القطار المغناطيسي

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.