Магнітна левітація: дивовижне перед очима

Левітація, тобто безконтактне подолання сили тяжіння, є одним з активно розроблюваних напрямків досліджень сучасних вчених. Використання даного феномена відкриває широкі перспективи для розвитку технологій і створення більш досконалих технічних засобів. Найбільшого прогресу на сьогоднішній день дослідникам і інженерам дозволяє домогтися магнітна левітація. Саме на ній засновані такі сучасні технологічні нововведення, як поїзди на магнітній «подушці» або спеціальні вітрогенератори.

Магнітна левітація - НЕ левітація магніту

Найчастіше можна зіткнутися з поширеним помилкою, що магнітна левітаціяЛевітація: наука і містика це вільний політ магніту. Насправді мається на увазі левітація в магнітному полі, тобто подолання гравітаційних сил, спрямованих на матеріальний предмет, за допомогою впливу на нього магнітного поля. Магнітне поле є така характеристика, як магнітне тиск, який може бути використано для нейтралізації сили гравітації. Іншими словами, якщо сила тяжіння «тисне» на тіло зверху вниз, то магнітне тиск можна направити таким чином, що воно буде «тиснути» на об`єкт від низу до верху.

Складність практичного здійснення магнітної левітації полягає в тому, що саме по собі статична магнітне поле не в змозі протистояти силі тяжіння.

Для цього магнітне тиск занадто хитке і нестабільно, воно не може бути сфокусованим в одній точці простору. Однак за допомогою впровадження додаткових елементів цю проблему можна вирішити, тобто стабілізувати магнітне поле і з його допомогою зафіксувати предмет в гравітаційному полі. Це означає, що за допомогою магнітного поля, що володіє динамічної стійкістю, можна фактично створити область невагомості. Динамічна стійкість магнітного поля досягається різними способами. Найбільш поширене використання в систему електричного струму за допомогою надпровідних матеріалів (мають нульове електричний опір при певній температурі). Також використовуються електромагнітні установки, регульовані електронною системою стабілізації.

Залізниці на левітації

Відео: магнітної левітації магнітному підвісі Magnetic Bearing Magnetic Levitation маховик ІГОР БІЛЕЦЬКИЙ

Насправді давня мета вчених-ентузіастів і всіляких футурологів - використання левітації для переміщення людини - вже досягнута. Правда, більшість проектів розробляють ідею портативного левітаційного пристрої, гранично компактного (розміром і вагою з звичайний рюкзак, наприклад), яким може скористатися людина для контрольованого, але при цьому вільного польоту. Але реалізована ідея магнітної левітації куди практичніше - це високошвидкісні поїзди на магнітній подушці.

Такі поїзди, які часто іменуються маглева (від словосполучення «магнітна левітація»), вже є складовою частиною транспортної інфраструктури Японії. Правда, і в цій країні поїзда на магнітній подушці займають незначну частину в загальному обсязі транспортних засобів. Причина проста і банальна - створення транспортної мережі для маглева вимагає досить значних фінансових вливань. На жаль, існуючі залізниці не можуть бути використані для поїздів майбутнього покоління.

Рух здійснюється за допомогою лінійного двигуна, який може розташовуватися як на всьому протязі дороги, так і в самому поїзді. Та обставина, що такі поїзди практично здійснюють левітаційного політ, тобто не стикаються з поверхнею землі, допомагають їм уникнути втрат швидкості на терті. Єдиним гальмуючим фактором для такого поїзда є аеродинамічний опір зустрічного повітря. На випробуваннях маглева показували швидкість приблизно в 1000 кілометрів на годину, а в ході експлуатаційних рейсів з пасажирами на борту, досягали швидкості в майже 600 кілометрів на годину. Більш того: розробляється ідея будівництва спеціальних тунелів, в яких буде досягнуто стан майже вакууму. За рахунок цього знизяться і втрати швидкості від аеродинамічного опору і потяги зможуть пересуватися ще швидше. Але на даний момент створення широкої транспортної мережі для маглева проблематично: доведеться створювати магістралі, фактично дублюють існуючу дорожню мережу для традиційних видів транспорту.

Відео: Магнітна левітація графіту над магнітами

Левітація допоможе отримувати енергію

Іншим дуже перспективним напрямком практичного використання магнітної левітації є магнітні підшипники, використовувані в якості ключових деталей різних пристроїв і механізмів. Очевидною перевагою підшипників на магнітної левітації є зняття проблеми зносу матеріалу. Традиційні підшипники досить швидко приходять в непридатність, так як на них припадає основна механічне навантаження. Найчастіше це означає не тільки додаткові витрати, але і підвищений ризик безпеки для життя і здоров`я людей. У магнітних підшипниках знос деталей багаторазово менше, так як і механічного контакту між ними немає. Це відкриває простір для використання таких підшипників в екстремальних умовах, де утруднені ремонтні роботи (наприклад, в атомній енергетиці або в умовах особливо високих або низьких температур).

Разом з тим вже знаходять широке застосування такі пристрої, як вертикальні вітрогенератори на магнітної левітації. Саме використання в них магнітних підшипників робить їх особливо привабливим способом отримання електроенергії з енергії вітру. Фактично ротор вітрогенератора висить в повітрі, спираючись на підшипники, які летять за допомогою магнітної левітації. Для звичайних вітрогенераторів надійні опори були великою проблемою: крім значної ваги всього пристрою додатковим навантаженням було активний вплив вітру, який розхитував весь генератор.

Отримати власний приклад впливу магнітного поля на гравітацію допоможе діамагнітная левітація. Існують речовини-Діамагнетик, тобто отримують магнітний заряд проти напрямку зовнішнього магнітного поля. При використанні таких речовин разом з потужними магнітами левитировать буде саме магніт. До числа речовин-діамагнетіков відносяться золото, срібло, мідь, фосфор, цинк, водень, азот та інші.

Відео: Магнітна левітація

Увага, тільки СЬОГОДНІ!