القطار المغناطيسي
ما هو القطار المغناطيسي, هل هو قطار تقليدي, وما سبب تسميته بهذا الاسم
القطار المغناطيسي هو قطار يعتمد في عمله على المغناطيس حيث أنه لا يحتوي على محركات ميكانيكية ولا يسير على قضبان حديدية فهو يطفو في الهواء معتمدا على وسادة مغناطيسية يعمل على تكوينها مجالات كهرومغناطيسية قوية , وتمتاز هذه القطارات بسرعتها العالية التي تصل إلى ٥٥٠ كم \ساعة , بالإضافة إلى توفير أقصى راحة للركاب, كما أنها لا تتأثر بالظروف الجوية.
مبدأ عمل القطار المغناطيسي
عندما يكون لدينا مغناطيسين ونقوم بتقريبهما من بعض فإننا نلاحظ أنهما إما أن يتجاذبان (يقتربان من بعض) أو يتنافران (يبتعدان من بعض) , والتفسير لهذه الظاهرة هو أن كل مغناطيس يولد مجال مغناطيسي فيأثر به على الاخر. وبهذا نستطيع تعليق الاشياء.
مبدأ التعليق في الهواء
هذا هو مبدأ عمل القطار المغناطيسي . لكن بالنسبة للتقنية المستخدمة , فهناك العديد من التقنيات المختلفة التي أُثبتت رياضيا̋.لكن التقنيات التي أثبتت فاعليتها على أرض الواقع هما تقنيتان:
نظام التعليق الكهروديناميكي (EDS)
تعتمد هذه التقنية على قوى التنافر المتولدة بين مجالين مغناطيسيين يملكان نفس الشحنة لرفع القطار فوق سكة الحديد . حيث أنه تكون هناك مغناطيسات قوية مثبته في أسفل القطار تعمل على توليد أحد المجالات المغناطيسية والمجال الثاني يعمل على توليده مجموعة لفائف أسلاك من موصلات فائقة التوصيل تكون مثبته على جدران سكة الحديد الخاصة به.ولارتفاع درجة حرارة الموصلات تأثرا بالتيار الكهربائي فإنه يتم وضعها في أوعية من النيتروجين السائل (درجة تجمد النيتروجين السائل في الظروف القياسية هي - ٢١٠ درجة مئوية)
صورة توضيحية
صورة حقيقية لسكة حديد تعمل بنظام (EDS)
بالنسبة لهذه التقنية , حينما يكون القطار يسير بسرعة منخفضة فإن التيار الناتج وتدفق الشحنات الكهربائية في اللفائف لا يكون كافيا لجعل القطار يسير في ارتفاع ثابت و لهذا السبب عمد مصممو القطار على تدعيمه بعجلات من الأسفل تساعده في الحفاظ على ثباته حتى يصل إلى السرعة التي تضمن سيره بثبات, ولكي يتحرك القطار فإنه يتم تدعيم اللفائف المعدنية المثبة على جدران السكة بقوة متولدة من مجال مغناطيسي منفصل تأثر على المغناطيسات المثبة أسفل القطار وتعمل على تحريكه والتحكم في سرعته.
نظام التعليق الكهرومغناطيسي (EMS)
هذه التقنية تعتمد على قوى التجاذب المغناطيسي , حيث تم لف الجزء السفلي من القطار والمحتوي على مغناطيسات تحت طرفي سكة الحديد , فتقوم المجالات المغناطيسية المتولدة برفع القطار عن السكة مسافة ١٥ ملم تقريبا مما يساعده على الحركة بسهولة , وتم دعم القطارات التي تستخدم هذه التقنية ببطاريات ذات قوة عالية تساعدها على البقاء في الهواء في حال فُقدت الطاقة على سكة الحديد حتى يتوقف بسلام.
نظام التعليق الكهرومغناطيسي ( (EMS
نماذج للقطار المغناطيسي
سلسلة قطارات (إم إل إكس ٠١ )
هي قطارات يابانية الصنع تعمل بنظام التعليق الكهروديناميكي , و هي مكونة من خمس عربات تسير على خط إختبار ياناماشي الذي تم افتتاحه في سنة ١٩٩٦ في مقاطعة ياناماشي .
خط إختبار ياناماشي
تم الإنتهاء من صنع هذه القطارات ما بين سنة ١٩٩٦ و ٢٠٠٢ , وهو يتسع ل ٦٨ شخص , وقد سجل أعلى سرعة للقطارات المغناطيسية والتي بلغت ٥٨١ كم \ ساعة.
