Магниттик левитация: сүрөттөмө, өзгөчөлүктөр жана мисалдар

2024 Автор: Henry Conors | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-02-12 10:15

Белгилүү болгондой, Жер үстөмдүк кылган дүйнөлүк тартипке байланыштуу белгилүү бир тартылуу талаасына ээ жана адамдын кыялы ар дайым аны кандай жол менен болбосун жеңүү болгон. Магниттик левитация - бул күнүмдүк реалдуулукка караганда алда канча фантастикалык термин.

Башында бул белгисиз жол менен тартылуу күчүн жеңүү жана көмөкчү жабдууларсыз аба аркылуу адамдарды же объекттерди жылдыруу гипотетикалык жөндөмүн билдирген. Бирок, азыр "магниттик левитация" түшүнүгү эчак эле илимий.

Ушул көрүнүшкө негизделген бир нече инновациялык идеялар бир учурда иштелип чыгууда. Жана алардын баары келечекте ар тараптуу колдонмолор үчүн чоң мүмкүнчүлүктөрдү убада кылат. Ырас, магниттик левитация сыйкырдуу ыкмалар менен эмес, физиканын өзгөчө жетишкендиктерин, тактап айтканда магниттик талааларды жана алар менен байланышкан нерселерди изилдеген бөлүмдү колдонуу менен ишке ашырылат.

Бир аз гана теория

Илимден алыс адамдар арасында магниттик левитация – бул магниттин башкарылуучу учуусу деген пикир бар. Чынында, мунун астындатермин магнит талаасынын жардамы менен тартылуу объектисин жеңүүнү билдирет. Анын мүнөздөмөлөрүнүн бири магниттик басым, ал жердин тартылуу күчү менен "күрөшүү" үчүн колдонулат.

Жөнөкөй сөз менен айтканда, тартылуу күчү объектти ылдый тартканда, магниттик басым аны кайра өйдө түртө тургандай багытталат. Магнит ушундайча көтөрүлөт. Теорияны ишке ашыруудагы кыйынчылык статикалык талаа туруксуз жана берилген чекитте фокус кылбайт, ошондуктан ал тартылууга эффективдүү туруштук бере албашы мүмкүн. Демек, магнит талаасынын динамикалык туруктуулугун бере турган көмөкчү элементтер талап кылынат, ошондуктан магниттин левитациясы регулярдуу көрүнүш. Ал үчүн стабилизатор катары ар кандай ыкмалар колдонулат. Көбүнчө - супер өткөргүчтөр аркылуу электр тогу, бирок бул чөйрөдө башка өнүгүүлөр бар.

Техникалык левитация

Чынында, магниттик түрдүүлүк гравитациялык тартылууну жеңүү үчүн кеңири терминди билдирет. Ошентип, техникалык левитация: ыкмаларды карап чыгуу (өтө кыска).

Магниттик технология менен бир аз түшүндүк окшойт, бирок электрдик ыкма дагы бар. Биринчисинен айырмаланып, экинчиси ар кандай материалдардан жасалган буюмдар менен (биринчи учурда магниттелген гана), ал тургай, диэлектриктер менен иштөө үчүн колдонулушу мүмкүн. Электростатикалык жана электродинамикалык левитацияны да бөлүңүз.

Жарыктын таасири астында бөлүкчөлөрдүн кыймылга жөндөмдүүлүгү Кеплер тарабынан алдын ала айтылган. БИРОКжарык басымдын бар экенин Лебедев далилдеген. Бөлүктүн жарык булагын көздөй кыймылы (оптикалык левитация) оң фотофорез, ал эми карама-каршы багытта - терс деп аталат.

Аэродинамикалык левитация оптикалык жактан айырмаланып, бүгүнкү технологияларда кеңири колдонулат. Айтмакчы, "жаздык" анын түрлөрүнүн бири болуп саналат. Эң жөнөкөй аба жаздыкчасы оңой эле алынат - ташуучу субстратта көптөгөн тешиктер тешилет жана алар аркылуу кысылган аба үйлөтүлөт. Бул учурда аба көтөргүч объекттин массасын тең салмактап, ал абада калкып жүрөт.

Учурда илимге белгилүү болгон акыркы ыкма - акустикалык толкундарды колдонуу менен левитация.

Магниттик левитациянын кандай мисалдары бар?

Илимий фантастика рюкзактын өлчөмүндөгү портативдик түзүлүштөрдү кыялданган, ал адамды өзүнө керектүү багытта бир топ ылдамдык менен «көтөрүп» алат. Илим азыркыга чейин башка жолду басып өттү, практикалык жана ишке ашат - магниттик левитациянын жардамы менен кыймылдаган поезд түзүлдү.

