Jak wiecie, Ziemia, ze względu na panująceporządku światowego, istnieje pewne pole grawitacyjne, a marzeniem człowieka zawsze było pokonanie go wszelkimi środkami. Lewitacja magnetyczna to raczej fantastyczne określenie niż codzienna rzeczywistość.
Początkowo oznaczało to hipotetyczneumiejętność pokonywania grawitacji w nieznany sposób i przemieszczania osób lub przedmiotów w powietrzu bez sprzętu pomocniczego. Jednak teraz koncepcja "lewitacji magnetycznej" jest już dość naukowa.
Kilka innowacyjnychpomysły oparte na tym zjawisku. A wszystkie z nich na dłuższą metę obiecują doskonałe możliwości wszechstronnego zastosowania. Co prawda lewitacja magnetyczna nie będzie realizowana metodami magicznymi, ale z wykorzystaniem bardzo specyficznych osiągnięć fizyki, a mianowicie działu zajmującego się badaniami pól magnetycznych i wszystkiego, co z nimi związane.
Trochę teorii
Wśród ludzi z dala od nauki panuje opinia, żeLewitacja magnetyczna to sterowany lot magnesu. W rzeczywistości termin ten oznacza, że obiekt pokonuje grawitację za pomocą pola magnetycznego. Jedną z jego cech jest ciśnienie magnetyczne, które służy do „walki” z grawitacją Ziemi.
Mówiąc najprościej, gdy grawitacja przyciąga obiektw dół ciśnienie magnetyczne jest skierowane w taki sposób, że odpycha je w przeciwnym kierunku - w górę. W ten sposób magnes lewituje. Trudność we wdrażaniu teorii polega na tym, że pole statyczne jest niestabilne i nie skupia się w danym punkcie, więc może nie być w stanie skutecznie oprzeć się przyciąganiu. Dlatego potrzebne są elementy pomocnicze, które zapewnią stabilność dynamiczną pola magnetycznego, tak aby lewitacja magnesu była zjawiskiem regularnym. Jako stabilizatory stosuje się do tego różne techniki. Najczęściej - prąd elektryczny przez nadprzewodniki, ale w tej dziedzinie są inne zmiany.
Lewitacja techniczna
W rzeczywistości odmiana magnetyczna odnosi się do szerszego terminu przezwyciężania przyciągania grawitacyjnego. A więc lewitacja techniczna: przegląd metod (bardzo krótki).
Z technologią magnetyczną wydaje się, że jesteśmy trochęzorientowali się, ale nadal istnieje metoda elektryczna. W przeciwieństwie do pierwszego, drugi może służyć do manipulowania produktami wykonanymi z różnych materiałów (w pierwszym przypadku tylko namagnesowanych), a nawet dielektryków. Dzieli się również lewitacja elektrostatyczna i elektrodynamiczna.
Możliwość występowania cząstek pod wpływem światłaprzeprowadzenie ruchu przewidywał Kepler. A istnienie lekkiego nacisku udowodnił Lebiediew. Ruch cząstki w kierunku źródła światła (lewitacja optyczna) nazywamy fotoforezą pozytywną, a w kierunku przeciwnym negatywem.
Lewitacja aerodynamiczna, inna odoptyczny ma dość szerokie zastosowanie w dzisiejszych technologiach. Nawiasem mówiąc, „poduszka” jest jedną z jej odmian. Najprostsza poduszka powietrzna jest bardzo łatwa do uzyskania - w podłożu nośnym wierci się wiele otworów i przedmuchuje je sprężonym powietrzem. W tym przypadku podnośnik powietrzny równoważy masę obiektu i unosi się w powietrzu.
Ostatnią znaną obecnie nauce metodą jest lewitacja za pomocą fal akustycznych.
Jakie są przykłady lewitacji magnetycznej?
Naukowcy marzyli o przenośnych urządzeniach wielkościz plecakiem, który mógłby „lewitować” osobę w pożądanym kierunku ze znaczną prędkością. Nauka do tej pory poszła inną drogą, bardziej praktyczną i wykonalną - powstał pociąg poruszający się za pomocą lewitacji magnetycznej.
Historia superpociągu
Po raz pierwszy pomysł kompozycji z wykorzystaniem liniowejsilnika, zgłoszonego (a nawet opatentowanego) niemieckiego inżyniera-wynalazcy Alfreda Zeina. I to było w 1902 roku. Później rozwój zawieszenia elektromagnetycznego i wyposażonego w nie pociągu pojawił się z godną pozazdroszczenia regularnością: w 1906 roku Franklin Scott Smith zaproponował kolejny prototyp, między 1937 a 1941 rokiem. szereg patentów na ten sam temat otrzymał Herman Kemper, a nieco później Brytyjczyk Eric Leisweit stworzył działający prototyp silnika naturalnej wielkości. W latach 60. brał również udział w rozwoju Gąsienicowego Poduszkowca, który miał być najszybszym pociągiem, ale nigdy tego nie zrobił, ponieważ projekt został zamknięty z powodu niewystarczających funduszy w 1973 roku.
