Magnetická levitace: popis, vlastnosti a příklady

Anonim

Jak je známo, Země má díky ustavenému světovému řádu jednoznačné gravitační pole a snem člověka byl vždy překonán jakýmkoliv způsobem. Magnetická levitace je pojem spíše fantastický než vztah k každodenní realitě.

Zpočátku to znamenalo hypotetickou schopnost překonat gravitaci neznámým způsobem a přesunout lidi nebo předměty vzduchem bez pomocného zařízení. Nyní je však pojem "magnetická levitace" již docela vědecký.

Několik inovativních myšlenek založených na tomto fenoménu se vyvíjí najednou. A všechny v budoucnu slibují vynikající příležitosti pro všestranné využití. Je pravda, že magnetická levitace nebude prováděna magickými metodami, nýbrž použitím zcela konkrétních fyzických úspěchů, a to sekce studující magnetická pole a vše, co s nimi souvisí.

Image

Trochu teorie

Mezi lidmi daleko od vědy, tam je představa, že magnetická levitace je řízený let magnetu. Ve skutečnosti tento termín znamená překonat předmět gravitace pomocí magnetického pole. Jednou z jeho vlastností je magnetický tlak, který je používán pro "boj" se zemskou gravitací.

Jednoduše řečeno, když gravitace táhne předmět dolů, magnetický tlak je nasměrován tak, že ho tlačí dozadu - nahoru. Tak dochází k levitaci magnetu. Obtížnost v implementaci teorie je, že statické pole je nestabilní a nezaměřuje se na daný bod, takže nemusí být zcela schopno odolávat přitažlivosti. Proto jsou vyžadovány pomocné prvky, které dávají magnetickému poli dynamickou stabilitu, takže levitace magnetu je pravidelným jevem. Jako stabilizátory se používají různé metody. Nejčastěji - elektrický proud přes supravodiče, ale tam jsou další vývoj v této oblasti.

Image

Technická levitace

Magnetická odrůda se ve skutečnosti vztahuje na širší pojem pro překonání gravitační přitažlivosti. Technická levitace: přehled metod (velmi stručná).

Zdá se, že s magnetickou technologií jsme si trochu vyřešili, ale je zde také elektrická metoda. Na rozdíl od prvního lze druhý použít pro manipulaci s výrobky z různých materiálů (v prvním případě pouze magnetizované), dokonce i dielektrika. Rovněž se dělí elektrostatická a elektrodynamická levitace.

Kepler předpověděl možnost částic pod vlivem světla provádět pohyb. A existenci světelného tlaku dokazuje Lebedev. Pohyb částice ve směru světelného zdroje (optická levitace) se označuje jako pozitivní fotoforéza a v opačném směru negativní.

Image

Levitace je aerodynamická, liší se od optiky zcela široce použitelná v současných technologiích. Mimochodem, "polštář" je jednou z jeho odrůd. Nejjednodušší vzduchový polštář je velmi snadno dosažitelný - do nosného substrátu je vyvrtáno množství otvorů a prochází skrz ně stlačený vzduch. V tomto případě vzduchová lanovka vyrovnává hmotnost objektu a vznáší se ve vzduchu.

Nejnovější metodou, kterou věda v současné době zná, je levitace využívající akustické vlny.

Image

Jaké jsou příklady magnetické levitace?

Sci-fi sci-fi snili o přenosných batozích velikosti zařízení, která by mohla "levitovat" osobu ve správném směru se značnou rychlostí. Věda je zatím daleko, praktičtější a proveditelnější - byl vytvořen vlak pohybující se magnetickou levitací.

Historie super vlaků

Poprvé byla představa o kompozici používající lineární motor předložena (a dokonce patentována) německým inženýrem-vynálezcem Alfredem Zeinem. A bylo to v roce 1902. Po tomto vývoji, elektromagnetické zavěšení a vlak vybavený to se objevilo se záviděníhodnou pravidelností: v 1906 Franklin Scott Smith navrhl další prototyp, mezi 1937 a 1941. Množství patentů na stejném tématu bylo přijato Hermanem Kemperem, a o něco později Brit Eric Lazewate vytvořil pracovní plnohodnotný prototyp motoru. V 60. letech se také podílel na vývoji Tracked Hovercraft, který měl být nejrychlejším vlakem, ale ne, protože projekt byl kvůli nedostatečnému financování v roce 1973 uzavřen.

