Magnetische levitatie: beschrijving, kenmerken en voorbeelden

2024 Auteur: Henry Conors | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-02-12 11:19

Zoals je weet, heeft de aarde, vanwege de heersende wereldorde, een bepaald zwaartekrachtsveld en het is altijd de droom van de mens geweest om dit op welke manier dan ook te overwinnen. Magnetische levitatie is een fantastischere term dan te verwijzen naar de dagelijkse realiteit.

Aanvankelijk betekende het het hypothetische vermogen om de zwaartekracht op een onbekende manier te overwinnen en mensen of objecten door de lucht te verplaatsen zonder hulpapparatuur. Nu is het concept van "magnetische levitatie" echter al behoorlijk wetenschappelijk.

Er worden meerdere innovatieve ideeën tegelijk ontwikkeld, die gebaseerd zijn op dit fenomeen. En allemaal beloven ze in de toekomst geweldige kansen voor veelzijdige toepassingen. Toegegeven, magnetische levitatie zal niet worden uitgevoerd met magische methoden, maar met behulp van zeer specifieke prestaties van de natuurkunde, namelijk het gedeelte dat magnetische velden en alles wat daarmee samenhangt, bestudeert.

Gewoon een beetje theorie

Onder mensen die ver van de wetenschap staan, is er een mening dat magnetische levitatie een geleide vlucht van een magneet is. In feite, onder dezede term impliceert het overwinnen van het object van de zwaartekracht met behulp van een magnetisch veld. Een van de kenmerken ervan is magnetische druk, die wordt gebruikt om de zwaartekracht van de aarde te "bevechten".

Om het simpel te zeggen, wanneer de zwaartekracht een object naar beneden trekt, wordt de magnetische druk zo gericht dat het het weer omhoog duwt. Dit is hoe de magneet zweeft. De moeilijkheid bij het implementeren van de theorie is dat het statische veld onstabiel is en niet op een bepaald punt focust, dus het is misschien niet in staat om aantrekking effectief te weerstaan. Daarom zijn hulpelementen nodig die het magnetische veld dynamische stabiliteit geven, zodat de levitatie van de magneet een regelmatig verschijnsel is. Er worden verschillende methoden als stabilisatoren voor gebruikt. Meestal - elektrische stroom door supergeleiders, maar er zijn andere ontwikkelingen op dit gebied.

Technische levitatie

In feite verwijst de magnetische variëteit naar de bredere term voor het overwinnen van zwaartekracht. Dus technische levitatie: een overzicht van methoden (zeer beknopt).

Het lijkt erop dat we een beetje door de magnetische technologie zijn gekomen, maar er is ook een elektrische methode. In tegenstelling tot de eerste kan de tweede worden gebruikt voor manipulaties met producten gemaakt van verschillende materialen (in het eerste geval alleen gemagnetiseerde), zelfs diëlektrica. Scheid ook elektrostatische en elektrodynamische levitatie.

Het vermogen van deeltjes om te bewegen onder invloed van licht werd voorspeld door Kepler. MAARhet bestaan van lichte druk werd bewezen door Lebedev. De beweging van een deeltje in de richting van de lichtbron (optische levitatie) wordt positieve fotoforese genoemd, en in de tegenovergestelde richting - negatief.

Aerodynamische levitatie, die verschilt van optische, is vrij breed toepasbaar in de huidige technologieën. Trouwens, het "kussen" is een van zijn variëteiten. Het eenvoudigste luchtkussen wordt heel gemakkelijk verkregen - er worden veel gaten in het dragersubstraat geboord en er wordt perslucht doorheen geblazen. In dit geval balanceert de luchtlift de massa van het object en zweeft het in de lucht.

De laatste methode die de wetenschap op dit moment kent, is levitatie met behulp van akoestische golven.

Wat zijn voorbeelden van magnetische levitatie?

Sciencefiction droomde van draagbare apparaten ter grootte van een rugzak, die een persoon met aanzienlijke snelheid in de gewenste richting konden "zweven". De wetenschap heeft tot nu toe een andere weg ingeslagen, praktischer en haalbaarder - er is een trein gemaakt die beweegt met behulp van magnetische levitatie.

