جمعه ۱۰ خرداد ۱۳۸۷ - ۱۴:۴۸

ذوالفقار دانشی: سال‌گذشته در همین روزها، از مشهد مقدس خبر رسید که با حضور معاون اول رئیس‌جمهوری، قراردادی بین وزارت راه‌وترابری و شرکت ترانس‌رپید آلمان برای احداث یک خط‌آهن بسیار سریع بین شهرهای تهران و مشهد به امضا رسیده است.

طبق این قرارداد که مبلغ آن ۶.۷ میلیارد یورو (۱۰ میلیارد دلار) تخمین زده می‌شود، مسیر ۹۰۰ کیلومتری تهران به مشهد به قطار شناور مغناطیسی و بسیار پرسرعت مجهز می‌شود که با سرعت حداکثر ۵۰۰ کیلومتر در ساعت،‌ زمان سفر بین این دو شهر را به ۲:۳۰ تا ۳ ساعت کاهش می‌دهد.

اگر این خط پرسرعت ساخته شود، طولانی‌ترین و منحصربه‌فردترین قطار شناور مغناطیسی در سراسر جهان خواهد بود. زیرا تنها نمونه ساخته شده از این قطار تنها در مسیری به‌طول ۳۰ کیلومتر رفت‌وآمد می‌کند، بدین‌ترتیب که مرکز شهر شانگ‌های چین را به فرودگاه بین‌المللی این شهر وصل می‌کند.

این درحالی است که در بسیاری از کشورهای جهان، قطارهای پرسرعت الکتریکی با سرعت متوسط ۲۵۰ تا ۳۲۰ کیلومتر بر ساعت در رفت‌وآمدند.

این قطارهای الکتریکی با چرخ‌های فولادی روی ریل‌هایی شبیه به راه‌آهن معمولی حرکت می‌کنند و با خطوط راه‌آهن قدیمی نیز سازگارند. پرسرعت‌ترین آنها، سامانه TGV در فرانسه است که سرعت متوسطش ۳۲۰ کیلومتر بر ساعت است و با بیشینه سرعت ۵۷۵ کیلومتر بر ساعت، رکورد بیشترین سرعت قطارهای چرخ‌دار را دراختیار دارد. اما قطارهای شناور مغناطیسی این‌طور نیستند.

این قطارها با استفاده از نیروی الکترومغناطیسی، وزن قطار را خنثی می‌کنند و در هوا شناور می‌شوند. در این حالت، قطار همانند هواپیما در هوا حرکت می‌کند و کافی است بر نیروی مقاومت هوا غلبه کند تا حرکت کند.

اما نیروهای الکترومغناطیسی نه‌تنها برای شناوری قطار که برای شتاب دادن به قطار نیز به‌کار می‌روند و به‌راحتی می‌توانند آن را به سرعت متوسط 500 کیلومتر بر ساعت برسانند. از آن‌جایی‌که این قطارها در هوا شناورند، به آنها قطارهای شناور مغناطیسی گفته می‌شود.

در حال حاضر، دو نوع فناوری شناوری مغناطیسی وجود دارد، تعلیق الکترومغناطیسی و تعلیق الکترودینامیکی. اما از آن‌جایی‌که هزینه این سامانه بسیار زیاد است، تنها یک نمونه تجاری  ساخته شده   و دیگر نمونه‌ها   صرفا برای مقاصد آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

قطارهای شناور مغناطیسی با صرف انرژی پایین‌تری نسبت به دیگر وسایل حمل‌ونقل عمومی می‌توانند به سرعت‌های بسیار بالایی دست یابند و با سرعت نزدیک به 500 کیلومتر بر ساعت، خلأ سرعت بین وسایل امروزی و هواپیما را پر کنند.

