Magnetska levitacija: opis, značajke i primjeri

Kao što znate, Zemlja, zbog utvrđenog svjetskog poretka, postoji određeno gravitacijsko polje,

U početku je riječ o hipotetičkoj sposobnosti da na nepoznat način prevlada zemaljsku privlačnost i pomakne ljude ili objekte kroz zrak bez pomoćne opreme. Ali sada je pojam "magnetske levitacije" već prilično znan.

Razvija se nekoliko inovativnih ideja odjednom, temeljene na ovom fenomenu. A svi u budućnosti obećavaju velike mogućnosti za svestranu primjenu. Istina, magnetska levitacija neće biti čarobne metode, već koristeći vrlo konkretna postignuća fizike, točnije odjeljak koji proučava magnetska polja i sve što je povezano s njima.

Vrlo malo teorije

Među ljudima daleko od znanosti, postoji mišljenje da je magnetska levitacija usmjerena leta magneta. U praksi, ovaj pojam se odnosi na prevladavanje gravitacije pomoću magnetskog polja. Jedna od njegovih karakteristika je magnetski tlak, to je nešto što se koristi za "borbu" s gravitacijom Zemlje.

Jednostavno rečeno, kada gravitacija vuče objekt, magnetski tlak usmjeren je na takav način da ga gura u suprotnom smjeru - prema gore. Tako se javlja levitacija magneta. Teškoća u realizaciji teorije je da je statičko polje nestabilno i ne fokusira se na određenoj točki, tako da ne može biti učinkovito izdržati atrakcija. Stoga su potrebni pomoćni elementi koji će dinamičnu stabilnost magnetnog polja dati, tako da je levitacija magneta redovna pojava. Kao stabilizatori za njega koristili su različite tehnike. Najčešće - električna struja kroz supravodiče, ali postoje i drugi događaji na ovom području.

Tehnička levitacija

Zapravo, magnetska se varijanta odnosi na opsežniji pojam za prevladavanje gravitacijske privlačnosti. Dakle, tehnička levitacija: pregled metoda (vrlo kratko).

S magnetskom tehnologijom čini se da smo malo riješili, ali još uvijek postoji električna metoda. Za razliku od prvog, drugi se može koristiti za manipuliranje proizvodima iz raznih materijala (u prvom slučaju - samo magnetizirani), čak i dielektrici. Također se dijeli elektrostatička i elektrodinamička levitacija.

Kepler je predvidio mogućnost čestica pod utjecajem svjetlosti za pokretanje gibanja. I postojanje lagani pritisak dokazao Lebedev. Kretanje čestice u smjeru izvora svjetlosti (optička levitacija) zove se pozitivna fotoforeza, au suprotnom smjeru - negativna.

Aerodinamična levitacija, koja se razlikuje od optičke, prilično je široko primjenjiva u tehnologijama današnjice. Usput, "jastuk" je jedan od njegovih sorti. Najjednostavniji zračni jastuk se lako postiže - bušotine su bušene u podlozi nosača i preko njih se probija komprimirani zrak. U ovom slučaju, zračni lift uravnotežuje masu objekta, i lebdi u zraku.

Posljednja metoda poznata znanosti u ovom trenutku je levitacija pomoću akustičnih valova.

Koji su primjeri magnetske levitacije?

Fantazija je sanjala na prijenosne uređaje veličine ruksak, koji bi mogao "levitirati" osobu u pravom smjeru uz znatnu brzinu. Znanost je do sada imala drugačiji put, praktičniji i izvediviji - stvoren je vlak koji se kreće uz pomoć magnetske levitacije.

Povijest super-vlakova

Po prvi put, ideja spoja koji koristi linearni motor je podnijela (i čak i patentirana) njemački inženjer-izumitelj Alfred Zane. I to je bilo 1902. godine. Nakon toga, razvoj elektromagnetskih suspenzije i vlakove opremljene s njima, pojavio pravovremeno: 1906 Franklin Scott Smith ponudio još jedan prototip, između 1937. i 1941. godine. niz patenata na istom predmetu primio je Hermann Kemper, a nešto kasnije britanski Erik Lazevit stvorio je radni prototip motora pune veličine. U 60-ima je također sudjelovao u razvoju zaliha lebdjelice, koja je trebala biti najviše vlak velike brzine, ali nije, jer je nedostatak financijskih sredstava 1973. godine, projekt je bio zatvoren.

