Մագնիսական լևիտացիա. նկարագրություն, առանձնահատկություններ և օրինակներ

2024 Հեղինակ: Henry Conors | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-02-12 08:39

Ինչպես գիտեք, Երկիրը, ելնելով տիրող աշխարհակարգից, ունի որոշակի գրավիտացիոն դաշտ, և մարդու երազանքը միշտ եղել է այն հաղթահարել ցանկացած միջոցներով։ Մագնիսական լևիտացիան ավելի ֆանտաստիկ տերմին է, քան առօրյա իրականությունը:

Սկզբում դա նշանակում էր գրավիտացիան անհայտ եղանակով հաղթահարելու և մարդկանց կամ առարկաների օդում առանց օժանդակ սարքավորումների տեղափոխելու հիպոթետիկ կարողություն: Այնուամենայնիվ, այժմ «մագնիսական լևիտացիա» հասկացությունն արդեն բավականին գիտական է։

Միանգամից մշակվում են մի քանի նորարար գաղափարներ, որոնք հիմնված են այս երեւույթի վրա։ Եվ դրանք բոլորն ապագայում մեծ հնարավորություններ են խոստանում բազմակողմանի հավելվածների համար: Ճիշտ է, մագնիսական լևիտացիան կիրականացվի ոչ թե կախարդական մեթոդներով, այլ ֆիզիկայի շատ կոնկրետ նվաճումների միջոցով, այն է՝ մագնիսական դաշտերն ու դրանց հետ կապված ամեն ինչ ուսումնասիրող բաժինը։

Մի քիչ տեսություն

Գիտությունից հեռու մարդկանց շրջանում կա կարծիք, որ մագնիսական լևիտացիան մագնիսի ուղղորդված թռիչք է։ Փաստորեն, սրա տակտերմինը ենթադրում է մագնիսական դաշտի օգնությամբ ծանրության օբյեկտի հաղթահարում։ Նրա բնութագրիչներից է մագնիսական ճնշումը, որն օգտագործվում է երկրագնդի գրավիտացիայի դեմ «պայքարելու» համար։

Պարզ ասած, երբ գրավիտացիան ներքև է քաշում առարկան, մագնիսական ճնշումն ուղղվում է այնպես, որ այն հետ է մղում այն դեպի վեր: Այսպես է մագնիսը թռչում։ Տեսության իրականացման դժվարությունն այն է, որ ստատիկ դաշտը անկայուն է և չի կենտրոնանում տվյալ կետում, ուստի այն չի կարող արդյունավետորեն դիմակայել գրավչությանը: Ուստի անհրաժեշտ են օժանդակ տարրեր, որոնք մագնիսական դաշտին դինամիկ կայունություն կտան, այնպես որ մագնիսի լևիտացիան սովորական երևույթ է։ Որպես կայունացուցիչ դրա համար օգտագործվում են տարբեր մեթոդներ։ Ամենից հաճախ էլեկտրական հոսանք գերհաղորդիչների միջով, սակայն այս ոլորտում այլ զարգացումներ կան:

Տեխնիկական լևիտացիա

Իրականում, մագնիսական բազմազանությունը վերաբերում է գրավիտացիոն գրավչության հաղթահարման ավելի լայն տերմինին: Այսպիսով, տեխնիկական լևիտացիա. մեթոդների վերանայում (շատ հակիրճ):

Մենք կարծես թե մի փոքր հասկացել ենք մագնիսական տեխնոլոգիայով, բայց կա նաև էլեկտրական մեթոդ: Ի տարբերություն առաջինի, երկրորդը կարող է օգտագործվել մանիպուլյացիաների համար տարբեր նյութերից (առաջին դեպքում միայն մագնիսացված), նույնիսկ դիէլեկտրիկներից պատրաստված արտադրանքներով։ Առանձնացնել նաև էլեկտրաստատիկ և էլեկտրադինամիկ լևիտացիա։

Լույսի ազդեցության տակ մասնիկների շարժվելու ունակությունը կանխատեսել է Կեպլերը։ ԲԱՅՑթեթև ճնշման առկայությունը ապացուցել է Լեբեդևը։ Լույսի աղբյուրի ուղղությամբ մասնիկի շարժումը (օպտիկական լևիտացիա) կոչվում է դրական ֆոտոֆորեզ, իսկ հակառակ ուղղությամբ՝ բացասական։

