Magnit levitatsiya: tavsif, xususiyatlar va misollar

2024 Muallif: Henry Conors | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-02-12 14:19

Ma'lumki, Yer hukmron bo'lgan dunyo tartibi tufayli ma'lum bir tortishish maydoniga ega va insonning orzusi doimo uni har qanday yo'l bilan engib o'tish bo'lgan. Magnit levitatsiya - bu kundalik voqelikni nazarda tutgandan ko'ra fantastikroq atama.

Dastlab, bu noma'lum yo'l bilan tortishish kuchini engib o'tish va odamlarni yoki narsalarni havoda yordamchi uskunalarsiz ko'chirishning faraziy qobiliyatini anglatardi. Biroq, endi "magnit levitatsiya" tushunchasi allaqachon ilmiy bo'lib qoldi.

Bir vaqtning oʻzida bir nechta innovatsion gʻoyalar ishlab chiqilmoqda, ular ushbu hodisaga asoslangan. Va ularning barchasi kelajakda ko'p qirrali ilovalar uchun katta imkoniyatlarni va'da qiladi. To'g'ri, magnit levitatsiya sehrli usullar bilan emas, balki fizikaning o'ziga xos yutuqlari, ya'ni magnit maydonlar va ular bilan bog'liq bo'lgan barcha narsalarni o'rganuvchi bo'lim yordamida amalga oshiriladi.

Bir oz nazariya

Ilm-fandan uzoq odamlar orasida magnit levitatsiya magnitning boshqariladigan parvozi degan fikr mavjud. Aslida, bu ostidaatama magnit maydon yordamida tortishish ob'ektini engib o'tishni nazarda tutadi. Uning xususiyatlaridan biri magnit bosim bo'lib, u yerning tortishish kuchiga qarshi "kurash" uchun ishlatiladi.

Oddiy qilib aytganda, tortishish kuchi ob'ektni pastga tortganda, magnit bosim shunday yo'n altiriladiki, u uni yana yuqoriga suradi. Magnit shunday ko'tariladi. Nazariyani amalga oshirishdagi qiyinchilik shundaki, statik maydon beqaror va ma'lum bir nuqtada diqqatni jamlamaydi, shuning uchun u jalb qilishga samarali qarshilik ko'rsata olmaydi. Shuning uchun magnit maydonning dinamik barqarorligini ta'minlaydigan yordamchi elementlar talab qilinadi, shuning uchun magnitning ko'tarilishi muntazam hodisadir. Buning uchun stabilizator sifatida turli usullar qo'llaniladi. Ko'pincha - supero'tkazgichlar orqali elektr toki, lekin bu sohada boshqa ishlanmalar mavjud.

Texnik levitatsiya

Aslida magnit xilma-xilligi tortishish kuchini yengish uchun kengroq atamani bildiradi. Shunday qilib, texnik levitatsiya: usullarni ko'rib chiqish (juda qisqacha).

Magnit texnologiyasi bilan biz biroz tushunganga oʻxshaymiz, lekin elektr usuli ham bor. Birinchisidan farqli o'laroq, ikkinchisi turli xil materiallardan (birinchi holatda, faqat magnitlangan), hatto dielektriklardan tayyorlangan mahsulotlar bilan manipulyatsiya qilish uchun ishlatilishi mumkin. Elektrostatik va elektrodinamik levitatsiyani ham ajrating.

Zarrachalarning yorug'lik ta'sirida harakat qilish qobiliyatini Kepler bashorat qilgan. LEKINyorug'lik bosimining mavjudligi Lebedev tomonidan isbotlangan. Zarrachaning yorug'lik manbai yo'nalishi bo'yicha harakati (optik levitatsiya) musbat fotoforez, teskari yo'nalishda esa salbiy deb ataladi.

Aerodinamik levitatsiya, optikdan farqli o'laroq, bugungi texnologiyalarda juda keng qo'llaniladi. Aytgancha, "yostiq" uning navlaridan biridir. Eng oddiy havo yostig'i juda oson olinadi - tashuvchi substratda ko'plab teshiklar ochiladi va ular orqali siqilgan havo puflanadi. Bunday holda, havo ko'taruvchisi ob'ekt massasini muvozanatlashtiradi va u havoda suzib yuradi.

Hozirda fanga maʼlum boʻlgan oxirgi usul bu akustik toʻlqinlar yordamida levitatsiya.

Magnit levitatsiyaga qanday misollar bor?

Ilmiy fantastika ryukzak oʻlchamidagi portativ qurilmalarni orzu qilgan, ular odamni kerakli yoʻnalishda katta tezlikda “koʻtarishi” mumkin edi. Ilm-fan hozirgacha boshqa, amaliy va amalga oshirish mumkin bo'lgan yo'lni bosib o'tdi - magnit levitatsiya yordamida harakatlanadigan poezd yaratildi.

Superpoyezdlar tarixi

Birinchi marta chiziqli dvigatel yordamida kompozitsiya g'oyasi nemis muhandis-ixtirochi Alfred Zane tomonidan taqdim etilgan (va hatto patentlangan). Va bu 1902 yilda edi. Shundan so'ng, elektromagnit suspenziya va u bilan jihozlangan poezdning rivojlanishi havas qiladigan muntazamlik bilan paydo bo'ldi: 1906 yilda Franklin Skott Smit 1937 yildan 1941 yilgacha bo'lgan davrda yana bir prototipni taklif qildi. Xuddi shu mavzu bo'yicha bir qator patentlar Hermann Kemper tomonidan olingan vaBir oz vaqt o'tgach, britaniyalik Erik Lazethwaite dvigatelning haqiqiy o'lchamdagi ishlaydigan prototipini yaratdi. 60-yillarda u eng tez poyezd bo‘lishi kerak bo‘lgan Tracked Hoverkraftni ishlab chiqishda ham qatnashgan, ammo buni amalga oshirmagan, chunki loyiha 1973 yilda yetarli mablag‘ajratilmagani uchun yopilgan.

