Maglev Treninin Çalışma Prensibi

Manyetik Levitasyon treni olarak bilinen Maglev, ilk kez Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’nda keşfedildi. Brookhaven Laboratuvarı’ndan James Powell ve Gordon Danby, manyetik levitasyon treninin ilk patentini 1960’lı yıllarda aldılar.  Powell  bu fikri ilk kez,  trafikte beklediği bir gün, geleneksel  trenden ve arabalardan daha iyi bir ulaşım aracı olması gerektiğinden yola çıkarak buldu. Süper-iletken mıknatıslar kullanarak bir treni havaya kaldırabileceğini düşündü. Süper-iletken mıknatıslar, manyetik alanın gücünü arttırmak kaidesiyle, aşırı derecede düşük sıcaklıklara kadar soğutulan elektro mıknatıslardır.

İlk ticari yüksek hızlı süper iletken Maglev treni 2004 yılında Şanghay’da açıldı.

Maglev’de , süper iletken mıknatıslar treni U şeklindeki rayların üzerinde askıda tutar. Bu mıknatıslarda, tıpkı diğer normal mıknatıslarda olduğu gibi , aynı kutuplar eşleştiğinde birbirini iter.

Maglev treni köşelerinde 4 tane mıknatısın olduğu bir kutu şeklindedir. Bundan belki biraz daha kompleks olabilir ama genel itibarıyla konsepti basittir. Kullanılan mıknatıslar süper iletkendir , bu demek oluyor ki   -267 C° ‘ye kadar soğutulmaları gerekiyor. Bu mıknatıslar sıradan mıknatısların ürettiğinden 10 kat daha güçlü manyetik alanlar üretebilirler. Üretilen manyetik alan, bir treni havada tutacak ve onu itecek kadar güçlüdür.

Bu manyetik alanlar, raylara döşenen basit  metal akım ilmekleri ile etkileşir. İlmekler alüminyum gibi iletken maddeden yapılmıştır ve manyetik alan yakınından geçtiğinde , başka bir manyetik alan oluşturacak akımlar oluşturur.

Raylara üç önemli görev için  belirli aralıklarla  üç çeşit ilmek döşenmiştir : birincisi treni yerden 12.7 cm yukarda tutacak bir manyetik alan oluşturur; ikincisi trenin yatay olarak dengede kalmasını sağlar. Her iki ilmekte manyetik itme sayesinde treni optimal noktada tutar. Yere yaklaştığında yada merkezden uzaklaştığında daha fazla manyetik alan kullanılarak rayda kalması sağlanır.

Üçüncü ilmek , alternatif akımdan oluşan bir itme sistemidir. Burada , hem manyetik çekme hem de manyetik itme kullanılarak trenin ray üzerinde ilerlemesi sağlanır. Köşelerinde 4 tane mıknatısın olduğu bir kutu düşünün, ön köşedeki mıknatıslar kuzey ve arka köşedekiler güney kutbudur. İlmek çalıştığında öndeki mıknatısları çeken arkadakileri de iten bir manyetik alan oluşturur.

Bu uçan mıknatıs sistemi pürüzsüz yolculuklar yapılmasını sağlar. Yolcular ,tren 600 km/saat hiza ulaşabilmesine rağmen , geleneksel trenin maruz kaldığı sürtünmeden daha az kuvvete tabi kalır. Çünkü, tek sürtünme kuvveti havadan kaynaklanır.

Maglev’in diğer önemli bir özelliği herhangi bir sürücüsünün olmamasıdır. Ayrıca, trenlerin hepsi aynı hızda hareket ettiğinden ,birbirleriyle çarpışma riski de yoktur.

Kaynak : DOE