افزایش سرعت قطارهای شناور با سیستم ایرانی/ مصرف انرژی «مگلوها» کاهش می‌یابد

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، در قطارهای شناور مغناطیسی که با نام «مگلو» نیز شناخته می‌شوند اصطکاک میان چرخ‌ها و ریل حذف می‌شود. درواقع قطار در فاصله مشخصی از ریل‌ها به شکل شناور قرار می‌گیرد. فاصله میان قطار و ریل بسته به نوع قطار و میدان مغناطیسی آن متفاوت است. حذف اصطکاک در قطارهای شناور مغناطیسی مصرف انرژی را کاهش می‌دهد و از سوی دیگر سرعت حرکت قطار را بالا می‌برد. البته نباید قطار شناور مغناطیسی را با «هایپرلوپ» اشتباه گرفت. قطار شناور مغناطیسی به دلیل مقاومت هوا سرعت کمتری نسبت به هایپرلوپ دارد.

بیشتر بخوانید:

ایران؛ صاحب فناوری قطارهای مغناطیسی/ چرا طراحی قطارهای جدید اولویت ندارد؟

هایپرلوپ ترکیبی از فناوری‌های مختلف است، قطار شناوری که درون لوله‌ای از خلأ قرار می‌گیرد. درواقع مقاومت هوا در هایپرلوپ حذف می‌شود. قطار به صورت شناور در لوله خلأ قرار می‌گیرد، مقاومت هوا یا اصطکاکی وجود ندارد که سرعت را کاهش دهد بنابراین با سرعت بسیار بالاتری از یک قطار شناور حرکت می‌کند. فناوری ساخت هایپرلوپ بسیار پیچیده است و به همین دلیل هنوز اجرا نشده است، البته مشکلات زیادی نیز در توسعه این فناوری وجود دارد که حفظ خلأ در تونل‌های هایپرلوپ یکی از آنهاست. در قطارهای شناور مغناطیسی تنها اصطکاک حذف می‌شود که این امر در حین مصرف کاهش انرژی، سرعت حرکت را نیز به طور قابل‌توجهی افزایش می‌دهد.

کاهش ۷۰ درصدی تلفات انرژی با سیستم ایرانی

اکنون میلاد جلالی، محقق ایرانی و دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر، موفق به طراحی نوعی سیستم شناوری نوین برای قطارهای مغناطیسی شده که بهره‌وری و سرعت حرکت آنها را افزایش می‌دهد. این پژوهش که «طراحی کنترلر برای قطار مگلو تعلیق هایبرید» نام دارد، مصرف انرژی را در قطارهای شناور مغناطیسی را نیز کاهش می‌دهد. جلالی در این خصوص به خبرنگار آنا می‌گوید؛ «معمولا در قطارهای شناور مغناطیسی از سیم‌پیچ‌های الکتریکی استفاده می‌شود که مشکلات خاصی به همراه دارد. در این پژوهش در کنار سیم‌پیچ از آهنربا قرار دادیم که باعث کاهش مصرف انرژی قطار شد. این سیستم می‌تواند بخشی از انرژی لازم برای شناور ساختن قطار را تامین کند.»

به گفته وی «ابعاد آهنربا، ابعاد سیم‌پیچ و میزان جریان سیم‌پیچ با استفاده از الگوریتم ژنتیک به دست آمده است. این الگوریتم به ما کمک کرد تا حالت بهینه ابعاد آهنربا، سیم‌پیچ و جریان آن را به دست آوریم. سیستم نوین تلفات انرژی را تا حدود ۷۰ درصد نسبت به قطارهای عادی کاهش می‌دهد. در قطارهای شناور مغناطیسی نیرویی برای به حرکت درآوردن قطار لازم است و از سوی دیگر به نیروی مضاعفی برای شناور نگه داشتن نیاز است. با قرار دادن آهنربا در کنار سیم‌پیچ نیروی مورد نیاز برای شناور ماندن قطار به شدت کاهش می‌یابد. این امر هزینه‌های بهره‌برداری این نوع قطارها را نیز کاهش می‌دهد که می‌تواند منجر به توسعه بیشتر و سریع‌تر فناوری قطار شناور مغناطیسی در جهان شود.»

مشکلات قطار شناور مغناطیسی چیست؟

این دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر بیان می‌کند؛ «ایران طی چند سال گذشته پیشرفت خاصی در حوزه حمل و نقل ریلی نداشته اما این صنعت در حوزه جهانی دستخوش پیشرفت‌های قابل‌توجهی شده است. ایده قطارهای شناور مغناطیسی حدود ۲۰ سال پیش متولد شد با این حال کشورهای زیادی به سوی صنعتی‌سازی کردن آن پیش نرفته‌اند. قطارهای شناور مغناطیسی تنها در چند کشور پیشرفته دنیا از جمله ژاپن، چین، آلمان و آمریکا به مرحله اجرا رسیده‌ است. در بسیاری از کشورها مطالعات در خصوص این فناوری همچنان ادامه دارد. یکی از مشکلات قطارهای شناور مغناطیسی هزینه بالای بهره‌برداری آنهاست، پژوهش ما نیز با هدف کاهش این هزینه‌ها انجام شده است.»

بیشتر بخوانید:

ناوگان مترو به ۱۱ رام قطار ایران‌ساخت مجهز می‌شود

جلالی می‌گوید؛ «قرار گرفتن آهنربا و سیم‌پیچ در این سیستم نه تنها هزینه ساخت بلکه هزینه بهره‌برداری را نیز کاهش می‌دهد. تا پیش از این در قطارهای شناور مغناطیسی تنها از سیم‌پیچ‌های الکتریکی استفاده می‌شد که مشکلات بسیاری دارد. پیچیدن سیم‌پیچ با ماژولار انجام می‌شود، هزینه ساخت سیم‌پیچ بالاست و کار دشواری نیز به شمار می‌رود. آهنربا به صورت جداگانه ساخته می‌شود و نصب آن آسان‌تر است. سیستم نوین مصرف انرژی را نیز کاهش می‌دهد، برای مثال اگر سیم‌پیچ با مصرف ۲ کیلو وات انرژی قطار را شناور کند، سیستم نوین ۴۰۰ وات انرژی برای شناورسازی قطار نیاز دارد.»

این سیستم که در سال ۱۳۹۷ ثبت اختراع شده، به شکل یک ماژول در ابعاد آزمایشگاهی و مخصوص قطار طراحی شده اما کاربردهای دیگری نیز برای آن وجود دارد. این سیستم با حمایت‌های دانشگاه صنعتی امیرکبیر توسعه یافته اما برای ورود به فاز نیمه‌صنعتی به حمایت‌های دولتی نیاز دارد. این سیستم در فاز نیمه‌صنعتی باید در زیرساختی حداقل ۵۰۰ متری تا یک کیلومتر قرار بگیرد. سیستم کنترلر برای قطار مگلو تعلیق هایبرید نوعی زیرساخت به شمار می‌رود و ایجاد زیرساخت‌ها در هر حوزه‌ای هزینه بالایی دارد و به تحقق پیوستن آن به سرمایه‌گذاری هنگفتی نیاز دارد که تنها دولت از عهده آن برمی‌آید.

انتهای پیام/۴۰۲۱/پ