Mwezo wa sumaku: maelezo, vipengele na mifano

2024 Mwandishi: Henry Conors | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-02-12 13:10

Kama unavyojua, Dunia, kwa sababu ya mpangilio wa ulimwengu uliopo, ina uwanja fulani wa uvutano, na ndoto ya mwanadamu imekuwa kila wakati kushinda kwa njia yoyote. Utelezaji wa sumaku ni neno la ajabu zaidi kuliko kurejelea hali halisi ya kila siku.

Hapo awali, ilimaanisha uwezo dhahania wa kushinda mvuto kwa njia isiyojulikana na kusogeza watu au vitu angani bila vifaa vya ziada. Hata hivyo, sasa dhana ya "magnetic levitation" tayari ni ya kisayansi kabisa.

Mawazo kadhaa bunifu yanatengenezwa kwa wakati mmoja, ambayo yanatokana na jambo hili. Na zote katika siku zijazo huahidi fursa nzuri za matumizi anuwai. Kweli, utelezaji wa sumaku hautafanywa na mbinu za kichawi, lakini kwa kutumia mafanikio mahususi ya fizikia, yaani, sehemu inayochunguza nyuga za sumaku na kila kitu kinachohusiana nazo.

Nadharia kidogo tu

Miongoni mwa watu walio mbali na sayansi, kuna maoni kwamba kuruka kwa sumaku ni kuruka kwa sumaku. Kwa kweli, chini ya hiineno hilo linamaanisha kushinda kitu cha mvuto kwa msaada wa shamba la magnetic. Moja ya sifa zake ni shinikizo la sumaku, ambalo ndilo hutumika "kupambana" na mvuto wa dunia.

Ili kuiweka kwa urahisi, wakati mvuto unapovuta kitu chini, shinikizo la sumaku huelekezwa kwa njia ambayo hukisukuma tena juu. Hivi ndivyo sumaku levitates. Ugumu katika kutekeleza nadharia ni kwamba uwanja wa tuli hauna msimamo na hauzingatii katika hatua fulani, kwa hivyo inaweza kuwa na uwezo wa kupinga mvuto kwa ufanisi. Kwa hiyo, vipengele vya msaidizi vinatakiwa ambavyo vitatoa nguvu ya nguvu ya magnetic shamba, ili levitation ya sumaku ni jambo la kawaida. Mbinu mbalimbali hutumiwa kama vidhibiti kwa ajili yake. Mara nyingi zaidi - mkondo wa umeme kupitia superconductors, lakini kuna maendeleo mengine katika eneo hili.

Kielelezo cha kiufundi

Kwa kweli, aina ya usumaku inarejelea neno pana zaidi la kushinda mvuto wa mvuto. Kwa hivyo, usawazishaji wa kiufundi: mapitio ya mbinu (kifupi sana).

Inaonekana tumegundua kidogo kwa teknolojia ya sumaku, lakini pia kuna mbinu ya kielektroniki. Tofauti na ya kwanza, ya pili inaweza kutumika kwa kudanganywa na bidhaa zilizotengenezwa kwa vifaa anuwai (katika kesi ya kwanza, zile zenye sumaku tu), hata dielectrics. Tenganisha pia usaidizi wa kielektroniki na wa umeme.

Uwezo wa chembe kutembea chini ya ushawishi wa mwanga ulitabiriwa na Kepler. LAKINIuwepo wa shinikizo la mwanga ulithibitishwa na Lebedev. Mwendo wa chembe kuelekea chanzo cha mwanga (levitation ya macho) inaitwa photophoresis chanya, na kwa upande mwingine - hasi.

Usawazishaji wa aerodynamic, tofauti na macho, unatumika kwa upana katika teknolojia ya leo. Kwa njia, "mto" ni moja ya aina zake. Mto wa hewa rahisi zaidi hupatikana kwa urahisi sana - mashimo mengi hupigwa kwenye substrate ya carrier na hewa iliyoshinikizwa hupigwa kupitia kwao. Katika hali hii, kiinua hewa husawazisha wingi wa kitu, na huelea angani.

Njia ya mwisho inayojulikana kwa sayansi kwa sasa ni utelezaji kwa kutumia mawimbi ya acoustic.

Mifano ya utelezi wa sumaku ni nini?

Hadithi za kisayansi ziliota kuhusu vifaa vinavyobebeka vyenye ukubwa wa mkoba, ambavyo vinaweza "kumrudisha" mtu kule anakohitaji kwa kasi kubwa. Sayansi kufikia sasa imechukua njia tofauti, ya kivitendo zaidi na inayowezekana - treni iliundwa ambayo inasonga kwa kutumia mteremko wa sumaku.

Historia ya treni kuu

Kwa mara ya kwanza, wazo la utunzi kwa kutumia injini ya mstari liliwasilishwa (na hata kupewa hati miliki) na mhandisi-mvumbuzi Mjerumani Alfred Zane. Na hiyo ilikuwa mnamo 1902. Baada ya hayo, ukuzaji wa kusimamishwa kwa sumakuumeme na gari moshi iliyokuwa nayo ilionekana kwa utaratibu unaowezekana: mnamo 1906, Franklin Scott Smith alipendekeza mfano mwingine, kati ya 1937 na 1941. idadi ya hati miliki juu ya mada hiyo hiyo ilipokelewa na Hermann Kemper, nabaadaye kidogo, Briton Eric Lazethwaite aliunda mfano wa maisha ya kufanya kazi wa injini. Katika miaka ya 60, alishiriki pia katika ukuzaji wa Tracked Hovercraft, ambayo ilipaswa kuwa treni ya haraka zaidi, lakini hakufanya hivyo, kwa sababu mradi huo ulifungwa kwa sababu ya ufadhili wa kutosha mnamo 1973.

