قطار مغناطيسي معلق

JR-Maglev at a test track in Yamanashi, Japan, in November 2005

Transrapid 09 at the Emsland test facility in Germany

القطار المغناطيسي المعلق بالإنگليزية: Magnetically levitating train ،بالفرنسية: Suspension train magnétique أوما يعهد اختصارا بالماجليف "Maglev" وهي اختصار Magnitic levitation، وهوقطار يعمل بقوة الحمل المغناطيسية. أي يعتمد في عمله على المغناطيس حيث أنه لا يحتوي على محركات ميكانيكية ولا يسير على قضبان حديدية فهويطفوفي الهواء معتمدا على وسادة مغناطيسية يعمل على تكوينها مجالات كهرومغناطيسية قوية، وتمتاز هذه القطارات بسرعتها العالية التي تصل إلى 550 كم \ساعة، (نظريا يمكن حتى تبلغ سرعته 1700 حدث\س).

يعتبرالقطار المغناطيسي السريع أول ابتكار جوهري في تقنية بناء السكك الحديدية منذ صناعة القطارات الأولى وهوأول نظام للسكك يتحرك إلى الأمام دون الحاجة إلى عجلات ومحاور وبالتالي دون احتكاك، إنها بمعنى آخر تخلي التقنية الميكانيكية عن مكانها لصالح التقنية الإلكترونية.

التاريخ

أول براءة اختراع

التطوير

في سنة 1914 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.
في سنة 1943 نال المخترع الألماني هرمان كمبر براءة اختراع لاختراعه إحدى تقنيات القطار المغناطيسي.
في سنة 1966 قام العالمان جيمس باول وقوردن دامبي بعرض أول نظام عملي لهذا القطار باستخدام موصلات فائقة التوصيل.
أول مسار للاختبار شُيّد في مقاطعة ميزاكي, اليابان في سنة 1975 واستغرق سنتين ليتم بناءه وكان بطولسبعة كم. وبعد ثلاثة أشهر تمت فيه أول تجربة باستخدام القطار ML 500
في سنة 1979 تم اختبار الجيل الجديد من القطارات والمسمى ML 500 R في اليابان وقد سجل سرعة 517 كم \ساعة ,وهوأول من سجل سرعة أعلى من 500 كم \ ساعة.

في سنة 1996 سجل القطار الألماني TR 07أعلى سرعة لقطار مغناطيسي في ألمانيا والتي بلغت 450 كم \ساعة.

في سنة 2003 تم تسجيل أعلى سرعة حتى الآن والتي بلغت 581 كم\ساعة باستخدام القطار الياباني MLX 01

نيويورك، الولايات المتحدة 1968

هامبورگ، ألمانيا 1979

برمنگهام، المملكة المتحدة 1984–1995

The Birmingham International Maglev shuttle

إمسلاند، ألمانيا 1984–2012

Transrapid at the Emsland test facility

اليابان 1985

JNR ML500 at Miyazaki, Japan test track on 21 December 1979 517 كم/س (321 ميل/س); Guinness World Records authorization at that time

برلين، ألمانيا 1989–1991

أفق ومستقبل القطار المغناطيسي

بالرغم من حتى القطار المغناطيسي يعتبر من أفضل وسائل النقل من حيث السرعة والهدوء والأمان إلا أنه لم ينتشر في مدن العالم، ويرجع 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.

التكنولوجيا

عندماقد يكون لدينا مغناطيسين ونقوم بتقريبهما من بعض فإننا نلاحظ أنهما إما حتى يتجاذبان (اختلاف الشحنة + - أو- +) أويتنافران (تماثل الشحنة + + أو- -)، والتفسير لهذه الظاهرة هوحتى جميع مغناطيس يولد مجال مغناطيسي فيأثر به على الآخر، وبهذا نستطيع تعليق الأمور. تم تطوير وتصنيع هذا القطار بشكل أساسي في ألمانيا واليابان.

إن أي قطار مغناطيسي في العالم مصمم وفق إحدى التقنيتين:

نظام التعليق الكهروديناميكي.
نظام التعليق الكهرومغناطيسي.

نظرة عامة

MLX01 Maglev train Superconducting magnet Bogie

التعليق الكهرومغناطيسي

نظام التعليق الكهرومغناطيسيبالإنگليزية: electroMagnétique System (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 بحمل القطار عن السكة مسافة 15 ملم تقريبا مما يساعده على الحركة بسهولة، وتم دعم القطارات التي تستخدم هذه التقنية ببطاريات ذات قوة عالية تساعدها على البقاء في الهواء طالما فُقدت الطاقة على سكة الحديد حتى يتوقف بسلام.

التعليق الكهروديناميكي

JR-Maglev EDS suspension is due to the magnetic fields induced either side of the vehicle by the passage of the vehicle's superconducting magnets.

EDS Maglev propulsion via propulsion coils

نظام التعليق الكهروديناميكي بالإنگليزية: ElectroDynamique System EDS تعتمد هذه التقنية على قوى التنافر المتولدة بين مجالين مغناطيسيين يملكان نفس الشحنة لحمل 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 -210 ْم).