هناك ثلاثة تصاميم للقطار :
١-وتد الهواء
٢ -الطرف المستدق
٣ -إم إل إكس ٠١ - ٩٠١
قطارات إم إل إكس ٠١ اليابانية
وتم تصميمها بهذا الشكل حتى يتم التقليل من مقاومة الهواء أثناء السير بسرعات عالية. ولكي يتوقف هذا القطار فقد تم تزويده بمكابح هوائية وهي عبارة عن قطع متحركة في أعلى القطار يمكن تحريكها للأعلى لتكون معرضة لمقاومة الهواء التي تساعد على تقليل سرعة القطار ومن ثم التوقف.
المكابح الهوائية
قطارات ترانسرابيد
ترانسربيد هو الاسم التجاري لتقنية القطارات المغناطيسية المطورة في المانيا.
هذا القطار يعمل بنظام التعليق الكهرومغناطيسي . يسير هذا القطار على سكة اختبار امسلاند في المانيا وفي مدينة شنقهاي الصينية حيث قامة الحكومة الصينية بشراء هذه التقنية من المانيا (بلغت التكلفة الإجمالية لإنشائه في الصين ١٫٢ مليار دولار أمريكي) وتم اطلاقه عام٢٠٠٤ حيث يعتبر أول قطار مغناطيسي للاستخدام التجاري في العالم.
قطارات ترانسربيد
يحتوي شنقهاي ترانسربيد على ثلاث مقطورات كل مقطورة مقسمة إلى ٦ أجزاء. السرعة القصوى للقطار في الأوضاع العادية هي ٤٣١كم \ ساعة و ٥٠٥ كم \ ساعة في الأوضاع القصوى , وهو يتسع ل ٥٧٤مسافر.
أيام كان لها تأثيرها في تاريخ القطار المغناطيسي
في سنة ١٩١٤ كانت ولادة القطار المغناطيسي ,حيث قام المخترع ايميلي باشليت (فرنسي الاصل المولود في أمريكا) بكشف الستار عن فكرة القطار المغناطيسي وعرض نموذج مصغر لطريقة عمله.
المخترع ايميلي باشليت وهو يعرض الفكرة
في سنة ١٩٣٤ نال المخترع الألماني هرمان كمبر براءة إختراع لاختراعه إحدى تقنيات القطار المغناطيسي.
هرمان كمبر
في سنة ١٩٦٦ قام العالمان جيمس باول و قوردن دامبي بعرض أول نظام عملي لهذا القطار باستخدام موصلات فائقة التوصيل.
أول مسار للإختبار شُيّد في مقاطعة ميزاكي, اليابان في سنة ١٩٧٥ واستغرق سنتين ليتم بناءه وكان بطول ٧ كم. وبعد ثلاثة أشهر تمت فيه أول تجربة باستخدام القطار (إم إل ٥٠٠ ).
إم إل 500
في سنة ١٩٧٩ تم اختبار الجيل الجديد من القطارات والمسمى ب(إم إل ٥٠٠ ار) في اليابان وقد سجل سرعة ٥١٧ كم \ساعة ,وهو أول من سجل سرعة أعلى من ٥٠٠ كم \ ساعة.
إم إل 500 ار
في سنة ١٩٩٣ سجل القطار الألماني (تي ار ٠٧ ) أعلى سرعة لقطار مغناطيسي في المانيا والتي بلغت ٤٥٠ كم \ساعة.
تي ار 07
في سنة ٢٠٠٣ تم تسجيل أعلى سرعة حتى الان والتي بلغت ٥٨١ كم\ساعة باستخدام القطار الياباني (إم إل إكس ٠١).
إم إل إكس 01-901
تسجيل أعلى سرعة لقطار مغناطيسي
القطار المغناطيسي....هل سيكون قطار
المستقبل
بالرغم من أن القطار المغناطيسي يعتبر من أفضل وسائل النقل من حيث السرعة والهدوء والأمان إلا أنه لم ينتشر في مدن العالم , و يرجع السبب في ذلك لثمنه الباهظ ، حيث تصل التكلفة الإجمالية لعمل مثل هذا القطار إلى أكثر من مليار دولار أمريكي, بالإضافة إلى كون القطارات الكهربائية المتطورة قد تفي بالغرض ,حيث أنها ذات سرعات مقاربة لسرعة القطار المغناطيسي ولكن بتكلفة أقل بكثير من القطار المغناطيسي.
فهل ستنتشر هذه التقنية كما انتشرت الطائرات أم إنها لن تعيش إلا في المكان الذي نشأت فيه؟!.
رد مع اقتباس
