Levitation từ: mô tả, tính năng và ví dụ

2024 Tác giả: Henry Conors | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-12 14:33

Như bạn đã biết, Trái đất, do trật tự thế giới thịnh hành, có một trường hấp dẫn nhất định, và ước mơ của con người luôn là vượt qua nó bằng mọi cách. Từ tính bay bổng là một thuật ngữ tuyệt vời hơn là đề cập đến thực tế hàng ngày.

Ban đầu, nó có nghĩa là giả thuyết có khả năng vượt qua trọng lực theo một cách không xác định và di chuyển người hoặc vật thể trong không khí mà không cần thiết bị phụ trợ. Tuy nhiên, bây giờ khái niệm "bay từ trường" đã khá khoa học.

Một số ý tưởng sáng tạo đang được phát triển cùng một lúc, dựa trên hiện tượng này. Và tất cả chúng trong tương lai đều hứa hẹn những cơ hội lớn cho các ứng dụng đa năng. Đúng, bay từ trường sẽ được thực hiện không phải bằng các phương pháp ma thuật, mà sử dụng những thành tựu rất cụ thể của vật lý, cụ thể là phần nghiên cứu từ trường và mọi thứ liên quan đến chúng.

Chỉ là một chút lý thuyết

Trong số những người khác xa với khoa học, có ý kiến cho rằng từ trường bay là một chuyến bay có hướng dẫn của một nam châm. Trên thực tế, theo điều nàythuật ngữ này ngụ ý việc khắc phục vật thể có trọng lực với sự trợ giúp của từ trường. Một trong những đặc điểm của nó là áp suất từ trường, được sử dụng để "chống lại" lực hấp dẫn của trái đất.

Nói một cách đơn giản, khi trọng lực kéo một vật xuống dưới, áp suất từ trường sẽ hướng theo hướng đẩy vật đó lên trên. Đây là cách nam châm bay lên. Khó khăn khi thực hiện lý thuyết là trường tĩnh không ổn định và không tập trung tại một điểm nhất định, vì vậy nó có thể không có khả năng chống lại lực hút một cách hiệu quả. Do đó, cần có các phần tử phụ trợ để tạo ra sự ổn định động của từ trường, do đó sự chuyển động của nam châm là một hiện tượng thường xuyên. Nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng làm chất ổn định cho nó. Thông thường nhất - dòng điện qua chất siêu dẫn, nhưng có những phát triển khác trong lĩnh vực này.

Kỹ thuật bay

Trên thực tế, sự đa dạng từ tính đề cập đến thuật ngữ rộng hơn để vượt qua lực hấp dẫn. Vì vậy, kỹ thuật bay lên: đánh giá các phương pháp (rất ngắn gọn).

Dường như chúng ta đã tìm ra một chút với công nghệ từ tính, nhưng cũng có một phương pháp điện. Không giống như cái đầu tiên, cái thứ hai có thể được sử dụng để chế tác với các sản phẩm được làm từ các vật liệu khác nhau (trong trường hợp đầu tiên, chỉ những vật liệu được từ hóa), thậm chí cả chất điện môi. Tách biệt cả bay tĩnh điện và điện động lực học.

Khả năng di chuyển của các hạt dưới tác động của ánh sáng đã được Kepler dự đoán. NHƯNGLebedev đã chứng minh sự tồn tại của áp suất ánh sáng. Chuyển động của một hạt theo hướng của nguồn sáng (chuyển động quang học) được gọi là quang điện tích dương và theo hướng ngược lại - âm.

Bay động lực học, khác với quang học, được ứng dụng khá rộng rãi trong các công nghệ ngày nay. Nhân tiện, "cái gối" là một trong những giống của nó. Đệm không khí đơn giản nhất được lấy rất dễ dàng - nhiều lỗ được khoan trên chất nền mang và khí nén được thổi qua chúng. Trong trường hợp này, lực nâng không khí cân bằng khối lượng của vật thể và nó lơ lửng trong không khí.

Phương pháp cuối cùng mà khoa học biết đến lúc này là bay bằng sóng âm.

Ví dụ về bay từ trường là gì?

Khoa học viễn tưởng mơ ước về những thiết bị di động có kích thước bằng một chiếc ba lô, có thể "bay" một người đi theo hướng anh ta cần với tốc độ đáng kể. Khoa học cho đến nay đã đi theo một con đường khác, thực tế và khả thi hơn - một đoàn tàu được tạo ra để di chuyển bằng cách sử dụng lực bay từ trường.

Lịch sử của những chuyến tàu siêu tốc

Lần đầu tiên, ý tưởng về một tác phẩm sử dụng động cơ tuyến tính đã được đệ trình (và thậm chí được cấp bằng sáng chế) bởi kỹ sư kiêm nhà phát minh người Đức Alfred Zane. Và đó là vào năm 1902. Sau đó, sự phát triển của hệ thống treo điện từ và một đoàn tàu được trang bị nó đã xuất hiện với tần suất đều đặn đáng ghen tị: vào năm 1906, Franklin Scott Smith đề xuất một nguyên mẫu khác, từ năm 1937 đến năm 1941. một số bằng sáng chế về cùng chủ đề đã được Hermann Kemper nhận được, vàmột thời gian sau, Briton Eric Lazethwaite đã tạo ra một nguyên mẫu hoạt động với kích thước thực của động cơ. Trong những năm 60, ông cũng tham gia vào việc phát triển Thủy phi cơ theo dõi, được cho là sẽ trở thành chuyến tàu nhanh nhất, nhưng không thực hiện được, vì dự án đã bị đóng cửa do không đủ kinh phí vào năm 1973.

