الارتفاع المغناطيسي: الوصف والميزات والأمثلة

2024 مؤلف: Henry Conors | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-12 03:32

كما تعلم ، الأرض ، بسبب النظام العالمي السائد ، لديها مجال جاذبية معين ، وكان حلم الإنسان دائمًا التغلب عليه بأي وسيلة. التحليق المغناطيسي هو مصطلح أكثر روعة من الإشارة إلى الواقع اليومي.

في البداية ، كان يعني القدرة الافتراضية على التغلب على الجاذبية بطريقة غير معروفة وتحريك الأشخاص أو الأشياء عبر الهواء بدون معدات مساعدة. ومع ذلك ، أصبح مفهوم "الارتفاع المغناطيسي" الآن علميًا تمامًا.

يتم تطوير العديد من الأفكار المبتكرة في وقت واحد ، والتي تستند إلى هذه الظاهرة. وكلهم في المستقبل يعدون بفرص عظيمة لتطبيقات متعددة الاستخدامات. صحيح أن الرفع المغناطيسي لن يتم بالطرق السحرية ، ولكن باستخدام إنجازات محددة جدًا للفيزياء ، أي القسم الذي يدرس المجالات المغناطيسية وكل ما يتعلق بها.

مجرد القليل من النظرية

بين الأشخاص البعيدين عن العلم ، هناك رأي مفاده أن التحليق المغناطيسي هو رحلة موجهة للمغناطيس. في الواقع ، تحت هذاالمصطلح يعني التغلب على موضوع الجاذبية بمساعدة مجال مغناطيسي. ومن خصائصه الضغط المغناطيسي وهو ما يستخدم لمحاربة جاذبية الأرض.

ببساطة ، عندما تسحب الجاذبية جسمًا لأسفل ، يتم توجيه الضغط المغناطيسي بطريقة تدفعه للخلف. هذه هي الطريقة التي يرتفع بها المغناطيس. تكمن الصعوبة في تطبيق النظرية في أن المجال الساكن غير مستقر ولا يركز في نقطة معينة ، لذلك قد لا يكون قادرًا على مقاومة الانجذاب بشكل فعال. لذلك ، هناك حاجة إلى العناصر المساعدة التي ستمنح المجال المغناطيسي ثباتًا ديناميكيًا ، بحيث يكون ارتفاع المغناطيس ظاهرة منتظمة. تستخدم طرق مختلفة كمثبتات لها. في أغلب الأحيان - التيار الكهربائي من خلال الموصلات الفائقة ، ولكن هناك تطورات أخرى في هذا المجال.

الإرتفاع الفني

في الواقع ، يشير التنوع المغناطيسي إلى المصطلح الأوسع للتغلب على الجاذبية. إذن ، التحليق التقني: مراجعة للطرق (موجزة جدًا).

يبدو أننا اكتشفنا القليل من التكنولوجيا المغناطيسية ، ولكن هناك أيضًا طريقة كهربائية. على عكس الحالة الأولى ، يمكن استخدام الثانية للتلاعب بمنتجات مصنوعة من مواد مختلفة (في الحالة الأولى ، الممغنطة فقط) ، حتى المواد العازلة. افصل أيضًا عن الرفع الكهروستاتيكي والديناميكي الكهروديناميكي.

تنبأ كبلر بقدرة الجسيمات على التحرك تحت تأثير الضوء. لكنأثبت ليبيديف وجود ضغط خفيف. تسمى حركة الجسيم في اتجاه مصدر الضوء (الارتفاع البصري) بالرحلان الضوئي الموجب ، وفي الاتجاه المعاكس - سلبي.

الارتفاع الأيروديناميكي ، الذي يختلف عن التحليق البصري ، قابل للتطبيق على نطاق واسع في تقنيات اليوم. بالمناسبة ، "الوسادة" هي أحد أصنافها. يتم الحصول على أبسط وسادة هوائية بسهولة بالغة - حيث يتم حفر العديد من الثقوب في الركيزة الحاملة ويتم نفخ الهواء المضغوط من خلالها. في هذه الحالة ، يوازن رفع الهواء كتلة الجسم ويطفو في الهواء.

آخر طريقة معروفة للعلم في الوقت الحالي هي التحليق باستخدام الموجات الصوتية.

ما هي أمثلة الرفع المغناطيسي؟

حلم الخيال العلمي بأجهزة محمولة بحجم حقيبة ظهر ، والتي يمكن أن "تحلق" الشخص في الاتجاه الذي يحتاجه بسرعة كبيرة. اتخذ العلم حتى الآن مسارًا مختلفًا وأكثر عملية وجدوى - تم إنشاء قطار يتحرك باستخدام الرفع المغناطيسي.

تاريخ القطارات السوبر

لأول مرة ، تم تقديم فكرة التركيب باستخدام محرك خطي (وحتى على براءة اختراع) من قبل المهندس والمخترع الألماني ألفريد زان. وكان ذلك في عام 1902. بعد ذلك ، ظهر تطوير نظام تعليق كهرومغناطيسي وقطار مجهز به بانتظام يحسد عليه: في عام 1906 ، اقترح فرانكلين سكوت سميث نموذجًا أوليًا آخر ، بين عامي 1937 و 1941. استلم هيرمان كمبر عددًا من براءات الاختراع حول نفس الموضوع ، وبعد ذلك بقليل ، ابتكر البريطاني إريك لازثويت نموذجًا أوليًا يعمل بالحجم الطبيعي للمحرك. في الستينيات ، شارك أيضًا في تطوير Tracked Hovercraft ، الذي كان من المفترض أن يصبح أسرع قطار ، لكنه لم يفعل ذلك ، لأن المشروع تم إغلاقه بسبب عدم كفاية التمويل في عام 1973.

