Вагон на надпровідній магнітній підвісці на випробувальному треку.
Дослідники з Південно-Західного університету Цзяотун в китайському місті Ченду провели випробування прототипу високошвидкісного поїзда на магнітній підвісці, що використовує високотемпáну надпровідність з охолодженням до надпровідного стану за допомогою рідкого азоту. На випробувальній колії довжиною 165 метрів вдалося розвинути швидкість вагона до 620 км/год.
13 січня 2021 року в м. Ченду (провінція Сичуань на південному заході Китаю) пройшли випробування складу на магнітній підвісці - спільної розробки Південно-Західного університету Цзяотун і залізничних компаній Китаю. Університет Цзяотун («університет транспорту і комунікацій») в Ченду з 1980-х років - ключовий науковий центр з розробки поїздів, що використовують принцип утримання в повітрі під дією магнітного поля. Запропонований прототип використовує для переміщення магнітну левітацію вагона над полотном дороги з матеріалів, що переходять у надпровідний стан при охолодженні рідким азотом. Ряд технологічних рішень дозволив також зменшити вагу вагона за рахунок використання вуглепластику і збільшити його стійкість при управлінні. Випробування проводилися на треку довжиною всього 165 метрів, але при цьому вдалося досягти рекордної швидкості 620 км/год. Таким чином, прототип у майбутньому може стати першим високошвидкісним магнітопланом, що використовує високотемпеолог ні надпровідники. Експериментальний вагон лінії на магнітній підвісці, Раменське, 1979 р.
Використання сперхпровідних матеріалів - тільки одна з декількох технологій для поїздів на магнітній підвісці (їх називають магнітоплан або маглев - від словосполучення магнітна левітація). Таку лінію можна реалізувати також на електромагнітах і навіть за допомогою системи звичайних постійних магнітів, і відповідні конкурентні розробки ведуться давно.
У Китаї знаходиться поки єдина в світі комерційна надшвидкісна лінія магнітних поїздів - Шанхайський маглев (Shanghai Transrapid) зі швидкістю потягів до 430 км/год на 30-кілометровій лінії від міжнародного аеропорту до станції міського метро, проте вона працює на електромагнітній підвісці, без використання надпровідників. Значно більше складів на магнітній подушці використовується на звичайних (низько- і середньошвидкісних) лініях і для «міського маглева». Такі поїзди експлуатувалися ще з 1980-х років. Розробки поїздів на магнітній підвісці велися з кінця 1970-х років і у нас, в СРСР.
Надпровідні матеріали дозволяють істотно зменшити втрати енергії в обмотках електромагнітів. Концепція маглева на надпровідниках використовує відомий з 1930-х років ефект Мейснера - «витіснення» ліній магнітного поля з обсягу надпровідника. При цьому звичайний магніт може левітувати над матеріалом у надпровідному стані. Для демонстрації ефекту матеріал «підкладки» охолоджують за допомогою рідкого гелію або азоту. Температури надпровідності, яких досягають охолодженням рідким гелієм - це _ 269 ° C, і це занадто дорога технологія. В даний час експерименти з розробки маглева з гелієвим охолодженням надпровідників проходять в Японії для майбутньої лінії Тюо-синкансен між Токіо і Осакою (її першу ділянку планується ввести в експлуатацію в 2027 році). Китайські інженери стверджують, що у своєму прототипі маглева їм вдалося використовувати матеріали, що переходять у надпровідний стан при охолодженні рідким азотом, тобто при температурах близько − 196 ° C. У порівнянні з гелієвим охолодженням це вважається високотемпáною надпровідністю, і витрати для її досягнення при цьому на порядки менше. Такі температури досягаються на віддалених тілах Сонячної системи, наприклад, на супутнику Сатурна Титане, навіть дозволяючи реалізувати на ньому повний гідрологічний цикл з рідкого метану і азоту, аналогічний водному кругообігу на Землі.
https://22century.ru/wp-content/uploads/2021/01/meissner-effect-maglev-train.mp4
Ефект Мейснера в надпровіднику і переміщення складу на магнітній підвісці - з репортажу китайського телебачення.
Технічних подробиць крім відомостей у прес-релізах китайської преси з приводу випробувань прототипу магнітного поїзда не наводиться (більше того, немає навіть відео власне ходових випробувань, що дещо дивно, зате замість цього на китайських ресурсах для внутрішнього вживання є безліч відео і фотографій урочистої церемонії відкриття випробувань). Крім загальної інформації про принцип роботи і вартості проекту, інженери підкреслюють ще одну вигідну особливість китайського «надшвидкісного маглева на надпровідниках»: вагон-прототип з Ченду може левітувати прямо зі старту. Його японському конкуренту для використання надпровідної магнітної підвіски необхідний розгін вище мінімальної швидкості 150 км/год, і для розгону і гальмування японський маглев тому використовує звичайні колеса, які в «фазі левітації» потім відриваються від землі. Як китайські інженери змогли подолати цю проблему і наскільки рішення робоче, особливо при масштабуванні зі 160-метрового випробувального треку на реальні відстані - ми не знаємо. Очікується (згідно з інтерв'ю, процитованим в «офіційних» релізах), що розробка може вийти на комерційний рівень протягом наступних шести років.
Репортаж South China Morning Post про випробування понадшвидкісного магнітного складу на високотемпáних провідниках в Ченду.
