Mágneses levitáció: leírás, jellemzők és példák

2024 Szerző: Henry Conors | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-02-12 08:27

Mint tudod, a Földnek az uralkodó világrend miatt van egy bizonyos gravitációs mezeje, és az ember álma mindig is az volt, hogy ezt bármilyen módon legyőzze. A mágneses levitáció fantasztikusabb kifejezés, mint a mindennapi valóságra utalni.

Kezdetben azt a feltételezett képességet jelentette, hogy a gravitációt ismeretlen módon legyőzzük, és segédberendezések nélkül mozgatjuk az embereket vagy tárgyakat a levegőben. A „mágneses levitáció” fogalma azonban már meglehetősen tudományos.

Egyszerre több innovatív ötlet is születik, amelyek ezen a jelenségen alapulnak. És a jövőben mindegyik nagyszerű lehetőséget kínál a sokoldalú alkalmazásokhoz. Igaz, a mágneses levitációt nem mágikus módszerekkel hajtják végre, hanem a fizika nagyon specifikus vívmányainak felhasználásával, nevezetesen a mágneses tereket és mindent, ami azokkal kapcsolatos, tanulmányozza.

Csak egy kis elmélet

A tudománytól távol álló emberek körében az a vélemény, hogy a mágneses levitáció egy mágnes irányított repülése. Valójában ez alatta kifejezés a gravitáció tárgyának mágneses tér segítségével történő legyőzését jelenti. Egyik jellemzője a mágneses nyomás, amelyet a Föld gravitációja elleni „küzdelemre” használnak.

Leegyszerűsítve, amikor a gravitáció lefelé húz egy tárgyat, a mágneses nyomást úgy irányítják, hogy az ismét felfelé nyomja. Így lebeg a mágnes. Az elmélet megvalósításának nehézsége az, hogy a statikus tér instabil, és nem fókuszál egy adott pontra, így előfordulhat, hogy nem tud hatékonyan ellenállni a vonzásnak. Ezért olyan segédelemekre van szükség, amelyek a mágneses tér dinamikus stabilitását biztosítják, így a mágnes lebegése rendszeres jelenség. Különféle módszereket használnak stabilizátorként. Leggyakrabban - elektromos áram szupravezetőkön keresztül, de vannak más fejlesztések is ezen a területen.

Technikai levitáció

Valójában a mágneses változatosság a gravitációs vonzás leküzdésének tágabb kifejezésére utal. Tehát technikai levitáció: a módszerek áttekintése (nagyon röviden).

Úgy tűnik, egy kicsit rájöttünk a mágneses technológiára, de van elektromos módszer is. Az elsőtől eltérően a második különféle anyagokból (az első esetben csak mágnesezettből), akár dielektrikumból készült termékekkel végzett manipulációkhoz használható. Különítse el az elektrosztatikus és elektrodinamikus levitációt is.

A részecskék fény hatására való mozgási képességét Kepler jósolta meg. DEa könnyű nyomás létezését Lebegyev bizonyította. A részecske mozgását a fényforrás irányába (optikai levitáció) pozitív fotoforézisnek, az ellenkező irányba negatívnak nevezzük.

Az optikaitól eltérő aerodinamikai levitáció meglehetősen széles körben alkalmazható a mai technológiákban. Egyébként a "párna" az egyik fajtája. A legegyszerűbb légpárnát nagyon könnyen lehet előállítani - sok lyukat fúrnak a hordozóba, és sűrített levegőt fújnak át rajtuk. Ebben az esetben a léglift egyensúlyba hozza a tárgy tömegét, és az lebeg a levegőben.

A tudomány által jelenleg ismert utolsó módszer az akusztikus hullámok segítségével történő levitáció.

Melyek a mágneses levitáció példái?

A tudományos-fantasztikus irodalom hátizsák méretű hordozható eszközöket álmodott meg, amelyek jelentős sebességgel "levitálják" az embert a kívánt irányba. A tudomány eddig más, gyakorlatiasabb és megvalósíthatóbb utat járt be – egy vonatot hoztak létre, amely mágneses levitációval mozog.

Szupervonatok története

Először Alfred Zane német mérnök-feltaláló nyújtotta be (sőt szabadalmaztatta) a lineáris motort használó kompozíció ötletét. És ez 1902-ben volt. Ezt követően irigylésre méltó rendszerességgel jelent meg az elektromágneses felfüggesztés és az azzal felszerelt szerelvény fejlesztése: 1906-ban Franklin Scott Smith újabb prototípust javasolt, 1937 és 1941 között. ugyanebben a témában számos szabadalmat kapott Hermann Kemper, illkicsivel később a brit Eric Lazethwaite megalkotta a motor életnagyságú működő prototípusát. A 60-as években részt vett a lánctalpas légpárnás jármű fejlesztésében is, amelyből a leggyorsabb vonat lett volna, de nem tette meg, mert a projektet 1973-ban a finanszírozás hiánya miatt lezárták.