Samo šest godina kasnije, opet u Njemačkoj, izgrađen je magnetni jastuk koji je licenciran za prijevoz putnika. Ispitna staza postavljena u Hamburgu imala je duljinu manje od kilometra, ali sama ideja toliko je inspirirala društvo da je vlak djelovao i nakon zatvaranja izložbe, nakon što je tri mjeseca uspio transportirati 50 tisuća ljudi. Njegova brzina, prema modernim standardima, nije bila tako velika - samo 75 km / h.

Nije bila izložba, već komercijalni maglev (kao vlak koji koristi magnet), koji je od 1984. krenuo između zračne luke Birmingham i željezničke stanice, a držao se 11 godina. Duljina staze bila je još manja, samo 600 m, a iznad platna vlak je podignut za 1,5 cm.

Japanska inačica

U budućnosti, uzbuđenje vlakova na magnetskom jastuku u Europi se smirilo. No, krajem 90. godine aktivno su zainteresirani za takvu zemlju visokih tehnologija kao što je Japan. Na svom području već ima dosta dugih ruta, preko kojih maglevovi lete koristeći fenomen poput magnetske levitacije. Ista država posjeduje i brze zapise, postavljene ovim vlakovima. Posljednji je pokazao ograničenje brzine od preko 550 km / h.

Daljnje izglede za upotrebu

S jedne strane, Maglevovi su atraktivni za njihov brz kretanje: prema izračunima teoretičara mogu se raspršiti u bliskoj budućnosti do 1.000 kilometara na sat. Uostalom, oni se aktiviraju magnetskom levitacijom, a samo otpor zraka usporava. Dakle, davanje maksimalnih aerodinamičkih obrisa sastavu uvelike smanjuje njezin učinak. Osim toga, zbog činjenice da ne dodiruju tračnice, trošenje takvih vlakova je izuzetno sporo, što je ekonomski vrlo profitabilno.

Još jedan plus - smanjenje efekta šuma: magneti se kreću gotovo bez smetnji u usporedbi s konvencionalnim vlakovima. Bonus je također korištenje električne energije u njima, što pomaže smanjiti štetni utjecaj na prirodu i atmosferu. Osim toga, magnetni vlak je u stanju prevladati strmije padine, a to eliminira potrebu za polaganjem željezničkih pruga koje zaobilaze brda i padove.

Primjena u energetskom inženjerstvu

Ne manje zanimljiv praktični smjer može se smatrati širokom primjenom magnetskih ležajeva u ključnim dijelovima mehanizama. Njihova instalacija rješava ozbiljan problem trošenja sirovine.

Kao što znate, klasični se ležajevi vrlo brzo troše - oni stalno doživljavaju visoka mehanička opterećenja. U nekim područjima, potreba za zamjenom tih dijelova znači ne samo dodatne troškove već i veliki rizik za ljude koji pružaju uslugu. Magnetski ležajevi zadržati svoju radnu sposobnost mnogo puta duže, tako da je njihova uporaba vrlo preporučljiva za sve ekstremne uvjete. Konkretno, u nuklearnoj elektroenergetici, tehnologijama vjetra ili industrijama, uz vrlo niske / visoke temperature.

zrakoplov

Problem kako provesti magnetske levitacije, razuman postavlja se pitanje: kada, na kraju, biti će proizvedena i dostaviti progresivnog čovječanstva puni zrakoplov, koji će se koristiti magnetskog lebdenja? Uostalom, postoje posredni dokazi da su takvi "NLO-i" postojali. Uzmite, na primjer, indijski „vimana” antičkog doba ili je već bliže nama u vremenu omjer Hitler „diskolety” upotrebu, uključujući i načine organiziranja elektromagnetsko lift. Sačuvani grubi crteži, pa čak i fotografije postojećih modela. Pitanje ostaje otvoreno: kako prevesti sve ove ideje u stvarnost? No, osim onih koji nisu previše izvedivi prototipovi, moderni izumitelji još nemaju slučaj. Ili možda je previše tajna informacija?