비행기를 타지 않고 7 시간 이내에 뉴욕에서 로스 앤젤레스까지 여행 할 수 있다면 어떨까요? 자기 부상 열차에서 가능할 수 있습니다.
Maglev (자기 부상의 줄임말)는 기차의 뿌리를 Brookhaven National Laboratory에서 개척 한 기술로 추적 할 수 있습니다. Brookhaven의 James Powell과 Gordon Danby는 1960 년대 후반에 자기 부상 열차 설계에 대한 최초의 특허를 받았습니다. 파월은 교통 체증에 처했을 때 자동차 나 전통적인 기차보다 육지를 여행하는 더 좋은 방법이있을 것이라고 생각하면서 아이디어가 떠 올랐습니다. 그는 초전도 자석을 사용하여 열차를 부양시키는 아이디어를 꿈꿨습니다. 초전도 자석은 사용 중에 극한의 온도로 냉각되는 전자석으로 자기장의 힘을 크게 증가시킵니다.
최초 상용 고속 초전도 자기 부상 열차는 2004 년 상하이에서 개통되었으며, 나머지는 일본과 한국에서 운행 중입니다. 미국에서는 볼티모어와 워싱턴 D.C.와 같은 도시를 연결하기 위해 여러 경로를 탐색하고 있습니다.
Maglev에서는 초전도 자석이 U 자형 콘크리트 가이드 웨이 위에 열차를 매달아 놓았습니다. 일반 자석과 마찬가지로 이러한 자석은 일치하는 극이 서로 마주 할 때 서로 밀어냅니다.
“자기 부상 열차는 네 모서리에 자석이 있습니다.”Maglev 발명가의 아들 인 Jesse Powell은 말합니다. 현재 그의 아버지와 함께 일하고 있습니다. 그것은 그것보다 조금 더 복잡하지만 개념은 간단합니다. 사용 된 자석은 초전도성입니다. 영하 450도 미만으로 냉각되면 일반 전자석보다 최대 10 배 더 강한 자기장을 생성하여 기차를 정지하고 추진할 수 있습니다.
이러한 자기장은 설정된 간단한 금속 루프와 상호 작용합니다. Maglev 가이드 웨이의 콘크리트 벽. 루프는 알루미늄과 같은 전도성 재료로 만들어져 자기장이 지나갈 때 전류를 생성하여 다른 자기장을 생성합니다.
3 가지 유형의 루프가 특정 간격으로 가이드 웨이에 설정되어 세 가지 중요한 작업을 수행합니다. 기차가 가이드 웨이에서 약 5 인치 위로 호버링하도록하는 필드를 연결합니다. 1 초는 열차를 수평으로 안정적으로 유지합니다. 두 루프 모두 자기 반발을 사용하여 열차를 최적의 위치에 유지합니다. 가이드 웨이의 중앙에서 멀어 지거나 바닥에 가까울수록 자기 저항이 더 많이 트랙으로 밀려납니다.
세 번째 루프 세트는 교류 전력으로 구동되는 추진 시스템입니다. 여기에서는 자기 인력과 반발력을 모두 사용하여 안내로를 따라 열차를 이동합니다. 각 모서리에 하나씩 네 개의 자석이있는 상자를 상상해보십시오. 앞쪽 모서리에는 북극이 바깥 쪽을 향한 자석이 있고 뒤쪽 모서리에는 남극이 바깥 쪽을 향한 자석이 있습니다. 추진 루프에 전기를 공급하면 열차를 앞쪽에서 앞쪽으로 당기고 뒤쪽에서 앞쪽으로 밀어내는 자기장이 생성됩니다.
이 부동 자석 디자인은 부드러운 여행을 만듭니다. 기차는 시속 375 마일까지 이동할 수 있지만 마찰의 유일한 원인은 공기이기 때문에 라이더는 기존 강철 휠 트레인보다 난기류를 덜 경험합니다.
또 다른 큰 이점은 안전입니다. 자기 부상 열차는 전동식 가이드 웨이에 의해 “구동”됩니다. 같은 경로를 운행하는 두 개의 기차는 모두 같은 속도로 움직일 수 있도록 동력이 공급되기 때문에 따라 잡거나 충돌 할 수 없습니다. 마찬가지로 코너링으로 인해 발생하는 전통적인 열차 탈선도 자기 부상 열차로는 너무 빨리 일어날 수 없습니다. 자기 부상 열차가 가이드 웨이 벽 사이의 정상적인 위치에서 멀어 질수록 제자리로 밀어 넣는 자기력이 더 강해집니다.
이 핵심 기능은 가장 흥미로운 점입니다. Jesse Powell에게 “Maglev를 사용하면 운전자가 없습니다. 차량은 네트워크가 전송하는 곳으로 이동해야합니다. 이것이 기본적인 물리학입니다. 이제 매우 효율적으로 라우팅하기위한 컴퓨터 알고리즘이 있으므로 전체 네트워크의 일정을 즉시 변경할 수 있습니다. 이것은 미래에 훨씬 더 유연한 운송 시스템으로 이어집니다.”라고 그는 말했다.
이 흥미 진진한 기술이 현재 미국에 배포되지는 않았지만 Powell과 그의 팀이 성공한다면 언젠가는 다음 목적지로 떠날 수 있습니다.
Editor s 참고 :이 게시물은 에너지 부 (Department of Energy)의 17 개 국립 연구소 중 하나 인 Brookhaven 국립 연구소의 과학 저술가가 작성했습니다.