Miaka sita tu baadaye, tena nchini Ujerumani, treni ya maglev iliundwa na kupewa leseni ya usafiri wa abiria. Wimbo wa majaribio uliowekwa Hamburg ulikuwa na urefu wa chini ya kilomita moja, lakini wazo lenyewe lilitia moyo jamii kiasi kwamba treni hiyo ilifanya kazi hata baada ya maonyesho kufungwa, ikiwa imeweza kusafirisha watu 50,000 katika miezi mitatu. Kasi yake, kwa viwango vya kisasa, haikuwa kubwa sana - tu 75 km / h.

Sio maonyesho, lakini maglev ya kibiashara (kwa hivyo waliita treni kwa kutumia sumaku), ilisafiri kati ya uwanja wa ndege wa Birmingham na kituo cha reli tangu 1984, na ilidumu kwa miaka 11 katika wadhifa wake. Urefu wa njia ulikuwa mfupi zaidi, mita 600 pekee, na treni ilipanda kwa sentimita 1.5 juu ya njia.

Kijapani

Katika siku zijazo, msisimko kuhusu treni za maglev barani Ulaya ulipungua. Lakini mwisho wa miaka ya 90, nchi ya hali ya juu kama Japan ilipendezwa nao. Njia kadhaa ndefu tayari zimewekwa kwenye eneo lake, ambalo maglevs huruka, kwa kutumia jambo kama vile kuinua sumaku. Nchi hiyo hiyo pia inamiliki rekodi za mwendo kasi zilizowekwa na treni hizi. Ya mwisho ilionyesha kikomo cha kasi cha zaidi ya kilomita 550 kwa saa.

Zaidimatarajio ya matumizi

Kwa upande mmoja, maglevs huvutia kwa sababu ya uwezo wao wa kusonga haraka: kulingana na wanadharia, wanaweza kuharakishwa hadi kilomita 1,000 kwa saa katika siku za usoni. Baada ya yote, hutumiwa na levitation ya magnetic, na upinzani wa hewa tu huwapunguza. Kwa hiyo, kutoa maelezo ya juu ya aerodynamic kwa utungaji hupunguza sana athari zake. Aidha, kutokana na ukweli kwamba hazigusi reli, uvaaji wa treni hizo ni wa polepole mno, ambao ni wa gharama nafuu sana.

Nyingine nzuri ni athari iliyopunguzwa ya kelele: treni za maglev husogea karibu kimya ikilinganishwa na treni za kawaida. Bonasi pia ni matumizi ya umeme ndani yao, ambayo hupunguza athari mbaya kwa asili na anga. Zaidi ya hayo, treni ya maglev ina uwezo wa kupanda miteremko mikali zaidi, hivyo basi kuondosha hitaji la kuweka njia kuzunguka vilima na miteremko.

Maombi ya nishati

Maelekezo yasiyo ya chini ya kuvutia ya kiutendaji yanaweza kuzingatiwa matumizi makubwa ya fani za sumaku katika vipengee muhimu vya mitambo. Ufungaji wao hutatua tatizo kubwa la uchakavu wa nyenzo za chanzo.

Kama unavyojua, fani za kawaida huchakaa haraka - mara kwa mara hupata mizigo ya juu ya kiufundi. Katika baadhi ya maeneo, haja ya kuchukua nafasi ya sehemu hizi haimaanishi tu gharama za ziada, lakini pia hatari kubwa kwa watu wanaohudumia utaratibu. Fani za sumaku zinabaki kufanya kazi mara nyingi zaidi, kwa hivyo matumizi yao yanapendekezwa sanahali yoyote mbaya. Hasa katika nishati ya nyuklia, teknolojia ya upepo, au viwanda vilivyo na halijoto ya chini/juu sana.

Ndege

Katika tatizo la jinsi ya kutekeleza utelezaji wa sumaku, swali linalofaa linatokea: ni lini, hatimaye, ndege yenye uwezo kamili, ambayo mteremko wa sumaku itatumika, itatengenezwa na kuwasilishwa kwa wanadamu wanaoendelea? Baada ya yote, kuna ushahidi usio wa moja kwa moja kwamba "UFOs" kama hizo zilikuwepo. Chukua, kwa mfano, "vimanas" za Kihindi za enzi ya zamani zaidi au "discoplanes" za Hitlerite ambazo tayari ziko karibu nasi kwa suala la wakati, kwa kutumia, kati ya mambo mengine, njia za sumakuumeme za kuandaa kuinua. Takriban michoro na hata picha za mifano ya kazi zimehifadhiwa. Swali linabaki wazi: jinsi ya kuleta mawazo haya yote kwa maisha? Lakini mambo hayaendi zaidi kuliko prototypes zisizofaa sana kwa wavumbuzi wa kisasa. Au labda hii bado ni habari ya siri sana?