Աերոդինամիկ լևիտացիա, որը տարբերվում է օպտիկականից, բավականին լայնորեն կիրառելի է այսօրվա տեխնոլոգիաներում։ Ի դեպ, «բարձը» նրա սորտերից է։ Ամենապարզ օդային բարձը ձեռք է բերվում շատ հեշտությամբ. կրիչի հիմքի վրա շատ անցքեր են փորվում, և սեղմված օդը փչում է դրանց միջով: Այս դեպքում օդի բարձրացումը հավասարակշռում է օբյեկտի զանգվածը և այն լողում է օդում։

Այս պահին գիտությանը հայտնի վերջին մեթոդը լևիտացիան է՝ օգտագործելով ակուստիկ ալիքներ։

Որո՞նք են մագնիսական լևիտացիայի օրինակները:

Գիտական գեղարվեստական գրականությունը երազում էր ուսապարկի չափ դյուրակիր սարքերի մասին, որոնք զգալի արագությամբ կարող էին մարդուն «թևավորել» իրեն անհրաժեշտ ուղղությամբ։ Գիտությունը մինչ այժմ անցել է այլ ճանապարհով, ավելի գործնական և իրագործելի. ստեղծվել է գնացք, որը շարժվում է մագնիսական լևիտացիայի միջոցով:

Սուպերգնացքների պատմություն

Առաջին անգամ գծային շարժիչ օգտագործող կոմպոզիցիայի գաղափարը ներկայացրեց (և նույնիսկ արտոնագրված) գերմանացի ինժեներ-գյուտարար Ալֆրեդ Զեյնը: Եվ դա 1902 թ. Դրանից հետո նախանձելի օրինաչափությամբ հայտնվեցին էլեկտրամագնիսական կախոցի և դրանով հագեցած գնացքի մշակումը. 1906 թվականին Ֆրանկլին Սքոթ Սմիթը առաջարկեց ևս մեկ նախատիպ՝ 1937-1941 թվականներին։ Նույն թեմայով մի շարք արտոնագրեր ստացան Հերման Կեմպերը ևՔիչ անց բրիտանացի Էրիկ Լազեթվեյթը ստեղծեց շարժիչի բնական չափի աշխատանքային նախատիպը։ 60-ականներին նա մասնակցել է նաև Tracked Hovercraft-ի մշակմանը, որը պետք է դառնար ամենաարագ գնացքը, բայց դա չդարձավ, քանի որ նախագիծը փակվեց 1973-ին անբավարար ֆինանսավորման պատճառով։

։

Միայն վեց տարի անց, կրկին Գերմանիայում, կառուցվեց և լիցենզավորվեց մագնիսական գնացք՝ ուղեւորափոխադրումների համար։ Համբուրգում դրված փորձարկման ուղին մեկ կիլոմետրից էլ քիչ երկարություն ուներ, բայց գաղափարն ինքնին այնքան ոգեշնչեց հասարակությանը, որ գնացքը գործեց նույնիսկ ցուցահանդեսի փակվելուց հետո՝ երեք ամսում կարողանալով տեղափոխել 50,000 մարդ: Նրա արագությունը, ժամանակակից չափանիշներով, այնքան էլ մեծ չէր՝ ընդամենը 75 կմ/ժ։

Ոչ ցուցահանդես, այլ կոմերցիոն մագլև (այսպես էին նրանք անվանում գնացքը՝ օգտագործելով մագնիս), վազում էր Բիրմինգհեմի օդանավակայանի և երկաթուղային կայարանի միջև 1984 թվականից ի վեր և տևեց 11 տարի իր պաշտոնում: Երթուղու երկարությունն էլ ավելի կարճ էր՝ ընդամենը 600 մ, իսկ գնացքը գծից 1,5 սմ բարձրացավ։

ճապոնական

Ապագայում Եվրոպայում մագլև գնացքների հետ կապված ոգևորությունը մարեց: Բայց 90-ականների վերջում այնպիսի բարձր տեխնոլոգիաների երկիր, ինչպիսին Ճապոնիան է, ակտիվորեն հետաքրքրվեց դրանցով։ Նրա տարածքում արդեն անցկացվել են մի քանի բավականին երկար երթուղիներ, որոնց երկայնքով թռչում են մագլևները՝ օգտագործելով այնպիսի երևույթ, ինչպիսին է մագնիսական լևիտացիան: Նույն երկրին են պատկանում նաև այս գնացքների արագության ռեկորդները։ Վերջինը ցույց տվեց 550 կմ/ժ-ից ավելի արագության սահմանափակում։