بالنسبة لهذه التقنية، حينماقد يكون القطار يسير بسرعة منخفضة فإن التيار الناتج وتدفق الشحنات الكهربائية في اللفائف لاقد يكون كافيا لجعل القطار يسير في ازدياد ثابت ولهذا السبب عمد مصمموالقطار 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 المثبتة على جدران السكة بقوة متولدة من مجال مغناطيسي منفصل تأثر على المغناطيسات المثبتة أسفل القطار وتعمل على تحريكه والتحكم في سرعته.

الآلية في التكنولوجيات المتنوعة


Technology	Pros	Cons

EMS (Electromagnetic suspension)	Magnetic fields inside and outside the vehicle are less than EDS; proven, commercially available technology that can attain very high speeds (500 كم/س (310 ميل/س)); no wheels or secondary propulsion system needed.	The separation between the vehicle and the guideway must be constantly monitored and corrected by computer systems to avoid collision due to the unstable nature of electromagnetic attraction; due to the system's inherent instability and the required constant corrections by outside systems, vibration issues may occur.

EDS (Electrodynamic suspension)	Onboard magnets and large margin between rail and train enable highest recorded train speeds (581 كم/س (361 ميل/س)) and heavy load capacity; has demonstrated (December 2005) successful operations using high-temperature superconductors in its onboard magnets, cooled with inexpensive liquid nitrogen.	Strong magnetic fields on board the train would make the train inaccessible to passengers with pacemakers or magnetic data storage media such as hard drives and credit cards, necessitating the use of magnetic shielding; limitations on guideway inductivity limit the maximum speed of the vehicle; vehicle must be wheeled for travel at low speeds.

Inductrack System (Permanent Magnet Passive Suspension)	Failsafe Suspension—no power required to activate magnets; Magnetic field is localized below the car; can generate enough force at low speeds (around 5 كم/س (3.1 ميل/س)) to levitate maglev train; in case of power failure cars slow down on their own safely; Halbach arrays of permanent magnets may prove more cost-effective than electromagnets.	Requires either wheels or track segments that move for when the vehicle is stopped. New technology that is still under development (as of 2008) and as yet has no commercial version or full scale system prototype.

الدفع

الأمان

التوجيه

الأنابيب المفرغة

الطاقة المستخدمة

مقارنته مع قطارات أخرى

مقارنته بالطائرات

الاقتصاد

أرقام قياسية

تاريخ أعلى سرعات

1971 – West Germany – Prinzipfahrzeug – 90 كم/س (56 ميل/س)
1971 – West Germany – TR-02 (TSST) – 164 كم/س (102 ميل/س)
1972 – Japan – ML100 – 60 كم/س (37 ميل/س) – (manned)
1973 – West Germany – TR04 – 250 كم/س (160 ميل/س) (manned)
1974 – West Germany – EET-01 – 230 كم/س (140 ميل/س) (unmanned)
1975 – West Germany – Komet – 401 كم/س (249 ميل/س) (by steam rocket propulsion, unmanned)
1978 – Japan – HSST-01 – 308 كم/س (191 ميل/س) (by supporting rockets propulsion, made in Nissan, unmanned)
1978 – Japan – HSST-02 – 110 كم/س (68 ميل/س) (manned)
1979-12-12 – Japan-ML-500R – 504 كم/س (313 ميل/س) (unmanned) It succeeds in operation over 500 km/h for the first time in the world.
1979-12-21 – Japan-ML-500R – 517 كم/س (321 ميل/س) (unmanned)
1987 – West Germany – TR-06 – 406 كم/س (252 ميل/س) (manned)
1987 – Japan – MLU001 – 401 كم/س (249 ميل/س) (manned)
1988 – West Germany – TR-06 – 413 كم/س (257 ميل/س) (manned)
1989 – West Germany – TR-07 – 436 كم/س (271 ميل/س) (manned)
1993 – Germany – TR-07 – 450 كم/س (280 ميل/س) (manned)
1994 – Japan – MLU002N – 431 كم/س (268 ميل/س) (unmanned)
1997 – Japan – MLX01 – 531 كم/س (330 ميل/س) (manned)
1997 – Japan – MLX01 – 550 كم/س (340 ميل/س) (unmanned)
1999 – Japan – MLX01 – 548 كم/س (341 ميل/س) (unmanned)
1999 – Japan – MLX01 – 552 كم/س (343 ميل/س) (manned/five formation). Guinness authorization.
2003 – China – Transrapid SMT (built in Germany) – 501 كم/س (311 ميل/س) (manned/three formation)
2003 – Japan – MLX01 – 581 كم/س (361 ميل/س) (manned/three formation). Guinness authorization.

أنظمة قائمة

أنظمة تشغيل للخدمة العامة

اليابان

Linimo train approaching Banpaku Kinen Koen, towards Fujigaoka Station in March 2005

هي قطارات يابانية الصنع تعمل بنظام التعليق الكهروديناميكي (EDS)، وهي مكونة من خمس عربات تسير على خط اختبار ياناماشي الذي تم افتتاحه في سنة 1993 في مقاطعة ياناماشي. تم الانتهاء من خلق هذه القطارات ما بين سنة 1993 و2002، وهويتسع ل 78 شخص، وقد سجل أعلى سرعة للقطارات المغناطيسية والتي بلغت 581 كم \ ساعة.