بعد ست سنوات فقط ، مرة أخرى في ألمانيا ، تم بناء قطار مغناطيسي ماجليف وترخيصه لنقل الركاب. كان طول مسار الاختبار في هامبورغ أقل من كيلومتر واحد ، لكن الفكرة نفسها ألهمت المجتمع لدرجة أن القطار عمل حتى بعد إغلاق المعرض ، بعد أن تمكن من نقل 50000 شخص في ثلاثة أشهر. سرعتها ، بالمعايير الحديثة ، لم تكن كبيرة جدًا - فقط 75 كم / ساعة.

ليس معرضًا ، ولكن ماجليف تجاري (لذلك أطلقوا على القطار باستخدام المغناطيس) ، ركض بين مطار برمنغهام ومحطة السكك الحديدية منذ عام 1984 ، واستمر 11 عامًا في منصبه. كان طول المسار أقصر من ذلك ، 600 متر فقط ، وارتفع القطار 1.5 سم فوق المسار.

اليابانية

في المستقبل ، خمدت الإثارة بشأن القطارات المغناطيسية في أوروبا. ولكن بحلول نهاية التسعينيات ، أصبحت دولة عالية التقنية مثل اليابان مهتمة بها بنشاط. تم بالفعل وضع العديد من الطرق الطويلة إلى حد ما على أراضيها ، والتي تطير على طولها Maglevs ، باستخدام ظاهرة مثل الارتفاع المغناطيسي. تمتلك الدولة نفسها أيضًا سجلات السرعة التي تحددها هذه القطارات. أظهر آخر واحد حد للسرعة أكثر من 550 كم / ساعة.

كذلكاحتمالات استخدام

من ناحية ، تعتبر المجلات المغناطيسية جذابة بسبب قدرتها على التحرك بسرعة: وفقًا للمنظرين ، يمكن تسريعها حتى 1000 كيلومتر في الساعة في المستقبل القريب. بعد كل شيء ، يتم تشغيلها بواسطة الرفع المغناطيسي ، ومقاومة الهواء فقط تبطئها. لذلك ، فإن إعطاء أقصى حدود الديناميكية الهوائية للتكوين يقلل بشكل كبير من تأثيرها. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لحقيقة أنها لا تلمس القضبان ، فإن تآكل هذه القطارات بطيء للغاية ، وهو أمر فعال للغاية من حيث التكلفة.

ميزة أخرى تتمثل في تأثير خفض الضوضاء: تتحرك القطارات المغناطيسية بصمت تقريبًا مقارنة بالقطارات التقليدية. المكافأة أيضًا هي استخدام الكهرباء فيها ، مما يقلل من الآثار الضارة على الطبيعة والجو. بالإضافة إلى ذلك ، فإن قطار ماجليف قادر على تسلق المنحدرات شديدة الانحدار ، مما يلغي الحاجة إلى وضع المسار حول التلال والمنحدرات.

تطبيقات الطاقة

لا يوجد اتجاه عملي أقل إثارة للاهتمام يمكن اعتباره الاستخدام الواسع للمحامل المغناطيسية في المكونات الرئيسية للآليات. تركيبها يحل مشكلة خطيرة تتمثل في تآكل المواد المصدر.

كما تعلم ، تبلى المحامل الكلاسيكية بسرعة كبيرة - فهي تتعرض باستمرار لأحمال ميكانيكية عالية. في بعض المناطق ، لا تعني الحاجة إلى استبدال هذه الأجزاء تكاليف إضافية فحسب ، بل تعني أيضًا مخاطر عالية للأشخاص الذين يقومون بصيانة الآلية. تظل المحامل المغناطيسية جاهزة للعمل عدة مرات ، لذا ينصح باستخدامها بشدةأي ظروف قاسية. خاصة في مجال الطاقة النووية أو تكنولوجيا الرياح أو الصناعات ذات درجات الحرارة المنخفضة / العالية للغاية.

الطائرات

في مشكلة كيفية تنفيذ التحليق المغناطيسي ، يبرز سؤال معقول: متى ، أخيرًا ، سيتم تصنيع طائرة كاملة ، حيث سيتم استخدام الرفع المغناطيسي ، وتقديمها إلى البشرية التقدمية؟ بعد كل شيء ، هناك دليل غير مباشر على وجود مثل هذه "الأجسام الطائرة المجهولة". خذ ، على سبيل المثال ، "vimanas" الهندية من أقدم العصور أو "ديسكوبلاين" الهتلرية التي هي بالفعل أقرب إلينا من حيث الوقت ، باستخدام ، من بين أشياء أخرى ، الطرق الكهرومغناطيسية لتنظيم المصعد. تم الاحتفاظ بالرسومات التقريبية وحتى صور نماذج العمل. يبقى السؤال مفتوحًا: كيف نجعل كل هذه الأفكار تنبض بالحياة؟ لكن الأمور لا تذهب إلى أبعد من عدم وجود نماذج أولية قابلة للتطبيق للمخترعين المعاصرين. أو ربما لا تزال هذه المعلومات سرية للغاية؟