Техника - молодёжи 1975-10, страница 33

В принципе магнитную подвеску можно осуществить с помощью постоянных магнитов, электромагнитов и электродинамическим путем. Рассмотрим каждый из трех способов отдельно.

ПОСТОЯННЫЕ МАГНИТЫ, установленные на вагоне и на пути, обращены друг к другу одноименными полюсами. Они отталкиваются, и экипаж висит над дорогой (рис. 1). Этот способ подвески стал возможным благодаря созданию мощных и относительно легких магнитов из ферритов бария. Например, в одном из английских проектов при зазоре между магнитами в 9,5 мм подъемная сила составляет 1230 кг/м². Вес же самих магнитов, скажем в 100-местном западногерманском вагоне, рассчитанном на скорость-450 км/ч, достигает около 18% от общего веса экипажа. При использовании более эффективных магнитных материалов, включающих редкоземельные элементы, весовая доля уменьшится до 6%.

Главное достоинство такой подвески — простота и отсутствие затрат энергии. Недостаток — большой расход дорогостоящих материалов (весь путь должен быть устлан постоянными магнитами), а также неустойчивость в поперечном направлении. Так как подъемная сила изменяется пропорционально квадрату магнитной индукции, любое смещение вагона относительно пути (за счет ветровой нагрузки и центробежной силы) приведет к уменьшению подъемной силы, а значит, и высоты висения вагона. В поездах типа «магнариал» (на 260 и 470 км/ч), разрабатываемых в Англии и США, боковые усилия передаются на вертикальные стенки путевых швеллеров через закрепленные на вагонах нейлоновые ролики — скользуны. А в трубопроводном транспорте системы «мэл» (США) горизонтальная устойчивость обеспечивается электромагнитной следящей системой, что позволяет полностью исключить механический контакт (рис. 3). Насосы постоянно поддерживают в подземном трубопроводе разрежение в 10- ¹ атм. Вагоны, не испытывая сколь-нибудь значительного аэродинамического сопротивления, набирают сверхзвуковую скорость. Статор-ные обмотки тягового линейного двигателя размещены не на поезде (к нему прикреплена роторная пластина), а на пути, причем лишь на отдельных участках (промежутки между ними экипаж проскакивает по инерции.) Тем самым устраняется вопрос о подводе энергии к несущемуся магнитоплану. Как считает сотрудник компании «Форд мотор» Роберт Форгач, такой транспорт вполне способен конкурировать с реактивной авиацией.

Проекты поездов с подвеской на постоянных магнитах разрабатываются и в нашей стране, в институтах инженеров железнодорожного

транспорта Ленинграда, Днепропетровска, Ростова-на-Дону.

ПОДВЕСКА НА ЭЛЕКТРОМАГНИТАХ, запатентованная в 1937 году Кемпером, исследуется в основном западногерманскими фирмами Мес-сершмит — Бельков — Блом (МББ) и Краусс — Маффей (КМ). Принцип работы подвески прост. На экипаже установлены несущие и направляющие электромагниты. Первые притягиваются снизу к горизонтальным участкам Г-образных рельс, а вторые сбоку — к вертикальным (рис. 2, 4 на центральном развороте журнала — стр. 32—33). Ввиду неустойчивости этой подвески предусмотрена система авторегулирования, изменяющая ток электромагнитов так, чтобы зазор между ними и рельсом оставался примерно одинаковым. В мае 1971 года МББ испытала свою пятитонную (длиной 7,6 м, шириной 2,1 м и высотой 1,8 м) модель, а спустя пять месяцев по опытному треку промчалось 11-тонное детище КМ—12-метровый «Трансрапид» (см. схему). Сейчас обе фирмы построили новые испытательные полигоны и надеются достичь скорости порядка 400 км/ч.

Эксперименты показали, что постоянство путевого зазора (при больших скоростях — 20—30 мм, при малых достаточно 15 мм) поддерживается с допустимыми отклонениями Ь 5 мм. Чтобы в случае кратковременного перерыва внешнего питания не произошла авария, предусмотрена двойная страховка системы авторегулирования. Электроэнергия поступает либо от линейных двигателей, которые переводятся в генераторный режим, либо от аккумуляторной батареи. Одновременно включаются тормозные средства, и вагон останавливается, опираясь на путь скользунами.

И ТЯНЕТ, И ПОДНИМАЕТ. Весьма интересны попытки специалистов заставить магнитную подушку не только поднимать, но и тянуть вагон, то есть играть роль тягового двигателя. Так, сотрудники Массачусетско-го технологического института (США) успешно прогнали модель длиной

На схеме поперечные разрезы: слева — западногермансного вагона «Трансрапид-02» (1 — подъемные и направляющие электромагниты, 2 — токоприемник, 3 — линейный двигатель); справа — японсного поезда на электромагнитах со сверхпроводящими обмотнами (1 — линейный двигатель, 2 — электромагниты, 3 — путевые контуры, 4 — скользуны, обеспечивающие постоянство воздушного зазора двигатели, 5 — скользящие башмаки, на которые вагон опирается при трогании).

Вагон западногермансной фирмы МББ.

западногермансной

RDMAG

фирмы к

Вагоны КМ.