Войти
Inductrack - это пассивный, отказоустойчивый электродинамический магнитный система левитации, использующая только обесточенные петли провода в рельсе и постоянные магниты (организованные в массивы Хальбаха ) на транспортном средстве для достижения магнитной левитации. Путь может быть в одной из двух конфигураций: «лестничный путь» и «ламинированный путь». Лестничный путь изготовлен из беспотенциальных кабелей Litz wire, а многослойный путь - из сложенных друг на друга медных или алюминиевых листов.
Существует три варианта исполнения: Inductrack I, который оптимизирован для работы на высоких скоростях, Inductrack II, который более эффективен на более низких скоростях, и Inductrack III, который предназначен для тяжелых нагрузок на низкой скорости.
Inductrack (или Inductrak) был изобретен группой ученых из Ливерморской национальной лаборатории в Калифорнии, возглавляемой физиком Ричардом Ф. Постом, для использования в поездах на магнитной подвеске, основанных на технологии левитации маховиков. При постоянной скорости мощность требуется только для того, чтобы толкать поезд вперед, преодолевая сопротивление воздуха и электромагнитного сопротивления. Выше минимальной скорости, когда скорость поезда увеличивается, левитационный зазор, подъемная сила и мощность в основном остаются постоянными. Система может поднимать вес в 50 раз больше магнита.
Название индуктивности происходит от слов индуктивность или индуктивность ; электрическое устройство из проволочных петель. Когда магнитная матрица Хальбаха проходит по виткам проволоки, синусоидальные изменения поля индуцируют напряжение в катушках дорожки. На низких скоростях контуры представляют собой в основном резистивный импеданс, и, следовательно, индуцированные токи максимальны там, где поле изменяется наиболее быстро, то есть вокруг наименее напряженных частей поля, поэтому создается небольшая подъемная сила.
Однако на скорости импеданс катушек увеличивается пропорционально скорости и доминирует над составным импедансом узлов катушек. Это задерживает фазу пика тока, так что индуцированный ток в дорожке стремится более точно совпадать с пиками поля матрицы магнитов. Таким образом, дорожка создает собственное магнитное поле, которое выравнивается и отталкивает постоянные магниты, создавая эффект левитации. Трек хорошо смоделирован как массив последовательных цепей RL.
. Когда используются постоянные магниты из неодима-железа-бора, левитация достигается на низких скоростях. Тестовая модель левитировала на скорости выше 22 миль в час (35 км / ч), но Ричард Пост считает, что на реальных треках левитация может быть достигнута «всего лишь на скорости от 1 до 2 миль в час (от 1,6 до 3,2 км / ч)». Ниже переходной скорости магнитное сопротивление увеличивается со скоростью транспортного средства; выше скорости перехода магнитное сопротивление уменьшается со скоростью. Например, при скорости 500 км / ч (310 миль / ч) отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению составляет 200: 1, что намного выше, чем у любого самолета, но намного ниже, чем у классического стального рельса, которое достигает 1000: 1 (сопротивление качению ). Это происходит потому, что индуктивный импеданс увеличивается пропорционально скорости, что компенсирует более высокую скорость изменения поля, видимого катушками, таким образом обеспечивая постоянный ток и потребляемую мощность для левитации.
В варианте Inductrack II используются две решетки Хальбаха, одна над и одна под дорожкой, для удвоения магнитного поля без существенного увеличения веса или площади массивов, а также для уменьшения сопротивления на низких скоростях.
Несколько предложений по железной дороге на магнитной подвеске основаны на технологии Inductrack. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) также рассматривает возможность использования технологии Inductrack для запуска космических самолетов.
General Atomics разрабатывает технологию Inductrack в сотрудничестве с несколькими партнерами по исследованиям.
В зависимости от применения предпочтение отдается подъемной силе на низкой или более высокой скорости. Три варианта Inductrack предназначены для разных целей. Inductrack I был разработан для высокоскоростных поездов. Отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению снижается при увеличении скорости. Inductrack II имеет больше возможностей левитации на относительно небольшой скорости для использования в индивидуальном (PRT ) или городском транспорте и использует консольные гусеницы. InducTrack III разработан для высоких нагрузок и грузов с гусеницей, только частично консольной, чтобы выдерживать высокие нагрузки.
Активного демпфирования нет, и демпфирование обеспечивается только геометрией дорожки. Испытания показали, что возникают низкочастотные колебания (1 Гц), и был выдан патент США на механическое демпфирование самой дорожки (на Inductrack II) (7478598). Гусеница разрезается на сегменты, и каждый сегмент механически амортизируется.
Hyperloop Transportation Technologies объявили в марте 2016 года, что они будут использовать пассивные системы Inductrack для своих титульных Hyperloop.
