Zázrak jménem Maglev

Maglev není město v Maďarsku, jak by se mohlo mnohým zdát, ale název staronového dopravního prostředku. Ačkoli jeho princip je znám téměř sto let, realizace se dočkal až nyní.

První pravidelná linka by měla začít jezdit v Šanghaji do konce roku 2003.

Počátkem dvacátého století přemýšlel americký fyzik Robert Goddard o působení magnetických sil a při té příležitosti jej napadla zajímavá myšlenka. Spočívala v jednoduchém zjištění: stejné póly magnetů se odpuzují silou pozoruhodné velikosti. Této síly je možné využít. Pokud bychom jednu řadu magnetů umístili do země a druhou do spodní části vozu lehké konstrukce, dostali bychom dopravní prostředek, který by se mohl doslova vznášet. Tak se zrodil pojem magneticky nadnášený (magnetically levitated) dopravní prostředek, zkráceně maglev.

PŘICHÁZEJÍ ELEKTROMAGNETY

Ve vědeckých kruzích se tento nápad uhnízdil na dlouhá desetiletí. Goddard sám popsal vlak pohybující se nad magnetickými kolejemi ve vakuovém ocelovém tunelu, kde by odpadl odpor vzduchu. Dalším přínosem byl patent francouzského vynáleze Emila Bacheleta, jehož maglev byl poháněn elektromagnety napájenými střídavým proudem. Ty jsou mnohem účinnější než magnety. Pozadu nezůstali ani Němci. V roce 1935 se inženýr Hermann Kemper pokusil spojit výhody letadel a vlaků a zkonstruoval nový druh vysokorychlostního dopravního prostředku.

HLADCE A TIŠE

Jaká je hlavní výhoda maglevu? Především tu chybí jakékoli tření. Vlak se nikdy nedostane do kontaktu s kolejí - není tu žádné drncání typické pro železnice. Jedinou brzdicí sílu představuje odpor vzduchu. Maglev se může pohybovat tak rychle, jak je potřeba. Bohužel je tu však ještě jeden faktor, který jízdě vlaků brání, a tím jsou vysoké náklady. Maglev se pohybuje po speciálních kolejích a potřebuje proto i zvláštní stanice u těchto drah. Protože Evropa je protkána sítí obyčejných železnic, zdá se rozumnější investovat do nákupu vysokorychlostních vlaků klasického typu, které se dostanou všude.

ČÍNSKÉ PRVENSTVÍ

Zemí, která se nákladných drah nebojí, je trochu překvapivě Čína. Ve spolupráci s německými společnostmi Siemens a Thyssen-Krupp, které vytvořily konsorcium nazvané Transrapid International, tam vzniká trať o délce třiceti kilometrů. Spojí stanici metra Long Yang Road v centru Šanghaje a letiště Pudong. Maglev se bude pohybovat rychlostí 430 kilometrů v hodině a doba potřebná k překonání vzdálenosti se zkrátí z pětačtyřiceti minut na osm. Vlaky by měly mít tři až šest vozů a odjíždět by mohly každých deset minut. V roce 2005 převezou podle propočtů 10 milionů lidí za rok a toto množství by se mělo do roku 2010 zdvojnásobit. Očekává se, že počet návštěvníků cestujících za zábavou i obchodem stále poroste.

JÍZDA BEZ MOTORU

Maglev je zajímavý tím, že uvnitř stroje nenajdete žádný elektromotor. Ten se nachází na trati v rozvinuté a ploché podobě. Na rozdíl od elektromotoru se tu však nevyskytují pohyblivé prvky (kotva), protože zbylou část motoru tvoří elektromagnety umístěné na vlaku. Dodávkou střídavého proudu vzniká magnetické pole, které "běží" tratí a působí na elektromagnety na spodku vlaku. Tak, jak se mění frekvence střídavého proudu, mění se i rychlost vlaku. Když se směr pole obrátí, vlak zpomalí a nepotřebuje tak vůbec brzdy.

LEVNĚJŠÍ, NEBO DRAŽŠÍ?

Jednou z výhod systému je možnost překonávat vyšší stoupání než běžný vlak. Zatímco ten zvládne maximálně čtyřprocentní stoupání, malgev si poradí i s desetistupňovým. Nevýhodou je skutečnost, že vlak musí být neustále připojen ke zdroji energie. Pokud by došlo k výpadku, stroj by udržely ve vzduchu akumulátory umístěné na jeho palubě. I když se to nezdá, maglev spotřebuje mnohem méně energie než třeba německý elektrický rychlovlak ICE (viz 100+1 ZZ 26/2002). To proto, že pod proudem je vždy jen jedna část tratě, ostatní jsou vypnuté až do chvíle, kdy se vlak přiblíží. Největší spotřebu energie má na svědomí udržení rychlosti přes čtyři sta kilometrů v hodině, protože je třeba překonat značný odpor vzduchu. I tak je však spotřeba o třicet procent nižší.