Geschiedenis van supertreinen

Voor de eerste keer werd het idee van een compositie met behulp van een lineaire motor ingediend (en zelfs gepatenteerd) door de Duitse ingenieur-uitvinder Alfred Zane. En dat was in 1902. Hierna verscheen de ontwikkeling van een elektromagnetische ophanging en een trein die ermee was uitgerust met benijdenswaardige regelmaat: in 1906 stelde Franklin Scott Smith een ander prototype voor, tussen 1937 en 1941. een aantal patenten over hetzelfde onderwerp werden ontvangen door Hermann Kemper, eneven later creëerde de Brit Eric Lazethwaite een levensgroot werkend prototype van de motor. In de jaren 60 nam hij ook deel aan de ontwikkeling van de Tracked Hovercraft, die de snelste trein moest worden, maar dat niet deed, omdat het project wegens onvoldoende financiering in 1973 werd stopgezet.

Slechts zes jaar later, opnieuw in Duitsland, werd een maglev-trein gebouwd en goedgekeurd voor passagiersvervoer. De in Hamburg aangelegde testbaan was minder dan een kilometer lang, maar het idee zelf inspireerde de samenleving zo sterk dat de trein ook na sluiting van de tentoonstelling functioneerde en in drie maanden tijd 50.000 mensen had vervoerd. Zijn snelheid was naar moderne maatstaven niet zo geweldig - slechts 75 km/u.

Geen tentoonstelling, maar een commerciële maglev (zo noemden ze de trein met een magneet), reed sinds 1984 tussen de luchthaven van Birmingham en het treinstation en duurde 11 jaar in zijn functie. De lengte van het spoor was nog korter, slechts 600 m, en de trein kwam 1,5 cm boven het spoor uit.

Japans

In de toekomst nam de opwinding over maglev-treinen in Europa af. Maar tegen het einde van de jaren 90 raakte zo'n hightech land als Japan er actief in geïnteresseerd. Er zijn al verschillende vrij lange routes aangelegd op zijn grondgebied, waarlangs maglevs vliegen, met behulp van een fenomeen als magnetische levitatie. Hetzelfde land is ook eigenaar van de snelheidsrecords van deze treinen. De laatste toonde een snelheidslimiet van meer dan 550 km/u.

Verdergebruiksvooruitzichten

Aan de ene kant zijn maglevs aantrekkelijk vanwege hun vermogen om snel te bewegen: volgens theoretici kunnen ze in de nabije toekomst worden versneld tot 1.000 kilometer per uur. Ze worden immers aangedreven door magnetische levitatie en alleen luchtweerstand vertraagt ze. Daarom wordt de impact aanzienlijk verminderd door de maximale aerodynamische contouren aan de compositie te geven. Door het feit dat ze de rails niet raken, is de slijtage van dergelijke treinen bovendien extreem traag, wat zeer kosteneffectief is.

Een ander pluspunt is het verminderde geluidseffect: maglev-treinen bewegen bijna geruisloos in vergelijking met conventionele treinen. De bonus is ook het gebruik van elektriciteit erin, waardoor de schadelijke effecten op natuur en atmosfeer worden verminderd. Bovendien kan de magneetzweeftrein steilere hellingen beklimmen, waardoor het niet nodig is om de baan rond heuvels en hellingen te leggen.

Energietoepassingen

Niet minder interessante praktische richting kan worden beschouwd als het wijdverbreide gebruik van magnetische lagers in belangrijke componenten van mechanismen. Hun installatie lost een ernstig probleem van slijtage van het bronmateriaal op.

Zoals u weet, slijten klassieke lagers vrij snel - ze ondergaan constant hoge mechanische belastingen. In sommige gebieden betekent de noodzaak om deze onderdelen te vervangen niet alleen extra kosten, maar ook een hoog risico voor de mensen die het mechanisme onderhouden. Magnetische lagers blijven vele malen langer operationeel, dus het gebruik ervan is zeer aan te raden voor:eventuele extreme omstandigheden. Vooral in kernenergie, windtechnologie of industrieën met extreem lage/hoge temperaturen.

Vliegtuigen

Bij het probleem hoe magnetische levitatie moet worden geïmplementeerd, rijst een redelijke vraag: wanneer zal er eindelijk een volwaardig vliegtuig worden geproduceerd waarin magnetische levitatie zal worden gebruikt en aan de progressieve mensheid wordt gepresenteerd? Er is immers indirect bewijs dat dergelijke "UFO's" bestonden. Neem bijvoorbeeld de Indiase 'vimana's' uit het oudste tijdperk of de Hitleritische 'discoplanes' die qua tijd al dichter bij ons staan, onder andere met behulp van elektromagnetische methoden om lift te organiseren. Geschatte tekeningen en zelfs foto's van werkende modellen zijn bewaard gebleven. De vraag blijft open: hoe breng je al deze ideeën tot leven? Maar het gaat niet verder dan niet al te levensvatbare prototypes voor moderne uitvinders. Of is dit misschien nog te geheime informatie?