Магнитна левитация: описание, характеристики и примери

Както знаете, Земята, поради установения световен ред, има сигурен гравитационно поле,

Първоначално това означаваше хипотетична способност да преодолявате по един неизвестен начин земна атракция и да премествате хора или предмети във въздуха без спомагателно оборудване. Но сега понятието "магнитна левитация" вече е доста научно.

Няколко иновационни идеи се разработват наведнъж въз основа на това явление. И всички те в бъдеще обещават големи възможности за универсално приложение. Вярно е, че магнитната левитация няма да бъде магически методи, а с доста конкретни постижения на физиката, а именно секцията, която изучава магнитни полета и всичко свързано с тях.

Много малко теория

Сред хората, които са далеч от науката, има мнение, че магнитната левитация е насочен полет на магнит. На практика този термин се отнася до преодоляването на обекта на тежестта с помощта на магнитно поле. Една от характеристиките му е магнитният натиск, нещо, което се използва за "борба" със земната гравитация.

Просто казано, когато гравитацията дърпа обекта надолу, магнитното налягане е насочено по такъв начин, че го избутва в обратна посока - нагоре. По този начин възниква левитация на магнит. Трудността при реализирането на теорията е, че статичното поле е нестабилно и не се фокусира в дадена точка, така че не може да бъде ефективно да издържа на привличането. Поради това са необходими допълнителни елементи, които ще дадат на магнитното поле динамична стабилност, така че левитацията на магнита е редовен феномен. Като стабилизатори за него са използвали различни техники. Най-често - електрически ток чрез свръхпроводници, но има и други разработки в тази област.

Техническа левитация

Всъщност, магнитното разнообразие се отнася до по-обширен термин за преодоляване на гравитационното привличане. Така че, технически левитация: преглед на методите (много кратък).

С магнитната технология изглежда, че сме се разделили малко, но все още има електрически метод. За разлика от първия, вторият може да бъде използван за манипулиране на продукти от различни материали (в първия случай - само магнетизирани), дори диелектрици. Електростатичната и електродинамичната левитация също е разделена.

Възможността на частиците под въздействието на светлината да се движат се очакваше от Кеплер. И съществуването леко натиск доказано от Лебедев. Движението на частицата по посока на източника на светлина (оптична левитация) се нарича положителна фотофореза, а в противоположна посока - отрицателна.

Левитацията аеродинамика, различна от оптичната, е широко приложима в технологиите на днешния ден. Между другото, "възглавницата" е един от нейните сортове. Най-простата въздушна възглавница се получава много лесно - в носещия субстрат се пробиват много дупки и през тях се издухва сгъстен въздух. В този случай въздушният лифт балансира масата на обекта и се движи във въздуха.

Последният метод, известен на науката в момента, е левитация с акустични вълни.

Какви са примерите за магнитна левитация?

Фантазията мечтаеше за преносими устройства с размер на раница, която можеше да "левитира" човек в правилната посока със значителна скорост. Науката досега е направила различен път, по-практичен и осъществим - създаден е влак, движещ се с помощта на магнитна левитация.

История на суперавтомобилите

За пръв път идеята за съединение, използваща линеен мотор, е подадена (и дори патентована) от немския инженер-изобретател Алфред Зейн. И това беше през 1902 г. След развитието на електромагнитното окачване и влака, оборудван с него, се появи със завидна редовност: през 1906 г. Франклин Скот Смит предложи друг прототип между 1937 и 1941 г. редица патенти по същия въпрос бяха получени от Херман Кемпър, а малко по-късно британците Ерик Лазевит създадоха работещ прототип на пълен размер двигател. През 60-те той участва и в развитието на Tracked Hovercraft, който трябваше да бъде най-големият високоскоростен влак, но не, защото липсата на финансиране през 1973 г., проектът е затворен.

Само шест години по-късно, отново в Германия, е построен магнитен възглавник, който е лицензиран за пътнически транспорт. Тестовата писта, разположена в Хамбург, имаше дължина по-малка от километър, но самата идея вдъхнови обществото толкова, че влакът действаше дори и след като изложбата беше затворена, като успя да транспортира 50 хиляди души за три месеца. Скоростта му, според съвременните стандарти, не беше толкова голяма - само 75 км / ч.

Не е изложба, а търговски маглев (както се наричаше влакът, използващ магнит), превзема между летище Бирмингам и железопътната гара от 1984 г. и продължава 11 години. Дължината на пътеката е още по-малка, само 600 м, а над платното влакът е бил повдигнат с 1.5 см.

Японска версия

В бъдеще възбудата за влаковете на магнитна възглавница в Европа е намаляла. Но до края на 90-те те активно се интересуват от такава страна на високи технологии като Япония. Вече има доста дълги маршрути на нейната територия, над които летят маглеви с феномен като магнитна левитация. Същата държава притежава и високоскоростни записи, зададени от тези влакове. Последният от тях показа граница на скоростта над 550 км / ч.

Други перспективи за използване

От една страна, техните възможности са атрактивни Maglev бързо движещи: според изчисленията на теоретици, те биха могли да бъдат в близко бъдеще да овърклок до 1000 километра в час. В края на краищата те се задействат чрез магнитна левитация и само въздушната съпротива се забавя. Следователно, даването на максимални аеродинамични очертания на състава значително намалява неговия ефект. Освен това, поради факта, че те не докосват релсите, износването на такива влакове е изключително бавно, което е икономически изгодно.

Друго плюс - намаляване на шума: магнитите се движат почти безшумно в сравнение с конвенционалните влакове. Бонусът е и използването на електроенергия в тях, което спомага за намаляване на вредното въздействие върху природата и атмосферата. Освен това, магнитен влак е в състояние да преодолее по-стръмни склонове и това елиминира необходимостта от поставяне на железопътни линии, заобикалящи хълмове и склонове.

Приложение в енергетиката

Не по-малко интересно практическо направление може да се разглежда като широко приложение на магнитни лагери в ключови части на механизмите. Тяхната инсталация решава сериозния проблем с износването на суровината.

Както знаете, класическите лагери се износват доста бързо - те постоянно изпитват високи механични натоварвания. В някои области необходимостта от замяна на тези части означава не само допълнителни разходи, но и висок риск за хората, които обслужват механизма. Магнитни лагери поддържат работния си капацитет многократно по-дълго, така че употребата им е изключително препоръчителна при всякакви екстремни условия. По-специално, в ядрената енергетика, вятърни технологии или индустрии, придружени от изключително ниски / високи температури.

самолет

В проблема за това как да се приложи магнитната левитация възниква разумен въпрос: кога най-накрая ще бъде произведено пълноправен самолет, представен на прогресивно човечество, в който левитацията ще се използва магнитно? В крайна сметка има индиректни доказателства, че такива "НЛО" съществуват. Вземете например индийските "вимани" от най-древната епоха или "дискотеката" на Хитлер, която е по-близо до нас във времето, използвайки, наред с други неща, електромагнитни методи за организиране на повдигащата сила. Запазени груби чертежи и дори снимки на съществуващи модели. Въпросът остава отворен: как да превърнем всички тези идеи в реалност? Но освен недостатъчно жизнеспособните прототипи, съвременните изобретатели все още нямат случай. Или може би това е твърде тайна информация?