BEZPEČNOST PŘEDEVŠÍM

Dalo by se čekat, že ve stroji poháněném elektromagnetickým polem bude magnetismus zasahovat i do kabiny. Opak je pravdou a pro cestující proto neplatí žádná omezení. Zkušebních jízd v Emslandu v Německu se účastnili také senioři, z nichž někteří měli i kardiostimulátory, a přesto nezaznamenali žádný problém. Dalším přínosem maglevu je nízká hlučnost. Podle údajů konsorcia Transrapid je hluk vlaku jedoucího rychlostí tři sta kilometrů v hodině ve vzdálenosti dvaceti pěti metrů o polovinu nižší než u elektrických rychlovlaků, jakým je třeba francouzské TGV.

ZBYTEČNĚ RYCHLÝ

Jak již bylo řečeno, stroje pohybující se na magnetickém poli potřebují k provozu vlastní tratě i stanice. V evropských městech by to znamenalo náročné stavební úpravy. Cestující by museli přestupovat, přičemž právě činnosti spojené s nákupem lístku a nástupem do vozu zaberou nejvíce času. Maglev musí stejně jako každý jiný vlak nějakou dobu nabírat rychlost a potom zase brzdit, takže úspora času plynoucí z větší rychlosti může nakonec být celkem bezvýznamná.

JAK DÁL?

Stavba tratí pro elektromagnetické pole je nejméně o polovinu dražší než tradiční železnice. Přesto například Japonsko uvažuje o stavbě vlastní tratě o délce pěti set padesáti pěti kilometrů, spojující Tokio s Ósakou. Na dlouhé vzdálenosti by vlaky mohly převážet náklad i cestující rychleji než letecké linky. Technologie vznášejících se vlaků byla vyvinuta pro delší tratě, ale ani městské použití není pro její tvůrce nezajímavé. Pro hovoří hlavně skutečnost, že městské letištní linky, které se pohybují na vzdálenosti nepřekračující padesát kilometrů, by neměly zatěžovat okolí přílišným hlukem. Tuto podmínku maglev bezpochyby splňuje a jeho výhodou je větší rychlost, než dokážou nabídnout jiné vlaky. A právě z tohoto důvodu si magnetické vznášedlo své místo na slunci zřejmě uhájí.



Vodicí dráha

Transrapid se vznáší nad vodicí dráhou, která může mít jednoduchý nebo dvojitý průřez. Je zhotovena z betonových nosníků o hmotnosti 175 tun a délce 24 metrů, které jsou umístěny na sloupech, aby byl vyloučen kontakt se zemí.

Vodicí magnety

Vodicí magnety působí svou silou tak, aby vůz nenarazil do vodicí dráhy.

Lokační senzory

Když se vlak pohybuje, palubní počítač sleduje jeho polohu podle zachycených značek umístěných na dráze. Výměna informací s centrálním řídicím střediskem probíhá pomocí rádiových vln.

Rozvinutá cívka

Cívka s dlouhým statorem - pohon maglevu obstarává lineární motor, který není ničím jiným než běžným elektromotorem rozloženým do délky podél vodicí dráhy.

Podvozek

Podvozek vlaku obepíná vodicí dráhu tak, že spodek vlaku se vznáší 150 milimetrů nad dráhou, aby překonal drobnější překážky, např. sníh.

Záložní baterie

Baterie na palubě je dobíjena z generátorů vestavěných do nosných magnetů. Jejich úkolem je zabezpečit, že při výpadku proudu vlak nedosedne na vodicí dráhu.

Nadnášení

Směr jízdy

Maglev je poháněn magnetickým proudem, který prochází vodicí dráhou. Změní-li se jeho směr, vlak začne zpomalovat.

Elektřina udržuje vlak v jízdě. To však neznamená, že by celá vodicí dráha musela být pod proudem. Připojeny jsou jen ty části, po nichž se vlak pohybuje.

FOCUS, Londýn, Otištěno v časopise 100+1 Zahraničních Zajímavostí, web - http://stoplusjedna.newtonit.cz/stare/200301/so01a00e.asp

Zpět