Faqat olti yildan soʻng yana Germaniyada maglev poyezdi qurildi va yoʻlovchi tashish uchun litsenziya oldi. Gamburgda yotqizilgan sinov yo'li bir kilometrdan kam bo'lgan, ammo g'oyaning o'zi jamiyatni shunchalik ilhomlantirganki, poezd ko'rgazma yopilgandan keyin ham uch oy ichida 50 000 kishini tashishga muvaffaq bo'lgan. Uning tezligi, zamonaviy standartlarga ko'ra, unchalik katta emas edi - atigi 75 km/soat.

Ko'rgazma emas, balki tijoriy maglev (ular magnit yordamida poezdni shunday deb atashardi) 1984 yildan beri Birmingem aeroporti va temir yo'l vokzali o'rtasida yurgan va o'z lavozimida 11 yil ishlagan. Yo‘lning uzunligi bundan ham qisqaroq, bor-yo‘g‘i 600 m edi, poyezd esa yo‘ldan 1,5 sm balandlikka ko‘tarildi.

Yaponcha

Kelajakda Evropada maglev poezdlari haqidagi hayajon pasaydi. Ammo 90-yillarning oxiriga kelib, Yaponiya kabi yuqori texnologiyali mamlakat ularga faol qiziqish uyg'otdi. Uning hududida allaqachon magnit levitatsiya kabi hodisadan foydalanib, maglevlar uchadigan bir qancha uzoq yo'nalishlar yotqizilgan. Xuddi shu mamlakat ushbu poyezdlar tomonidan o'rnatilgan tezlik rekordlariga ham ega. Oxirgisi tezlik chegarasi 550 km/soat dan ortiqni ko‘rsatdi.

Bundan keyinfoydalanish istiqbollari

Bir tomondan maglevlar tez harakat qilish qobiliyati bilan jozibador: nazariyotchilarning fikricha, yaqin kelajakda ular soatiga 1000 kilometrgacha tezlashishi mumkin. Axir ular magnit levitatsiya bilan quvvatlanadi va faqat havo qarshiligi ularni sekinlashtiradi. Shuning uchun kompozitsiyaga maksimal aerodinamik konturlarni berish uning ta'sirini sezilarli darajada kamaytiradi. Bundan tashqari, ular relslarga tegmasliklari sababli, bunday poyezdlarning eskirishi juda sekin, bu juda tejamkor.

Yana bir ortiqcha - shovqin effektining kamayishi: maglev poyezdlari oddiy poyezdlarga nisbatan deyarli jimgina harakatlanadi. Bonus, shuningdek, ulardagi elektr energiyasidan foydalanish bo'lib, tabiat va atmosferaga zararli ta'sirlarni kamaytiradi. Bundan tashqari, maglev poyezdi balandroq qiyaliklarga chiqishga qodir, bu esa tog‘lar va yon bag‘irlari atrofida yo‘l yotqizish zaruratini yo‘q qiladi.

Energiya ilovalari

Mexanizmlarning asosiy qismlarida magnit podshipniklarning keng qo'llanilishini qiziq amaliy yo'nalish deb hisoblash mumkin. Ularning o'rnatilishi manba materialining eskirishi va yirtilishi bilan bog'liq jiddiy muammoni hal qiladi.

Ma'lumki, klassik podshipniklar juda tez eskiradi - ular doimo yuqori mexanik yuklarni boshdan kechiradilar. Ba'zi hududlarda ushbu qismlarni almashtirish zarurati nafaqat qo'shimcha xarajatlarni, balki mexanizmga xizmat ko'rsatadigan odamlar uchun yuqori xavfni ham anglatadi. Magnit podshipniklar ko'p marta uzoqroq ishlaydi, shuning uchun ulardan foydalanish juda tavsiya etiladihar qanday ekstremal sharoitlar. Ayniqsa, atom energetikasi, shamol texnologiyasi yoki juda past/yuqori haroratli sanoatda.

Samolyot

Magnit levitatsiyani qanday amalga oshirish masalasida mantiqiy savol tug'iladi: nihoyat, magnit levitatsiyasi qo'llaniladigan to'laqonli samolyot qachon ishlab chiqariladi va ilg'or insoniyatga taqdim etiladi? Axir, bunday "NUJ"larning mavjudligi haqida bilvosita dalillar mavjud. Masalan, eng qadimgi davrdagi hindlarning "vimanaslari" yoki boshqa narsalar qatorida liftni tashkil qilishning elektromagnit usullaridan foydalangan holda bizga vaqt jihatidan allaqachon yaqinroq bo'lgan gitler "diskoplanlari" ni olaylik. Ishchi modellarning taxminiy chizmalari va hatto fotosuratlari saqlanib qolgan. Savol ochiqligicha qolmoqda: bu g'oyalarning barchasini qanday amalga oshirish kerak? Biroq, ishlar zamonaviy ixtirochilar uchun juda hayotiy prototiplardan uzoqqa bormaydi. Yoki bu hali ham juda maxfiy maʼlumotdir?