav nepieciešami kustīgi konstrukcijas elementi.

Avoti:

• _{Avoti: Nacionālā transporta bibliotēka http://ntl.bts.gov/}