قطار مغناطیسی چیست؟ سفینه های پرسرعت معلق را بیشتر بشناسید

قطار، وسیله حمل و نقلی ایمن و دوست داشتنی است که اکنون در کشورهای اروپایی و حوزه جنوب شرق آسیا از طرفداران زیادی برخوردار است و به عنوان یکی از مهمترین وسایل حمل و نقل این مناطق شناخته می شود. سرعت پیشرفت تکنولوژی های حمل و نقل قطاری در این کشورها به حدی سریع است که سرعت آن را می توان از سریع ترین قطارهای تندروی آن ها نیز بیشتر دانست. جدیدترین تکنولوژی مورد استفاده در قطارهای سریع السیر که مدت زیادی از زمان معرفی آن نمی گذرد تکنولوژی قطارهای مغناطیسی است. با استفاده از این تکنولوژی سرعت قطارها تا حد بسیار زیادی افزایش پیدا کرده و قطعا استفاده از آن را می توان گامی موثر در زمینه پیشرفت حمل و نقل قطاری دانست. در این مقاله از سامتیک همه چیز را درباره قطار مغناطیسی توضیح می دهیم.

تاریخچه قطارهای مغناطیسی

شاید تا ۱۰۰ سال پیش هیچکس فکر آن را هم نمی کرد که قطارهای سریع السیر امروزی تا این حد پیشرفته باشند و به چنین سرعت هایی دست پیدا کنند. پیش تر در مقاله سریع ترین قطارهای جهان در مورد قطارهای تندروی رکورددار صحبت کرده بودیم. به تازگی نیز یک قطار ژاپنی موفق شده است سرعت ۶۰۳ کیلومتر را ثبت کند. همه این قطارها از تکنولوژی ریل های مغناطیسی شناور استفاده می کنند.

اما چه چیزی باعث شد که پیشرفت هایی چنین شگرف در این صنعت رخ دهد؟ پاسخ این سوال دو کلمه است. صرفه اقتصادی.

قطارهای مغناطیسی، وسیله ای با صرفه اقتصادی

البته توجیه اقتصادی تنها دلیل پیدایش و استفاده از این تکنولوژی نیست، اما مهمترین دلیل آن محسوب می شود. قطارهای سریع السیر با قابلیت جا به جایی تعداد زیادی مسافر در کمترین زمان ممکن، از نظر اقتصادی وسیله حمل و نقل بسیار مناسبی به حساب می آیند. علاوه بر این بیشتر قطارهای مغناطیسی سریع السیر از سوخت های فسیلی استفاده نمی کنند و از نظر مصرف سوخت وسیله ای بهینه به حساب می آیند.

ویژگی های قطارهای مغناطیسی

با اینکه از نظر سرعت نمی توان قطارهای مغناطیسی را با هواپیما مقایسه کرد، اما به دلیل محل قرارگیری ایستگاه های این قطارها، از نظر سرعت در سفر همچنان این قطارها گزینه های خوبی در کنار هواپیما به حساب می آیند. برای مسافرت از طریق هواپیما باید زمانی را صرف ورود و بررسی بار و موارد مشابه تجربه کنید، اما در سفر با قطار چنین مواردی را تجربه نخواهید کرد. از طرفی ایستگاه های قطار در داخل شهر قرار دارند و برخلاف فرودگاه ها که در اطراف و خارج شهرها قرار دارند نیازی نیست مسافت طولانی را صرف استفاده از قطار کنید.

طرز کار قطارهای مغناطیسی

در حال حاضر در نحوه کار قطارهای مغناطیسی از دو تکنولوژی استفاده می شود. مورد اول تعلیق الکترومغناطیسی (EMS) و نوع دوم آن تعلیق الکترودینامیک (EDS) است.

در سیستم تعلیق الکترومغناطیس از آهنرباهای الکتریکی در بدنه قطار استفاده می شود. سامانه های کنترل الکترونیکی نیز وظیفه حفظ فاصله بین قطار و ریل را برعهده دارند. در استفاده از این تکنولوژی نیازی به استفاده از چرخ وجود ندارد. استفاده از این تکنولوژی در قطارها توسط آلمانی ها ابداع شده است.