O šest let později, navíc v Německu, byl postaven magnetický polštář, který získal licenci pro přepravu cestujících. Zkušební dráha, postavená v Hamburku, měla délku menší než jeden kilometr, ale myšlenka sama inspirovala společnost natolik, že vlak fungoval i po zavření výstavy, za tři měsíce se podařilo přepravit 50 000 lidí. Jeho rychlost, podle moderních standardů, nebyla tak velká - jen 75 km / h.

Není to výstava, ale komerční maglev (jako vlak používající magnet byl jmenován), raketoplán mezi letištěm Birmingham a železniční stanicí od roku 1984, a trval na svém místě po dobu 11 let. Délka tratě byla ještě kratší, jen 600 m, vlak vzrostl o 1, 5 cm nad plátnem.

Image

Japonská verze

V budoucnu poklesl spěch o magnetických vlacích v Evropě. Koncem 90. let se o ně taká země s vysokými technologiemi, o které se Japonsko aktivně zajímalo. Na jeho území je již několik poměrně dlouhých tras, podél kterých Maglevas létá, s využitím takového jevu jako magnetická levitace. Stejná země také vlastní záznamy o rychlosti stanovené těmito vlaky. Poslední z nich ukázal rychlostní limit vyšší než 550 km / h.

Další perspektivy použití

Maglevs je na jedné straně atraktivní díky své schopnosti rychle se pohybovat: podle výpočtů teoretiků mohou být v blízké budoucnosti zrychleny až na 1000 kilometrů za hodinu. Koneckonců jsou ovládány magnetickou levitací a pouze odpor vzduchu se zpomaluje. Proto dává maximální aerodynamické obrysy kompozici výrazně její dopad. Navíc, vzhledem k tomu, že se nedotýkají kolejnic, je opotřebení takových vlaků velmi pomalé, což je ekonomicky velmi výhodné.

Dalším plusem je snížení zvukového efektu: maglev cestuje téměř tiše ve srovnání s konvenčními vlaky. Bonusem je také využití elektřiny v nich, což snižuje škodlivé účinky na přírodu a atmosféru. Kromě toho, magnetický polštářový vlak je schopen překonat strmější svahy, a to eliminuje potřebu pokládky železnice obejít kopce a svahy.

Energetické aplikace

Neméně zajímavý praktický směr lze považovat za rozšířené použití magnetických ložisek v klíčových sestavách mechanismů. Jejich instalace řeší vážný problém opotřebení výchozího materiálu.

Jak víte, klasická ložiska se rychle opotřebovávají - jsou neustále pod vysokým mechanickým zatížením. V některých oblastech znamená potřeba nahradit tyto díly nejen dodatečné náklady, ale také vysoké riziko pro osoby, které mechanismus udržují. Magnetická ložiska si mnohokrát zachovávají svůj výkon, takže jejich použití je velmi vhodné pro extrémní podmínky. Zejména v jaderné energetice, větrné technice nebo průmyslu, doprovázené extrémně nízkými / vysokými teplotami.

Image

Letadla

V problému, jak provádět magnetickou levitaci, vyvstává rozumná otázka: když bude nakonec vyrobeno plnohodnotné letadlo a předloženo progresivnímu lidstvu, ve kterém bude použita magnetická levitace? Koneckonců, existují nepřímé důkazy o existenci takového "UFO". Vezměme si například indické "wymany" nejstarší epochy nebo Hitlerovy "diskopy", které jsou k nám v časovém vztahu blíže, mimo jiné pomocí elektromagnetických metod organizace zvedací síly. Ukázkové výkresy a dokonce i fotografie stávajících modelů byly zachovány. Otázkou zůstává: jak uvést všechny tyto myšlenky do života? Ale ještě ne příliš životaschopné prototypy v moderních vynálezcích ještě nejde. Nebo možná je to příliš tajné informace?

Zajímavé články

George Drozd: životopis, osobní život, foto

Liliputi a trpaslíci - je tu rozdíl!

Jsou haléře hodně nebo málo? Co jsou to haléře

Vanderbilt Gloria - americká sociální dáma středu XX století: biografie, osobní život