Супер поезддердин тарыхы

Биринчи жолу сызыктуу кыймылдаткычты колдонгон композиция идеясын немис инженер-ойлоп табуучу Альфред Зане сунуш кылган (жана патенттелген). Ал эми 1902-жылы болгон. Андан кийин, электромагниттик суспензияны жана аны менен жабдылган поездди иштеп чыгуу көз арткан мыйзам ченемдүүлүк менен пайда болду: 1906-жылы Франклин Скотт Смит 1937-1941-жылдары дагы бир прототибин сунуштаган. Ушул эле тема боюнча бир катар патенттер Герман Кемпер тарабынан алынган жанабир аздан кийин, британдык Эрик Лазетвейт кыймылдаткычтын реалдуу өлчөмдөгү жумушчу прототибин жараткан. 60-жылдары ал эң ылдам поезд болуп калышы керек болгон Tracked Hovercraft түзүүгө да катышкан, бирок 1973-жылы жетишсиз каржылоодон улам долбоор жабылгандыктан катышкан эмес.

Алты жылдан кийин гана Германияда маглев поезди курулуп, жүргүнчүлөрдү ташууга лицензия берилди. Гамбургда салынган сыноочу жолдун узундугу бир километрге жетпеген, бирок идеянын өзү коомду ушунчалык шыктандыргандыктан, поезд үч айдын ичинде 50 000 адамды ташууга жетишкен көргөзмө жабылгандан кийин да иштеген. Анын ылдамдыгы, заманбап стандарттар боюнча, анчалык деле чоң эмес - болгону 75 км/саат.

Көргөзмө эмес, коммерциялык маглев (ошондуктан поездди магнит аркылуу деп аташкан) 1984-жылдан бери Бирмингем аэропорту менен темир жол станциясынын ортосунда чуркап жүрүп, 11 жыл кызматта иштеген. Жолдун узундугу андан да кыска, болгону 600 м, ал эми поезд жолдон 1,5 см бийик көтөрүлгөн.

Япончо

Келечекте Европадагы маглев поезддеринин толкундануусу басылды. Бирок 90-жылдардын аягында Япония сыяктуу жогорку технологиялуу өлкө аларга жигердүү кызыгып калды. Анын аймагында буга чейин магниттик левитация сыяктуу кубулушту колдонуп, маглевдер учуп жүргөн бир нече узак каттамдар салынган. Ошол эле өлкө бул поезддердин ылдамдык рекордуна ээ. Акыркысы 550 км/сааттан ашкан ылдамдыкты көрсөттү.

Мындан арыколдонуу келечеги

Бир жагынан маглевтер тез кыймылдай тургандыгы менен жагымдуу: теоретиктердин пикири боюнча, алар жакынкы келечекте саатына 1000 километрге чейин ылдамдатылышы мүмкүн. Анткени, алар магниттик левитация менен иштейт жана абанын каршылыгы гана аларды жайлатат. Демек, композицияга максималдуу аэродинамикалык контурларды берүү анын таасирин бир топ азайтат. Мындан тышкары, рельстерге тийбегендиктен, мындай поезддердин эскириши өтө жай, бул өтө үнөмдүү.

Дагы бир плюс - ызы-чуу эффектиси: кадимки поезддерге салыштырмалуу маглев поезддери дээрлик үнсүз кыймылдайт. Бонус ошондой эле жаратылышка жана атмосферага зыяндуу таасирин азайтат, аларда электр энергиясын пайдалануу болуп саналат. Кошумчалай кетсек, маглев поезди тик эңкейиштерге чыгууга жөндөмдүү, адырлардын жана боорлордун айланасында жол салуу зарылдыгын жокко чыгарат.

Энергия колдонмолору

Механизмдердин негизги тетиктеринде магниттик подшипниктерди кеңири колдонууну мындан кем эмес кызыктуу практикалык багыт катары кароого болот. Аларды орнотуу баштапкы материалдын эскиришинин олуттуу көйгөйүн чечет.

Белгилүү болгондой, классикалык подшипниктер тез эле эскирет - алар дайыма жогорку механикалык жүктөрдү башынан өткөрүшөт. Кээ бир аймактарда бул тетиктерди алмаштыруу зарылчылыгы кошумча чыгымдарды гана эмес, механизмди тейлеген адамдар үчүн да жогорку тобокелчиликти билдирет. Магниттик подшипниктер бир нече эсе узагыраак иштешет, ошондуктан аларды колдонуу абдан сунушталатар кандай экстремалдык шарттар. Өзгөчө өзөктүк энергетикада, шамал технологиясында же өтө төмөн/жогорку температурадагы өнөр жайларда.

Учак

Магниттик левитацияны кантип ишке ашыруу керек деген маселеде акылга сыярлык суроо туулат: акыры, магниттик левитация колдонула турган толук кандуу учак качан жасалып, прогрессивдүү адамзатка сунушталат? Анткени, мындай "НЛОлордун" болгонуна кыйыр далилдер бар. Маселен, эң байыркы доордогу индиялык «виманаларды» алалы же гитлердик «дископландарды» алып көрөлү, алар буга чейин эле убакыт жагынан бизге жакыныраак болуп, башка нерселер менен катар эле лифтти уюштуруунун электромагниттик ыкмаларын колдонушат. Иштеп жаткан моделдердин болжолдуу чиймелери, жада калса фотолору сакталып калган. Суроо ачык бойдон калууда: бул идеялардын баарын кантип ишке ашыруу керек? Бирок нерселер заманбап ойлоп табуучулар үчүн өтө жарамдуу прототиптерден алыс эмес. Же балким, бул дагы деле өтө жашыруун маалыматпы?