Nagu teate, on Maal valitseva maailmakorra tõttu teatud gravitatsiooniväli ja inimese unistus on alati olnud sellest mingil viisil üle saada. Magnetiline levitatsioon on pigem fantastiline termin kui igapäevane reaalsus.
Algselt mõisteti seda hüpoteetilise oskusena teadmatul viisil raskusjõust üle saada ja inimesi või esemeid õhu kaudu ilma abiseadmeteta liigutada. Kuid nüüd on "magnetilise levitatsiooni" mõiste juba üsna teaduslik.
Sellel nähtusel põhinevaid välja töötatakse korraga mitu uuenduslikku ideed. Ja kõik need lubavad tulevikus suurepäraseid võimalusi mitmekülgseks kasutamiseks. Tõsi, magnetilist levitatsiooni ei teosta maagia, vaid kasutades füüsika väga spetsiifilisi saavutusi, nimelt lõiku, mis uurib magnetvälju ja kõike nendega seotud.
Üsna natuke teooriat
Teadusest kaugel asuvate inimeste seas on arvamus, et magnetiline levitatsioon on magneti juhitav lend. Tegelikult tähendab see termin gravitatsiooniobjekti ületamist magnetvälja abil. Selle üks omadusi on magnetiline rõhk ja seda kasutatakse gravitatsiooni vastu võitlemiseks.
Lihtsamalt öeldes, kui gravitatsioon tõmbab objekti allapoole, suunatakse magnetiline rõhk nii, et see lükkab selle vastupidises suunas - üles. Seega on magneti levitatsioon. Teooria rakendamisel on raskusi see, et staatiline väli on ebastabiilne ega keskendu konkreetsele punktile, mistõttu ei pruugi see külgetõmbele täielikult vastu panna. Seetõttu on vaja abielemente, mis tagavad magnetvälja dünaamilise stabiilsuse, nii et magneti levitatsioon on regulaarne nähtus. Selle stabilisaatoritena kasutatakse mitmesuguseid tehnikaid. Kõige sagedamini - ülijuhtide kaudu elektrivool, kuid selles valdkonnas on ka muid arenguid.
Tehniline levitatsioon
Tegelikult viitab magnetiline mitmekesisus gravitatsioonilise külgetõmbe ületamise laiemale terminile. Niisiis, tehniline levitatsioon: meetodite ülevaade (väga lühike).
Näib, et oleme magnetiliste tehnoloogiate abil pisut sorteerinud, kuid siiski on olemas elektriline meetod. Erinevalt esimesest saab teist kasutada mitmesugustest materjalidest (esimesel juhul ainult magnetiseeritud), isegi dielektrikutest toodetega manipuleerimiseks. Samuti on lahutatud elektrostaatiline ja elektrodünaamiline levitatsioon.
Kepler ennustas valguse mõjul esinevate osakeste võimalust liikumist teostada. Ja kerge rõhu olemasolu tõestab Lebedev. Osakese liikumist valgusallika suunas (optiline levitatsioon) nimetatakse positiivseks fotoforeesiks ja vastupidises suunas negatiivseks.
Aerodünaamiline levitatsioon, mis erineb optilisest, on tänapäeva tehnoloogiates üsna laialdaselt kasutatav. Muide, “padi” on üks selle sortidest. Lihtsaimat õhkpadja on väga lihtne saada - kandealusesse puuritakse palju auke ja nende kaudu puhutakse suruõhk. Sel juhul tasakaalustab õhutõstejõud objekti massi ja see tõuseb õhus.
Viimane teadusele teadaolev meetod on akustiliste lainete abil levitatsioon.
Millised on mõned magnetilise levitatsiooni näited?
Ulme unistas unistama seljakoti suurusest kaasaskantavatest seadmetest, mis võiksid inimese levitada märkimisväärse kiirusega vajalikus suunas. Siiani on teadus asunud teistsugusele teele, praktilisemaks ja teostatavamaks - loodi rong, mis liigub magnetilise levitatsiooni abil.