اما در سیستم های تعلیق الکترودینامیک از آهن رباهای دائمی بسیار قوی در ریل ها استفاده می شود. میدان مغناطیسی که بر اثر استفاده از این آهن رباها به وجود می آید باعث ایجاد نیروی دافعه می شود. وزن قطار به همراه مسافرین و در نظر گرفتن یک میدان مغناطیسی قدرتمند برای معلق نگه داشتن چنین وزنی یکی از مهمترین مسائل در استفاده از قطار های مغناطیسی است.

قطارهایی که از این تکنولوژی بهره می برند در سرعت های کم نیاز به استفاده از چرخ دارند، اما در مجموع با توجه به تمام ضعف ها و ویژگی ها، این تکنولوژی نسبت به تکنولوژی تعلیق الکترومغناطیسی منطقی تر به نظر می رسد. تکنولوژی تعلیق الکترودینامیک ساخت کشور ژاپن است.

قطارهای مغناطیسی در ایران

متاسفانه هنوز هیچ خبری در مورد ورود تکنولوژی یا ورود مستقیم قطارهای مغناطیسی به ایران وجود ندارد و حتی زیر ساخت مناسب نیز برای استفاده از این تکنولوژی فراهم نشده است. البته شاید بتوانیم توسعه قطارهای سریع السیر را قدمی مثبت در جهت حرکت به سمت استفاده از تکنولوژی های جدید بدانیم، اما آنطور که مشخص است فاصله زیادی تا راه اندازی چنین تکنولوژی در کشور وجود دارد.

مقایسه قطارهای معمولی با قطارهای مغناطیسی

در قطارهای مغناطیسی بر خلاف آنچه در قطارهای معمولی و سنتی رواج دارد هیچ اصطکاکی میان قطار و سطح ریل وجود ندارد. در واقع با استفاده از تکنولوژی قطار مغناطیسی قطار با فاصله ای کم از ریل بر روی هوا معلق است و حرکت می کند. بنابراین سطح برخورد و اصطکاک این قطارها فقط با هواست. با توجه به این موارد از طرفی سرعت آن ها بسیار زیاد خواهد بود و از طرفی مصرف سوخت آن ها نیز به شکل عجیبی کاهش می یابد.

طبق آزمایشات صورت گرفته این قطارها موفق شده اند تا سرعت ۶۵۰ کیلومتر بر ساعت نیز پیشروی کنند. پیش بینی ها می گویند که حداکثر سرعت این قطارها به ۱۰۰۰ کیلومتر در ساعت نیز خواهد رسید.

یکی دیگر از مزایای قطارهای مغناطیسی هزینه نگهداری و تعمیر بسیار کم این قطارهاست. اگر این مسئله را در کنار موضوعاتی همچون سرعت مناسب و مصرف بهینه سوخت قرار دهیم متوجه می شویم که قطار مغناطیسی به واقع گزینه جایگزین خوبی برای قطارهای کنونی است.

تا به حال در مورد مزایای استفاده از قطارهای مغناطیسی گفتیم. بد نیست کمی هم در مورد معایب استفاده از این قطارها توضیح دهیم.

یکی از ویژگی های منفی قطارهای مغناطیسی صدایی است که از آن تولید می شود. با وجود اینکه این قطار ها اصطکاک به خصوصی ندارند گزینه ای پرسر و صداتر نسبت به قطارهایی هستند که بر روی ریل حرکت می کنند. با وجود اینکه در قطارهای ریلی اصطکاکی بین دو فولاد بر قرار می شود این مسئله نکته ای جالب و تعجب برانگیز است.

با اینکه هزینه ایجاد زیرساخت و قطارهای مغناطیسی تفاوت چندانی با قطارهای معمولی ندارد اما هزینه های توسعه آن خرج های سنگینی به بار خواهد آورد. البته این هزینه ها با توجه به صرفه اقتصادی که فراهم می آورد توجیه اقتصادی دارد.

همچنین در استفاده از سیستم های تعلیق الکترومغناطیسی مشکلات اندکی وجود دارد. میدان مغناطیسی قدرتمندی که ایجاد می شود ممکن است منجر به ایجاد مشکلاتی همچون آسیب رسیدن به کارتهای اعتباری مغناطیسی و یا هارددیسک ها شود. همچنین افرادی که از دستگاه های مصنوعی ضربان ساز استفاده می کنند نیز در استفاده از این قطارها با مشکلاتی رو به رو خواهند شد.