هناك تصميمين لقطارات ياناماشي :

1-وتد الهواء.

2-الطرف المستدق.

2- سلسلة قطارات (MLX 01-901)

وتم تصميمها بهذا الشكل حتى يتم التقليل من مقاومة الهواء أثناء السير بسرعات عالية، ولكي يتوقف هذا القطار فقد تم تزويده بمكابح هوائية وهي تعبير عن بتر متحركة في أعلى القطار يمكن تحريكها للأعلى لتكون معرضة لمقاومة الهواء التي تساعد على تقليل سرعة القطار ومن ثم التوقف.

قطار شانغهاي المغناطيسي المعلق

قطار شانغهاي المغناطيسي المعلق خارج مطار پودونگ الدولي.

كوريا الجنوبية

A maglev train in Daejeon

تحت الانشاء

أنظمة مقترحة

Malaysia

أستراليا

The proposed Melbourne maglev connecting the city of Geelong through Metropolitan Melbourne's outer suburban growth corridors, Tullamarine and Avalon domestic in and international terminals in under 20 mins and on to Frankston, Victoria, in under 30 minutes

المملكة المتحدة

Iran

اليابان

Proposed Chūō Shinkansen route (thin broken orange line) and existing Tōkaidō Shinkansen route (bold solid orange line)

ڤنزويلا

الصين

الهند

الولايات المتحدة

ألمانيا

سويسرا

إندونسيا

حوادث شهيرة

انظر أيضاً

Bombardier Advanced Rapid Transit – Transit systems using Linear induction motors
Ground effect train
Land speed record for rail vehicles
Launch loop would be a maglev system for launching to orbit or escape velocity
Mass driver
Nagahori Tsurumi-ryokuchi Line
Oleg Tozoni is working on a published non-linearly stabilised maglev design
StarTram – a maglev launch system
Transfer table

المصادر

^ Ireson, Nelson (14 November 2008). "Dutch university working on affordable electromagnetic suspension". MotorAuthority.com.
^ Ogawa, Keisuke (30 October 2006). "Hitachi Exhibits Electromagnetic Suspension System". techon.nikkeibp.co.jp.
^ Marc T. Thompson (1999). "Flux-Canceling Electrodynamic Maglev Suspension: Part II Test Results and Scaling Laws" (PDF). IEEE Transactions on Magnetics. 35 (3). Unknown parameter |coauthor= ignored (|author= suggested) (help); Unknown parameter |month= ignored (help)
^ Cotsalas, Valarie (4 June 2000). "It Floats! It Speeds! It's a Train!". New York Times.
^ ". llnl.gov. Retrieved 7 September 2009.
^ Richard F. Post (2000). "MagLev: A New Approach". Scientific American. Unknown parameter |month= ignored (help)
^ "The Superconducting Maglev Sets a Guinness World Record for Attaining 581km/h in a Manned Test Run". Central Japan Railway Company. 1 March 2004. ^[]

قراءات إضافية

Heller, Arnie (June 1998). "A New Approach for Magnetically Levitating Trains—and Rockets". Science & Technology Review.
Hood, Christopher P. (2006). Shinkansen – From Bullet Train to Symbol of Modern Japan. Routledge. ISBN .
Moon, Francis C. (1994). Superconducting Levitation Applications to Bearings and Magnetic Transportation. Wiley-VCH. ISBN .
Rossberg, Ralf Roman (1983). Radlos in die Zukunft? Die Entwicklung neuer Bahnsysteme. Orell Füssli Verlag. ASIN B002ROWD5M.
Rossberg, Ralf Roman (1993). Radlos in die Zukunft? Die Entwicklung neuer Bahnsysteme. Orell Fuessli Verlag. ISBN .
Simmons, Jack (1997). The Oxford Companion to British Railway History: From 1603 to the 1990s. Oxford: Oxford University Press. p. 303. ISBN . Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)

وصلات خارجية

Maglev2000
North American Maglev Transport Institute
International Maglev Charter & Petition
Urban Maglev
Windana Research
United States Federal Railroad Administration^[]
US MagneticGlide
Information note on US maglev
Longer information note on US maglev
America Needs a National Magnetic Levitated Network James Jordan
The International Maglev Board Maglev professional's info plattform for all maglev transport systems and related technologies.
Applied Levitation
Fastransit
Maglev Net – Maglev News & Information
Transrapid
The UK Ultraspeed Project
Japanese Railway Technical Research Institute (RTRI)
Magnetic Levitation at the Open Directory Project
AMLEV MDS System
Magnetic Levitation for Transportation
News of Brazil's Maglev project (in Portuguese)
Maglev Trains Audio slideshow from the National High Magnetic Field Laboratory discusses magnetic levitation, the Meissner Effect, magnetic flux trapping and superconductivity
High speed switching system
Video footage of the Birmingham International Airport system (the first maglev in passenger service)