Superrongiajalugu
Esmakordselt esitas (ja isegi patenteeris) lineaarmootoriga kompositsiooni idee Saksa leiutaja Alfred Zane. Ja see oli 1902. aastal. Pärast seda ilmus elektromagnetilise vedrustuse ja sellega varustatud rongi arendamine kadestusväärse korrapärasusega: 1906. aastal pakkus Franklin Scott Smith välja uue prototüübi, aastatel 1937–1941. Herman Kemper sai samal teemal mitmeid patente ja natuke hiljem lõi britt Eric Laiswaite töötava elusuuruses mootori prototüübi. 60ndatel osales ta ka jälgitava hõljuki väljatöötamisel, mis pidi olema kiireim rong, kuid ei teinud seda, kuna projekt suleti ebapiisava rahastuse tõttu 1973. aastal.
Alles kuus aastat hiljem ja taas Saksamaal ehitati magnetiline pehmendusrong, mis sai reisijalitsentsi. Hamburgis rajatud katseraja pikkus oli alla kilomeetri, kuid idee inspireeris ühiskonda nii palju, et rong toimis ka pärast näituse sulgemist, olles kolme kuu jooksul suutnud transportida 50 tuhat inimest. Selle kiirus polnud tänapäevaste standardite järgi nii suur - ainult 75 km / h.
See ei olnud näitus, vaid kommertslik mugul (nagu nimetati magnetiga rongiks). See sõitis Birminghami lennujaama ja raudteejaama vahel 1984. aastast peale ja seisis 11 aastat. Tee oli veelgi lühem, vaid 600 m ja rong tõusis rongist 1, 5 cm kõrgemale.
Jaapani versioon
Edaspidi on elevus magnetiliste rongirongide pärast Euroopas vaibunud. Kuid 90ndate lõpuks huvitas neid nii kõrgtehnoloogiline riik nagu Jaapan. Tema territooriumil on juba rajatud mitu üsna pikka marsruuti, mille mööda Maglev lendab, kasutades sellist nähtust nagu magnetiline levitatsioon. Sama riik omab ka nende rongide püstitatud kiirrekordeid. Neist viimane näitas kiirusepiirangut üle 550 km / h.
Edasised kasutusvõimalused
Ühest küljest on mugliinimesed atraktiivsed kiiresti liikuvate võimete poolest: teoreetikute arvutuste kohaselt suudavad nad lähitulevikus hajutada kuni 1000 kilomeetrit tunnis. Neid juhib ju magnetiline levitatsioon ja ainult õhutakistus aeglustub. Seetõttu vähendab kompositsioon maksimaalse aerodünaamilise piirjoone andmist selle mõju. Pealegi on selliste rongide kulumine äärmiselt aeglane, kuna nad ei puutu rööbastega kokku, see on majanduslikult väga kasumlik.
Veel üks pluss on heliefekti vähenemine: muglid liiguvad tavaliste rongidega võrreldes peaaegu vaikides. Boonuseks on ka neis elektrienergia kasutamine, mis vähendab kahjulikku mõju loodusele ja atmosfääri. Lisaks sellele on magnetilise padjaga rong võimeline ületama järsemaid nõlvu ja see välistab vajaduse paigaldada raudteed mägedest ja laskumistest mööda minnes.
Energiarakendused
Mitte vähem huvitavaks praktiliseks suunaks võib pidada magnetiliste laagrite laialdast kasutamist mehhanismide võtmekomponentides. Nende paigaldamine lahendab lähtematerjali tõsise kulumisprobleemi.
Nagu teate, kuluvad klassikalised laagrid üsna kiiresti - nad kogevad pidevalt suuri mehaanilisi koormusi. Mõnes piirkonnas ei tähenda nende osade väljavahetamise vajadus mitte ainult lisakulusid, vaid ka mehhanismi hooldavate inimeste jaoks suurt ohtu. Magnetlaagrid püsivad mitu korda kauem töövalmis, seetõttu on nende kasutamine äärmuslikes tingimustes väga soovitatav. Eelkõige tuumaenergeetikas, tuuleenergeetikas või tööstuses, millega kaasnevad eriti madalad / kõrged temperatuurid.