در مسافت‌های کمتر از ۱۰۰۰ کیلومتر، استفاده از قطارهای پرسرعت بسیار به‌صرفه‌تر از هواپیما یا دیگر وسایل حمل‌ونقل امروزی است. با احتساب زمان‌های جانبی برای
 سوار شدن بر هواپیما، این قطارها در چنین مسافت‌هایی حتی از هواپیما نیز سریع‌تر به مقصد می‌رسند.

قطار به این خوبی، چرا هیچ‌جا نیست؟!

اما هزینه ساخت چنین قطارهایی بسیار بسیار زیاد است. بسیاری از کشورها حتی کشورهای ژاپن و آلمان که این سامانه را برای نخستین بار به جهانیان معرفی کرده‌اند، هنوز نتوانسته‌اند از عهده تامین هزینه گزاف این طرح برآیند.

نزدیک به ۴۰ سال از ساخت اولین نمونه‌های این فناوری گذشته است،‌ اما شرکت‌های سازنده این قطارها در آلمان و ژاپن هنوز در انتظار مشتری ثروتمندی هستند که بتواند یکی از این قطارها را خریداری کند.

البته در این میان، آلمانی‌ها خوش‌شانس‌تر از رقیبان آسیایی بوده‌اند و در یک قرارداد ۲۰۰ میلیون دلاری، تنها نمونه تجاری قطارهای شناور مغناطیسی را برای چینی‌ها ساخته‌اند. از قرار معلوم، شانس برای بار دوم به سراغشان آمده و دولت ایران قصد کرده است در قراردادی ۱۰ میلیارد دلاری، تهران را با این سامانه به مشهد وصل کند.

قطارهای شناور مغناطیسی هیچ شباهتی با خط‌آهن موجود ندارند. ساختار آنها کاملا متفاوت است و باید حتما در دو خط فعالیت کنند، زیرا این قطارها فقط در یک جهت حرکت می‌کنند. 

تنها نمونه تجاری در جهان

تنها نمونه تجاری قطارهای شناور مغناطیسی، قطار ترانس‌رپید شانگهای است که برای انتقال مسافران فرودگاه بین‌المللی پدونگ در شهر شانگهای چین استفاده می‌شود.

این مسیر از مرکز شهر تا فرودگاه ادامه دارد و قطار، این مسافت ۳۰.۵ کیلومتری را تنها در ۷ دقیقه و ۲۰ ثانیه می‌پیماید، درحالی‌که تاکسی‌های ویژه فرودگاه همین مسیر را در ۱ ساعت طی می‌کنند!

قطار ترانس‌رپید شانگهای به حداکثر سرعت ۴۳۰ کیلومتر بر ثانیه (۱۲۰ متر در هر ثانیه) می‌رسد، اما به‌دلیل کوتاهی مسیر تنها ۵۰ ثانیه با این سرعت به حرکت ادامه می‌دهد (تقریبا ۶ کیلومتر) و بعد، به آرامی سرعتش را کاهش می‌دهد تا در ایستگاه متوقف شود.

برنامه عادی این قطار از بهار ۱۳۸۳ آغاز شده است و روزانه ۷۵۰۰ نفر را طی ۱۴ ساعت فعالیت جابه‌جا می‌کند.

تعلیق الکترومغناطیسی چگونه کار می‌کند؟

قطارهای ترانس‌رپید از فناوری تعلیق الکترومغناطیسی و موتورهای خطی استفاده می‌کنند. در زیر قطار و زیر خط‌آهن، سیم‌پیچ‌هایی قرار دارند که با برق مستقیم کار می‌کنند. وقتی جریان برق از سیم‌پیچی عبور می‌کند، سیم‌پیچ خاصیت مغناطیسی پیدا می‌کند و به یک آهنربا تبدیل می‌شود.

یک سامانه رایانه‌ای سریع، شدت این جریان‌ها و زمان‌بندی را به‌شکلی تنظیم می‌کند که نیروی جاذبه و دافعه مغناطیسی، طوری وزن قطار را خنثی کند که قطار در ارتفاع ۱۰ میلی‌متری از خط‌آهن شناور بماند.

