Както знаете, поради преобладаващия световен ред, Земята има определено гравитационно поле и мечтата на човек винаги е била да го преодолее по всякакъв начин. Магнитната левитация е фантастичен термин, а не ежедневна реалност.
Първоначално се разбираше като хипотетична способност да се преодолява гравитацията по неизвестен начин и да се движат хора или предмети по въздуха без помощно оборудване. Въпреки това, сега понятието "магнитна левитация" вече е доста научно.
Няколко иновативни идеи се разработват наведнъж, които се основават на това явление. И всички те в бъдеще обещават големи възможности за многостранна употреба. Вярно е, че магнитната левитация няма да се осъществява чрез магия, а като се използват много специфичните постижения на физиката, а именно разделът, изучаващ магнитните полета и всичко свързано с тях.
Доста теория
Сред хората, далеч от науката, има мнение, че магнитната левитация е ръководен полет на магнит. Всъщност този термин означава преодоляване на обекта на гравитацията с помощта на магнитно поле. Една от характеристиките му е магнитното налягане и се използва за „борба“ с гравитацията.
Просто казано, когато гравитацията дърпа обект надолу, магнитното налягане се насочва така, че да го избута в обратна посока - нагоре. Така че има левитация на магнит. Трудността при прилагането на теорията е, че статичното поле е нестабилно и не се фокусира в дадена точка, така че може да не се съпротивлява напълно на привличането. Поради това са необходими спомагателни елементи, които ще дадат на магнитното поле динамична стабилност, така че левитацията на магнита да е редовно явление. Като стабилизатори за него се използват 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-широкия термин за преодоляване на гравитационното привличане. И така, техническа левитация: преглед на методите (много кратък).
Изглежда сме разбрали малко с магнитната технология, но все още има електрически метод. За разлика от първия, вторият може да се използва за манипулиране на продукти от най-различни материали (в първия случай, само намагнетизирани), дори диелектрици. Електростатичната и електродинамичната левитация също са разделени.
Възможността на частици под въздействието на светлината да извършват движение беше предсказана от Кеплер. А наличието на леко налягане е доказано от Лебедев. Движението на частица в посока на източника на светлина (оптична левитация) се нарича положителна фотофореза, а в обратна посока - отрицателна.
Аеродинамичната левитация, различаваща се от оптичната, е доста широко приложима в технологиите на наши дни. Между другото, „възглавницата“ е една от нейните разновидности. Най-простата въздушна възглавница се получава много лесно - в носещата подложка се пробиват много дупки и през тях се издухва сгъстен въздух. В този случай силата за повдигане на въздуха балансира масата на обекта и тя се извисява във въздуха.
Последният метод, известен на науката в момента, е левитация с използване на акустични вълни.
Какви са някои примери за магнитна левитация?
Научната фантастика мечтаеше за преносими устройства с размерите на раница, които биха могли да „левитират“ човек в посока, която му е необходима със значителна скорост. Досега науката е поела по различен път, по-практичен и осъществим - създаден е влак, който се движи с помощта на магнитна левитация.
История на супер влак
За първи път идеята за композиция, използваща линеен двигател, беше представена (и дори патентована) от немския изобретател Алфред Зейн. И това беше през 1902 година. След това развитието на електромагнитното окачване и влака, оборудвани с него, се появи със завидна закономерност: през 1906 г. Франклин Скот Смит предлага друг прототип, между 1937 и 1941 година. Херман Кемпър получи редица патенти на същата тема, а малко по-късно британецът Ерик Лайсуейт създаде работещ прототип на двигателя в работен размер. През 60-те той участва и в разработването на Tracked Hovercraft, който трябваше да бъде най-бързият влак, но не, защото проектът беше затворен през 1973 г. поради недостатъчно финансиране.
Само шест години по-късно и отново в Германия е построен влак с магнитна възглавница, който получава лиценз за пътници. Тестовата писта, положена в Хамбург, беше дълга по-малко от километър, но идеята вдъхнови обществото дотолкова, че влакът функционира и след закриването на изложението, след като успя да превози 50 хиляди души за три месеца. Скоростта му, според съвременните стандарти, не беше толкова голяма - само 75 км / ч.
Не изложба, а търговски магъл (както се нарича влакът с магнит), той се движеше между летището в Бирмингам и жп гарата от 1984 г. и се разпростираше 11 години. Пътеката беше още по-къса, само 600 м, а влакът се издигна на 1, 5 см над влака.
Японска версия
В бъдеще вълнението от влаковете с магнитна възглавница в Европа отшумя. Но до края на 90-те години такава високотехнологична страна като Япония активно се интересува от тях. На нейната територия вече са положени няколко доста дълги маршрута, по които Маглев лети, използвайки такова явление като магнитна левитация. Същата държава притежава и високоскоростни рекорди, поставени от тези влакове. Последният от тях показа ограничение на скоростта над 550 км / ч.
По-нататъшни перспективи за използване
От една страна, магълските хора са привлекателни заради своите бързо движещи се способности: според изчисленията на теоретиците те могат да бъдат разпръснати до 1000 километра в час в близко бъдеще. В крайна сметка те се задвижват от магнитна левитация, а само въздушното съпротивление се забавя. Следователно, придаването на максимален аеродинамичен контур на състава значително намалява ефекта му. Освен това, поради факта, че те не докосват релсите, износването на такива влакове е изключително бавно, което е икономически много изгодно.
Друг плюс е намаляването на звуковия ефект: Мъглите се движат почти безшумно в сравнение с конвенционалните влакове. Бонус е и използването на електричество в тях, което намалява вредното въздействие върху природата и атмосферата. Освен това влакът с магнитна възглавница е в състояние да преодолее по-стръмни склонове и това елиминира необходимостта от полагане на железопътни коловози, заобикаляйки хълмове и спускания.
Приложения за енергия
Не по-малко интересна практическа посока може да се счита за широкото използване на магнитни лагери в ключови компоненти на механизмите. Тяхната инсталация решава сериозния проблем с износването на изходния материал.
Както знаете, класическите лагери се износват доста бързо - те постоянно изпитват високи механични натоварвания. В някои области необходимостта от подмяна на тези части означава не само допълнителни разходи, но и висок риск за хората, които обслужват механизма. Магнитните лагери остават работещи много пъти по-дълго, така че използването им е много препоръчително при всякакви екстремни условия. По-специално в ядрената енергия, вятърната технология или индустрията, придружена от изключително ниски / високи температури.
