Magnetisk levitasjon: beskrivelse, funksjoner og eksempler

2024 Forfatter: Henry Conors | [email protected]. Sist endret: 2024-02-12 11:33

Som du vet, har jorden, på grunn av den rådende verdensorden, et visst gravitasjonsfelt, og menneskets drøm har alltid vært å overvinne det på noen måte. Magnetisk levitasjon er et begrep som er mer fantastisk enn å referere til hverdagens virkelighet.

I utgangspunktet betydde det den hypotetiske evnen til å overvinne tyngdekraften på en ukjent måte og flytte mennesker eller gjenstander gjennom luften uten hjelpeutstyr. Men nå er konseptet "magnetisk levitasjon" allerede ganske vitenskapelig.

Det utvikles flere innovative ideer på en gang, som er basert på dette fenomenet. Og alle av dem i fremtiden lover store muligheter for allsidige applikasjoner. Riktignok vil magnetisk levitasjon ikke utføres med magiske metoder, men ved hjelp av svært spesifikke fysikkprestasjoner, nemlig seksjonen som studerer magnetiske felt og alt som er forbundet med dem.

Bare litt teori

Blant mennesker langt fra vitenskapen er det en oppfatning om at magnetisk levitasjon er en guidet flyvning av en magnet. Faktisk under dettebegrepet innebærer å overvinne tyngdekraftsobjektet ved hjelp av et magnetfelt. En av kjennetegnene er magnetisk trykk, som er det som brukes til å "bekjempe" jordens tyngdekraft.

For å si det enkelt, når tyngdekraften trekker en gjenstand ned, blir magnettrykket rettet på en slik måte at det skyver det opp igjen. Slik svever magneten. Vanskeligheten med å implementere teorien er at det statiske feltet er ustabilt og ikke fokuserer på et gitt punkt, så det kan ikke være i stand til effektivt å motstå tiltrekning. Derfor kreves det hjelpeelementer som vil gi magnetfeltet dynamisk stabilitet, slik at magnetens levitasjon er et regulært fenomen. Ulike metoder brukes som stabilisatorer for det. Oftest - elektrisk strøm gjennom superledere, men det er andre utviklinger på dette området.

Teknisk levitasjon

Egentlig refererer den magnetiske variasjonen til den bredere betegnelsen for å overvinne gravitasjonsattraksjon. Så teknisk levitasjon: en gjennomgang av metoder (veldig kort).

Vi ser ut til å ha funnet ut litt med magnetteknologi, men det finnes også en elektrisk metode. I motsetning til den første, kan den andre brukes til manipulasjoner med produkter laget av forskjellige materialer (i det første tilfellet bare magnetiserte), til og med dielektriske. Separer også elektrostatisk og elektrodynamisk levitasjon.

Partiklers evne til å bevege seg under påvirkning av lys ble spådd av Kepler. MENeksistensen av lett trykk ble bevist av Lebedev. Bevegelsen av en partikkel i retning av lyskilden (optisk levitasjon) kalles positiv fotoforese, og i motsatt retning - negativ.

Aerodynamisk levitasjon, forskjellig fra optisk, er ganske utbredt anvendelig i dagens teknologier. Forresten, "puten" er en av dens varianter. Den enkleste luftputen oppnås veldig enkelt - mange hull bores i bærerunderlaget og trykkluft blåses gjennom dem. I dette tilfellet balanserer luftløfteren massen til gjenstanden, og den flyter i luften.

Den siste metoden vitenskapen kjenner til for øyeblikket er levitasjon ved hjelp av akustiske bølger.

Hva er eksempler på magnetisk levitasjon?

Science fiction drømte om bærbare enheter på størrelse med en ryggsekk, som kunne "sveve" en person i den retningen han trengte med betydelig fart. Vitenskapen har så langt tatt en annen vei, mer praktisk og gjennomførbar – et tog ble laget som beveger seg ved hjelp av magnetisk levitasjon.

Historie om supertog

For første gang ble ideen om en komposisjon med en lineær motor sendt inn (og til og med patentert) av den tyske ingeniør-oppfinneren Alfred Zane. Og det var i 1902. Etter dette dukket utviklingen av en elektromagnetisk fjæring og et tog utstyrt med den opp med misunnelsesverdig regelmessighet: i 1906 foreslo Franklin Scott Smith en annen prototype, mellom 1937 og 1941. en rekke patenter om samme emne ble mottatt av Hermann Kemper, oglitt senere skapte briten Eric Lazethwaite en fungerende prototype av motoren i naturlig størrelse. På 60-tallet deltok han også i utviklingen av Tracked Hovercraft, som skulle bli det raskeste toget, men gjorde det ikke, fordi prosjektet ble stengt på grunn av utilstrekkelig finansiering i 1973.

Bare seks år senere, igjen i Tyskland, ble et maglev-tog bygget og lisensiert for persontransport. Testbanen som ble lagt i Hamburg var mindre enn en kilometer lang, men selve ideen inspirerte samfunnet så mye at toget fungerte også etter at utstillingen stengte, etter å ha klart å frakte 50 000 mennesker på tre måneder. Hastigheten, etter moderne standarder, var ikke så stor - bare 75 km/t.

Ikke en utstilling, men en kommersiell maglev (så de k alte toget ved hjelp av en magnet), kjørte mellom Birmingham flyplass og jernbanestasjonen siden 1984, og varte i 11 år i stillingen. Lengden på sporet var enda kortere, bare 600 m, og toget steg 1,5 cm over sporet.

japansk

I fremtiden stilnet spenningen rundt maglev-tog i Europa. Men på slutten av 90-tallet ble et så høyteknologisk land som Japan aktivt interessert i dem. Flere ganske lange ruter er allerede lagt på territoriet, langs hvilke maglevs flyr, ved å bruke et slikt fenomen som magnetisk levitasjon. Det samme landet eier også hastighetsrekordene satt av disse togene. Den siste viste en fartsgrense på over 550 km/t.

Viderepotensielle kunder

På den ene siden er maglev attraktive på grunn av deres evne til å bevege seg raskt: ifølge teoretikere kan de akselereres opp til 1000 kilometer i timen i nær fremtid. Tross alt er de drevet av magnetisk levitasjon, og bare luftmotstand bremser dem. Å gi komposisjonen de maksimale aerodynamiske konturene reduserer derfor innvirkningen betydelig. I tillegg, på grunn av at de ikke berører skinnene, er slitasjen på slike tog ekstremt sakte, noe som er svært kostnadseffektivt.

Et annet pluss er den reduserte støyeffekten: Maglev-tog kjører nesten lydløst sammenlignet med konvensjonelle tog. Bonusen er også bruken av strøm i dem, som reduserer skadevirkningene på natur og atmosfære. I tillegg er maglev-toget i stand til å klatre brattere bakker, og eliminerer behovet for å legge sporet rundt bakker og bakker.

Energiapplikasjoner

Ikke mindre interessant praktisk retning kan betraktes som den utbredte bruken av magnetiske lagre i nøkkelkomponenter i mekanismer. Installasjonen deres løser et alvorlig problem med slitasje på kildematerialet.

Som du vet slites klassiske lagre ganske raskt - de opplever konstant høye mekaniske belastninger. I noen områder betyr behovet for å erstatte disse delene ikke bare ekstra kostnader, men også en høy risiko for personene som betjener mekanismen. Magnetiske lagre forblir i drift mange ganger lenger, så bruk av dem er svært tilrådelignoen ekstreme forhold. Spesielt innen kjernekraft, vindteknologi eller industrier med ekstremt lave/høye temperaturer.

Aircraft

I problemet med hvordan man implementerer magnetisk levitasjon, oppstår et rimelig spørsmål: når, endelig, vil et fullverdig fly, der magnetisk levitasjon skal brukes, bli produsert og presentert for den progressive menneskeheten? Tross alt er det indirekte bevis for at slike "UFOer" eksisterte. Ta for eksempel de indiske "vimanaene" fra den eldste epoken eller de hitleriske "diskoplanene" som allerede er nærmere oss når det gjelder tid, ved å bruke blant annet elektromagnetiske metoder for å organisere løft. Omtrentlige tegninger og til og med bilder av arbeidsmodeller er bevart. Spørsmålet er fortsatt åpent: hvordan bringe alle disse ideene ut i livet? Men ting går ikke lenger enn ikke for levedyktige prototyper for moderne oppfinnere. Eller kanskje dette fortsatt er for hemmelig informasjon?