Dopiero sześć lat później i ponownie w Niemczechzbudowano pociąg z lewitacją magnetyczną, który uzyskał licencję na przewóz osób. Tor testowy, ułożony w Hamburgu, miał niespełna kilometr długości, ale sam pomysł tak bardzo zainspirował społeczeństwo, że pociąg funkcjonował nawet po zamknięciu wystawy, przewieźli 50 tys. osób w ciągu trzech miesięcy. Jego prędkość, jak na współczesne standardy, nie była aż tak wielka – tylko 75 km/h.
Nie wystawa, ale komercyjny maglev (taknazwany pociągiem za pomocą magnesu), od 1984 r. kursował między lotniskiem w Birmingham a dworcem kolejowym i sprawował urząd przez 11 lat. Długość toru była jeszcze krótsza, bo tylko 600 m, a pociąg wznosił się 1,5 cm ponad tor.
wersja japońska
W przyszłości emocje związane z pociągamipoduszka magnetyczna w Europie opadła. Ale pod koniec lat 90. tak zaawansowany technologicznie kraj, jak Japonia, był nimi aktywnie zainteresowany. Na jego terenie wytyczono już kilka dość długich tras, którymi latają maglevy, wykorzystując takie zjawisko jak lewitacja magnetyczna. Ten sam kraj jest również właścicielem rekordów prędkości ustanowionych przez te pociągi. Ostatni z nich wykazał ograniczenie prędkości przekraczające 550 km/h.
Dalsze perspektywy użytkowania
Z jednej strony Maglevy są atrakcyjne dla nichumiejętność szybkiego poruszania się: według wyliczeń teoretyków mogą w niedalekiej przyszłości ulec rozproszeniu nawet do 1000 kilometrów na godzinę. W końcu napędza je lewitacja magnetyczna, a spowalnia się tylko opór powietrza. Dlatego nadanie kompozycji jak największej aerodynamicznej sylwetki znacznie zmniejsza jej działanie. Dodatkowo, ze względu na to, że nie dotykają szyn, zużycie takich pociągów jest niezwykle powolne, co jest bardzo opłacalne ekonomicznie.
Kolejnym plusem jest redukcja efektu hałasu:Maglevy poruszają się niemal bezgłośnie w porównaniu do zwykłych pociągów. Dodatkowym atutem jest również wykorzystanie w nich energii elektrycznej, co pozwala zmniejszyć szkodliwy wpływ na przyrodę i atmosferę. Ponadto pociąg lewitacji magnetycznej jest w stanie pokonywać bardziej strome zbocza, a to eliminuje konieczność układania torów kolejowych omijających wzniesienia i zjazdy.
Zastosowania energetyczne
Równie interesującym praktycznym kierunkiem może być szerokie zastosowanie łożysk magnetycznych w kluczowych zespołach mechanizmów. Ich instalacja rozwiązuje poważny problem zużycia materiału wyjściowego.
Jak wiecie, klasyczne łożyska się zużywajądość szybko - stale doświadczają dużych obciążeń mechanicznych. W niektórych obszarach konieczność wymiany tych części oznacza nie tylko dodatkowe koszty, ale również wysokie ryzyko dla osób konserwujących maszynę. Łożyska magnetyczne wytrzymują wielokrotnie dłużej, dlatego ich stosowanie jest wysoce wskazane w każdych ekstremalnych warunkach. W szczególności w energetyce jądrowej, technologiach wiatrowych lub w branżach, którym towarzyszą ekstremalnie niskie/wysokie temperatury.
Samoloty
W problemie, jak przeprowadzić lewitację magnetyczną,nasuwa się rozsądne pytanie: kiedy w końcu zostanie wyprodukowany i zaprezentowany postępowej ludzkości pełnoprawny samolot, w którym będzie używana lewitacja magnetyczna? Wszakże istnieją pośrednie dowody na istnienie takich "UFO". Weźmy na przykład indyjskie „wimany” najdawniejszej epoki czy hitlerowskie „dyskietki”, które są nam już bliższe w czasie, wykorzystując między innymi elektromagnetyczne metody organizowania siły nośnej. Zachowane przybliżone rysunki, a nawet zdjęcia modeli operacyjnych. Pytanie pozostaje otwarte: jak urzeczywistnić te wszystkie pomysły? Ale biznes współczesnych wynalazców nie idzie dalej niż mało opłacalne prototypy. A może to wciąż zbyt tajna informacja?