Chỉ sáu năm sau, một lần nữa ở Đức, một đoàn tàu maglev đã được chế tạo và cấp phép để vận chuyển hành khách. Đường thử được đặt ở Hamburg dài chưa đầy một km, nhưng bản thân ý tưởng đã truyền cảm hứng cho xã hội đến mức con tàu vẫn hoạt động ngay cả sau khi triển lãm đóng cửa, vận chuyển 50.000 người trong ba tháng. Tốc độ của nó, theo tiêu chuẩn hiện đại, không quá lớn - chỉ 75 km / h.

Không phải là một cuộc triển lãm, mà là một cuộc triển lãm thương mại (nên họ gọi là đoàn tàu sử dụng nam châm), chạy giữa sân bay Birmingham và nhà ga xe lửa từ năm 1984, và kéo dài 11 năm trong chức vụ của ông. Chiều dài của đường ray thậm chí còn ngắn hơn, chỉ 600 m, và đoàn tàu cao hơn đường ray 1,5 cm.

Nhật

Trong tương lai, sự phấn khích về các chuyến tàu maglev ở Châu Âu sẽ giảm xuống. Nhưng vào cuối những năm 90, một quốc gia công nghệ cao như Nhật Bản đã tích cực quan tâm đến chúng. Một số tuyến đường khá dài đã được đặt trên lãnh thổ của nó, dọc theo đó các maglev bay, sử dụng một hiện tượng như bay từ trường. Nước này cũng sở hữu những kỷ lục về tốc độ do những đoàn tàu này thiết lập. Chiếc cuối cùng cho thấy tốc độ giới hạn hơn 550 km / h.

Hơn nữatriển vọng sử dụng

Một mặt, maglev hấp dẫn vì khả năng di chuyển nhanh: theo các nhà lý thuyết, chúng có thể được tăng tốc lên đến 1.000 km / giờ trong tương lai gần. Rốt cuộc, chúng được cung cấp năng lượng bởi lực bay từ trường, và chỉ có lực cản của không khí mới làm chúng chậm lại. Do đó, việc tạo ra các đường nét khí động học tối đa cho bố cục sẽ làm giảm đáng kể tác động của nó. Ngoài ra, do không chạm vào đường ray nên việc mài mòn của các đoàn tàu như vậy rất chậm, rất tiết kiệm chi phí.

Một điểm cộng nữa là hiệu ứng giảm tiếng ồn: tàu maglev di chuyển gần như im lặng so với tàu thông thường. Phần thưởng cũng là việc sử dụng điện trong đó làm giảm tác hại đến thiên nhiên và bầu không khí. Ngoài ra, tàu maglev có khả năng leo lên những con dốc cao hơn, loại bỏ sự cần thiết phải bố trí đường ray quanh những ngọn đồi và dốc.

Ứng dụng năng lượng

Hướng thực tế không kém phần thú vị có thể được coi là việc sử dụng rộng rãi vòng bi từ tính trong các thành phần quan trọng của cơ chế. Việc lắp đặt của họ giải quyết được vấn đề hao mòn nghiêm trọng của vật liệu nguồn.

Như bạn đã biết, vòng bi cổ điển hao mòn khá nhanh - chúng liên tục chịu tải trọng cơ học cao. Ở một số khu vực, nhu cầu thay thế các bộ phận này không chỉ có nghĩa là tốn thêm chi phí, mà còn là rủi ro cao cho những người phục vụ cơ chế. Vòng bi từ tính vẫn hoạt động lâu hơn nhiều lần, vì vậy việc sử dụng chúng rất được khuyến khích chobất kỳ điều kiện khắc nghiệt nào. Đặc biệt trong điện hạt nhân, công nghệ gió hoặc các ngành có nhiệt độ cực thấp / cao.

Máy bay

Trong vấn đề làm thế nào để triển khai lực bay từ trường, một câu hỏi hợp lý được đặt ra: cuối cùng, khi nào, một chiếc máy bay chính thức, trong đó máy bay bay từ trường sẽ được sử dụng, được sản xuất và trình bày cho nhân loại tiến bộ? Rốt cuộc, có bằng chứng gián tiếp cho thấy những "UFO" như vậy từng tồn tại. Lấy ví dụ, các "vimanas" của Ấn Độ thuộc thời kỳ cổ đại nhất hoặc các "vũ trường" của người Hitlerite đã gần gũi hơn với chúng ta về mặt thời gian, sử dụng, trong số những thứ khác, các phương pháp điện từ để tổ chức lực nâng. Các bản vẽ gần đúng và thậm chí cả ảnh chụp các mô hình đang hoạt động đã được bảo tồn. Câu hỏi vẫn còn bỏ ngỏ: làm thế nào để đưa tất cả những ý tưởng này vào cuộc sống? Nhưng mọi thứ sẽ không tiến xa hơn so với những nguyên mẫu không quá khả thi đối với các nhà phát minh hiện đại. Hoặc có thể đây vẫn là thông tin quá bí mật?