Левитирующий 12-тонный локомотив и технологии высокотемпературной сверхпроводимости
Начались испытания первого в мире инженерного прототипа высокотемпературной сверхпроводящей подвески для поезда на магнитной подушке. 13 января в китайском городе Чэнду была запущена 165-метровая линия для испытаний нового поезда. На месте испытания репортерам дали попробовать одним пальцем сдвинуть левитирующий 12-тонный локомотив.
Технологии высокотемпературной сверхпроводимости (HTS) использованы при разработке подвески для нового легкого углеродоволоконного локомотива на магнитной подушке. Агрегат имеет низкое сопротивление и сверхпроводящие линии большой грузоподъемности, которые способны эффективно работать при высоких температурах. Расчетная скорость транспортного средства может достигать 620 км/ч.
Поезда на магнитной подвеске (HTS maglev train), приводятся в движение мощными магнитами и избегают трения колес о рельсы и проблем, с которыми сталкиваются высокоскоростные поезда, при прохождении узких участков пути.
Стоимость системы HTS, по оценкам экспертов, немного выше, чем высокоскоростная железная дорога, но ожидается, что она снизится, если будет достигнуто массовое производство основных компонентов. До последнего в технологии «HTS maglev train» видели лишь лабораторную игрушку, масштабно невозможную в реальности.
К концу 2020 года в Китае насчитывалось 37900 км высокоскоростных железнодорожных линий, которые являются самыми протяженными в мире, по данным китайского железнодорожного оператора.
Проект HTS был разработан совместно Юго-западным университетом Цзяотун, China Railway Group Limited и CRRC Corporation Limited с вложением 60 миллионов юаней (9,3 миллиона долларов США).
По мнению экспертов, по сравнению с другими технологиями на магнитной подвеске, технология HTS больше подходит для футуристической концепции сверхбыстрой транспортировки в вакуумных трубах, где поезда могут развивать скорость более 1000 км/ч.
К концу 2020 года в Китае насчитывалось 37900 км высокоскоростных железнодорожных линий, которые являются самыми протяженными в мире, по данным китайского железнодорожного оператора.
Удивительные свойства сверхпроводимости
Сверхпроводимостью называется обращение в ноль электрического сопротивления при достижении проводником некоторой (критической) температуры. Низкотемпературная сверхпроводимость связана с прекращением теплового движения атомов вещества и образованием куперовских квазичастиц (связанных пар электронов).
Высокотемпературные сверхпроводники (HTS) – решение проблемы повышения эффективности электрической тяги, ониделают возможным использование двигателей большой мощности и малой массы. ВТСП материалы теряют свое электрическое сопротивление ниже температуры сверхпроводящего перехода. Для обычных сверхпроводников эти температуры перехода настолько низки, что их необходимо в основном охлаждать с использованием жидкого гелия (-269 °C). HTS, с другой стороны, работают при сравнительно высоких температурах и могут охлаждаться с использованием жидкого азота (-196 ° C), дешевого и распространенного хладагента. Несколько производителей уже разработали методы производства ВТСП-проволоки, цена которой даже приближается к цене меди.
В отличие от низкотемпературных сверхпроводников, высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) не так легко поддаются изготовлению из проводов. HTS, например, YBa2Cu3O7-x (YBCO), являются хрупкой керамикой и из-за их большой кристаллографической анизотропии требуют высокого уровня выравнивания зерен. Проще говоря, эти материалы переносят большие токи только тогда, когда они существуют в виде почти идеального кристалла. Поэтому существует проблема как сделать провода из такого материала. Производители нашли способ. За последнее десятилетие несколько компаний по всему миру производили высокотемпературный сверхпроводящий провод. Стратегия заключается в нанесении тонкой пленки YBCO на гибкую металлическую ленту. YBCO получают превосходную двуосную текстуру или выравнивание кристаллических зерен либо путем нанесения текстурирующего буферного слоя между лентой и ВТСП, либо путем термомеханической обработки металлической ленты перед нанесением покрытия YBCO.
Эти так называемые покрытые проводники могут переносить тысячи ампер тока в слое YBCO толщиной всего несколько микрон — примерно в сто раз тоньше человеческого волоса. Более того, поскольку провода не оказывают электрического сопротивления, резистивный нагрев отсутствует, а после охлаждения требуется очень мало охлаждающей мощности во время работы. Для приложений, где нам нужны очень большие токи, медные провода становятся слишком массивными и требуют слишком большой охлаждающей мощности, что делает HTS-провод очень привлекательной альтернативой.
Постерыдля дома, офиса, бара на сайте «Наука и техика» в подарок себе и близким.Недорогой сюрпризшефу, друзьям, клиентам и сотрудникам.
В наличииПлакаты бронетехники, набор постеровстрелкового оружия, боевой техники. Если вы неравнодушны к авиации, то вас, наверняка, заинтересуют постеры сбоевыми,транспортными или пассажирскими самолетами.