Csak hat évvel később, ismét Németországban, egy maglev vonatot építettek, és személyszállításra engedélyezték. A Hamburgban lefektetett tesztpálya egy kilométernél rövidebb volt, de maga az ötlet annyira megihlette a társadalmat, hogy a vonat a kiállítás bezárása után is működött, három hónap alatt 50 ezer embert sikerült elszállítania. Sebessége a modern mércével mérve nem volt olyan nagy – mindössze 75 km/h.

Nem kiállítás, hanem kereskedelmi maglev (így hívták a vonatot mágnes segítségével), 1984 óta futott a birminghami repülőtér és a vasútállomás között, és 11 évig bírta a posztját. A vágány hossza még rövidebb volt, mindössze 600 m, és a vonat 1,5 cm-rel emelkedett a vágány fölé.

japán

A jövőben alábbhagyott az európai maglev vonatokkal kapcsolatos izgalom. De a 90-es évek végére egy olyan high-tech ország, mint Japán, aktívan érdeklődött irántuk. Területén már több, meglehetősen hosszú útvonalat is kialakítottak, amelyek mentén a maglevek repülnek, olyan jelenséget használva, mint a mágneses levitáció. Ugyanez az ország birtokolja a vonatok által felállított sebességrekordokat is. Az utolsó 550 km/h-nál nagyobb sebességkorlátozást mutatott.

Továbbfelhasználási lehetőségek

A maglevek egyrészt a gyors mozgási képességük miatt vonzóak: a teoretikusok szerint a közeljövőben akár 1000 kilométer per órás sebességre is felgyorsulhatnak. Hiszen mágneses levitáció hajtja őket, és csak a légellenállás lassítja le őket. Ezért a maximális aerodinamikai körvonalak megadása a kompozíciónak nagyban csökkenti annak hatását. Ráadásul, mivel nem érnek hozzá a sínekhez, az ilyen vonatok kopása rendkívül lassú, ami nagyon költséghatékony.

További plusz a csökkentett zajhatás: a maglev vonatok szinte hangtalanul közlekednek a hagyományos vonatokhoz képest. A bónusz az elektromosság felhasználása is bennük, ami csökkenti a természetre és a légkörre gyakorolt káros hatásokat. Ezenkívül a maglev vonat meredekebb lejtőkön is képes megmászni, így nincs szükség dombok és lejtők körüli pályára.

Energetikai alkalmazások

Nem kevésbé érdekes gyakorlati iránynak tekinthető a mágneses csapágyak elterjedt alkalmazása a mechanizmusok kulcsfontosságú elemeiben. Telepítésük megoldja az alapanyag elhasználódásának komoly problémáját.

Mint Ön is tudja, a klasszikus csapágyak elég gyorsan elhasználódnak – folyamatosan nagy mechanikai terhelésnek vannak kitéve. Egyes területeken ezen alkatrészek cseréjének szükségessége nemcsak többletköltséget jelent, hanem nagy kockázatot is jelent a mechanizmust szervizelõ személyek számára. A mágneses csapágyak többszörösen tovább maradnak működőképesek, ezért használatuk erősen ajánlottbármilyen extrém körülmény. Különösen az atomenergiában, a széltechnológiában vagy a rendkívül alacsony/magas hőmérsékletű iparágakban.

Repülőgép

A mágneses levitáció megvalósításának problémájában felvetődik egy ésszerű kérdés: mikor fog végre egy teljes értékű repülőgépet gyártani, amelyben mágneses levitációt alkalmaznak, és bemutatni a progresszív emberiségnek? Végül is vannak közvetett bizonyítékok arra, hogy léteztek ilyen "UFO-k". Vegyük például a legősibb korszak indiai "vimanáit" vagy a már időben hozzánk közelebb álló hitleri "diszkoplánokat", amelyek többek között elektromágneses emelésszervezési módszereket is alkalmaznak. A működő modellekről hozzávetőleges rajzok, sőt fényképek is megmaradtak. A kérdés továbbra is nyitott: hogyan lehet mindezeket az ötleteket életre kelteni? De a dolgok nem mennek tovább a modern feltalálók számára nem túl életképes prototípusoknál. Vagy ez még mindig túl titkos információ?