بدین‌ترتیب حتی اگر قطار متوقف شود، باز شناور می‌ماند. اما سامانه فوق تنها برای شناوری قطار استفاده می‌شود و فناوری حرکت متفاوت است. میدان مغناطیسی قطار با عبور از بالای ریل فولادی، جریان‌های گردابی در ریل القا می‌کند که میدان مغناطیسی مخالفی را ایجاد می‌کند.

برهمکنش این آهنرباهای همنام، سبب می‌شود قطار رو به جلو حرکت کند. راننده قطار می‌تواند با تنظیم میدان مغناطیسی قطار، از این فرآیند هم برای شتاب گرفتن و هم برای ترمز کردن استفاده کند. این قطارها به باتری‌هایی مجهزند که می‌توانند در صورت قطع ناگهانی برق، از توقف قطار جلوگیری کنند و حرکتش را ادامه دهند.

دانستنی‌هایی در مورد قطار ترانس‌رپید

  در سرعت‌های پایین (حدودا کمتر از ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت)،  برق قطار از اتصال مستقیم با ریل بدست می‌آید. اما وقتی سرعت زیاد شود، میدان‌های مغناطیسی قطار و ریل دچار نوسان‌های هارمونیک می‌شوند که می‌توان این نوسان‌ها را به انرژی الکتریکی در قطار تبدیل کرد.

مصرف برق سامانه شناوری و حرکت قطارهای شناور مغناطیسی از مصرف برق سامانه تهویه مطبوع این قطارها کمتر است. ازاین‌رو این قطارها از نظر مصرف انرژی بسیار با‌صرفه‌ هستند.

قطار شناور مغناطیسی ژاپنی که از فناوری ابررساناها استفاده می‌کند، در آذر ۱۳۸۲ توانست به سرعت ۵۸۱ کیلومتر بر ساعت برسد و رکورد سرعت قطارهای چرخ‌دار فرانسوی را بشکند.

سازمان‌های فضایی مانند ناسا در تلاش هستند از فناوری قطارهای شناور مغناطیسی برای پرتاب ماهواره‌ها و فضاپیماها استفاده کنند. محاسبات نشان می‌دهد اگر موشک هنگام پرتاب از سطح زمین به سرعت اولیه ۲۷۰۰ متر بر ثانیه (تقریبا ده‌هزار کیلومتر بر ساعت) برسد، بین ۳۰ تا ۴۰ درصد در مصرف سوخت صرفه‌جویی خواهد شد.

بسیاری از کشورها برنامه‌های فراوانی برای احداث و توسعه خطوط شناور مغناطیسی اعلام کرده‌اند. اما هزینه بسیار زیاد این فناوری تاکنون مانع از آغاز این برنامه‌ها شده است. تنها دولت چین است که تصمیم دارد خط ترانس‌رپید شانگ‌های را افزایش دهد. بسیاری از کشورها ترجیح داده‌اند از سامانه قطارهای تندروی فرانسوی، TGV استفاده کنند.

حوادث ترانس‌رپید

در مرداد ۱۳۸۵، یکی از کوپه‌های قطار ترانس‌رپید شانگ‌های آتش گرفت. دلیل این حادثه که خوشبختانه آسیب جانی در بر نداشت، مشکلات الکتریکی گزارش شده است.

در اول مهرماه ۱۳۸۵، در یک آزمایش در امسلند آلمان، قطاری با ۲۹ سرنشین به یک خودروی تعمیر که تصادفا روی خط مانده‌بود، برخورد کرد. قطار با سرعت ۱۷۰ کیلومتر بر ساعت به این خودرو برخورد کرد.

واگن اول قطار کاملا منهدم شد و ۲۳ نفر از سرنشینان کشته شدند. عامل این تصادف، خطای انسانی و مشکلات نرم‌افزار نظارتی اعلام شد.

کد خبر 53588

برچسب‌ها

دیدگاه خوانندگان

آخرین خبرهای بازار