Հետագաօգտագործման հեռանկարներ

Մի կողմից, maglevs-ը գրավիչ են իրենց արագ շարժվելու ունակության պատճառով. տեսաբանների կարծիքով, մոտ ապագայում դրանք կարող են արագանալ մինչև 1000 կիլոմետր ժամ արագությամբ: Ի վերջո, նրանք սնուցվում են մագնիսական լևիտացիայի միջոցով, և միայն օդի դիմադրությունը դանդաղեցնում է դրանք: Հետևաբար, կազմին առավելագույն աերոդինամիկ ուրվագծեր տալը մեծապես նվազեցնում է դրա ազդեցությունը: Բացի այդ, հաշվի առնելով այն հանգամանքը, որ դրանք չեն դիպչում ռելսերին, նման գնացքների մաշումը չափազանց դանդաղ է ընթանում, ինչը շատ ծախսարդյունավետ է։

Մեկ այլ առավելություն է նվազեցված աղմուկի էֆեկտը. Maglev գնացքները գրեթե անաղմուկ են շարժվում՝ համեմատած սովորական գնացքների հետ: Բոնուսը նաև դրանցում էլեկտրաէներգիայի օգտագործումն է, որը նվազեցնում է բնության և մթնոլորտի վրա վնասակար ազդեցությունները։ Բացի այդ, Maglev գնացքն ի վիճակի է մագլցել ավելի զառիթափ լանջեր՝ վերացնելով բլուրների և լանջերի շուրջ երթուղի դնելու անհրաժեշտությունը:

Էներգետիկ հավելվածներ

Ոչ պակաս հետաքրքիր գործնական ուղղություն կարելի է համարել մեխանիզմների հիմնական բաղադրիչներում մագնիսական առանցքակալների համատարած օգտագործումը։ Դրանց տեղադրումը լուծում է սկզբնական նյութի մաշվածության լուրջ խնդիր։

Ինչպես գիտեք, դասական առանցքակալները բավականին արագ մաշվում են. նրանք անընդհատ բարձր մեխանիկական բեռներ են ունենում: Որոշ ոլորտներում այդ մասերի փոխարինման անհրաժեշտությունը նշանակում է ոչ միայն լրացուցիչ ծախսեր, այլ նաև բարձր ռիսկ մեխանիզմը սպասարկող մարդկանց համար։ Մագնիսական առանցքակալները շատ անգամ ավելի երկար են գործում, ուստի դրանց օգտագործումը խիստ նպատակահարմար էցանկացած ծայրահեղ պայմաններ. Հատկապես միջուկային էներգիայի, հողմային տեխնոլոգիաների կամ չափազանց ցածր/բարձր ջերմաստիճան ունեցող արդյունաբերություններում։

Օդանավ

մագնիսական լևիտացիա իրականացնելու հարցում ողջամիտ հարց է առաջանում՝ ե՞րբ է ի վերջո արտադրվելու և առաջադեմ մարդկությանը կներկայացվի լիարժեք ինքնաթիռ, որում կկիրառվի մագնիսական լևիտացիա։ Չէ՞ որ անուղղակի ապացույցներ կան, որ այդպիսի «ՉԹՕ» են եղել։ Վերցնենք, օրինակ, ամենահին դարաշրջանի հնդկական «վիմանաները» կամ հիտլերական «դիսկոպլանները», որոնք ժամանակի առումով արդեն ավելի մոտ են մեզ՝ օգտագործելով, ի թիվս այլ բաների, վերելակների կազմակերպման էլեկտրամագնիսական մեթոդները։ Պահպանվել են մոտավոր գծագրեր և նույնիսկ աշխատանքային մոդելների լուսանկարներ։ Հարցը բաց է մնում՝ ինչպե՞ս կյանքի կոչել այս բոլոր գաղափարները։ Բայց ամեն ինչ ավելի հեռուն չի գնում, քան ժամանակակից գյուտարարների համար ոչ շատ կենսունակ նախատիպերը: Կամ գուցե սա դեռ շատ գաղտնի տեղեկատվություն է: