Lévitation magnétique : description, caractéristiques et exemples

2024 Auteur: Henry Conors | [email protected]. Dernière modifié: 2024-02-12 07:05

Comme vous le savez, la Terre, en raison de l'ordre mondial qui prévaut, a un certain champ gravitationnel, et le rêve de l'homme a toujours été de le surmonter par tous les moyens. La lévitation magnétique est un terme plus fantastique que la référence à la réalité quotidienne.

Initialement, cela signifiait la capacité hypothétique de surmonter la gravité d'une manière inconnue et de déplacer des personnes ou des objets dans les airs sans équipement auxiliaire. Cependant, le concept de "lévitation magnétique" est déjà assez scientifique.

Plusieurs idées innovantes sont développées en même temps, basées sur ce phénomène. Et tous à l'avenir promettent de grandes opportunités pour des applications polyvalentes. Certes, la lévitation magnétique ne sera pas réalisée par des méthodes magiques, mais en utilisant des réalisations très spécifiques de la physique, à savoir la section qui étudie les champs magnétiques et tout ce qui s'y rapporte.

Juste un peu de théorie

Parmi les gens éloignés de la science, il y a une opinion que la lévitation magnétique est un vol guidé d'un aimant. En fait, sous cele terme implique de surmonter l'objet de gravité à l'aide d'un champ magnétique. L'une de ses caractéristiques est la pression magnétique, qui est utilisée pour "combattre" la gravité terrestre.

Pour le dire simplement, lorsque la gravité tire un objet vers le bas, la pression magnétique est dirigée de telle manière qu'elle le repousse vers le haut. C'est ainsi que l'aimant lévite. La difficulté dans la mise en œuvre de la théorie est que le champ statique est instable et ne se concentre pas à un point donné, il peut donc ne pas être en mesure de résister efficacement à l'attraction. Par conséquent, des éléments auxiliaires sont nécessaires pour donner au champ magnétique une stabilité dynamique, de sorte que la lévitation de l'aimant soit un phénomène régulier. Diverses méthodes sont utilisées comme stabilisants pour cela. Le plus souvent - courant électrique à travers des supraconducteurs, mais il y a d'autres développements dans ce domaine.

Lévitation technique

En fait, la variété magnétique fait référence au terme plus large pour surmonter l'attraction gravitationnelle. Alors, technique de lévitation: un tour d'horizon des méthodes (très bref).

Nous semblons avoir compris un peu la technologie magnétique, mais il existe aussi une méthode électrique. Contrairement au premier, le second peut être utilisé pour des manipulations avec des produits en matériaux divers (dans le premier cas, uniquement des matériaux aimantés), voire des diélectriques. Séparez également la lévitation électrostatique et électrodynamique.

La capacité des particules à se déplacer sous l'influence de la lumière a été prédite par Kepler. MAISl'existence d'une légère pression a été prouvée par Lebedev. Le mouvement d'une particule dans la direction de la source lumineuse (lévitation optique) est appelé photophorèse positive, et dans la direction opposée - négative.

La lévitation aérodynamique, différente de l'optique, est assez largement applicable dans les technologies d'aujourd'hui. Soit dit en passant, "l'oreiller" est l'une de ses variétés. Le coussin d'air le plus simple est obtenu très facilement - de nombreux trous sont percés dans le substrat porteur et de l'air comprimé est soufflé à travers eux. Dans ce cas, l'air lift équilibre la masse de l'objet et il flotte dans les airs.

La dernière méthode connue de la science à l'heure actuelle est la lévitation à l'aide d'ondes acoustiques.

Quels sont les exemples de lévitation magnétique ?

La science-fiction rêvait d'appareils portables de la taille d'un sac à dos, capables de "léviter" une personne dans la direction dont elle avait besoin à une vitesse considérable. La science a jusqu'à présent emprunté une voie différente, plus pratique et réalisable - un train a été créé qui se déplace par lévitation magnétique.

Histoire des super trains

Pour la première fois, l'idée d'une composition utilisant un moteur linéaire a été soumise (et même brevetée) par l'ingénieur-inventeur allemand Alfred Zane. Et c'était en 1902. Par la suite, la mise au point d'une suspension électromagnétique et d'un train qui en est équipé apparaît avec une régularité enviable: en 1906, Franklin Scott Smith propose un autre prototype, entre 1937 et 1941. un certain nombre de brevets sur le même sujet ont été reçus par Hermann Kemper, etun peu plus tard, le Britannique Eric Lazethwaite a créé un prototype fonctionnel grandeur nature du moteur. Dans les années 60, il a également participé au développement du Tracked Hovercraft, qui devait devenir le train le plus rapide, mais il ne l'a pas fait, car le projet a été fermé faute de financement suffisant en 1973.

Seulement six ans plus tard, toujours en Allemagne, un train maglev a été construit et autorisé pour le transport de passagers. La piste d'essai posée à Hambourg faisait moins d'un kilomètre de long, mais l'idée elle-même a tellement inspiré la société que le train a fonctionné même après la fermeture de l'exposition, ayant réussi à transporter 50 000 personnes en trois mois. Sa vitesse, selon les normes modernes, n'était pas si grande - seulement 75 km / h.

Pas une exposition, mais un maglev commercial (c'est ainsi qu'ils ont appelé le train à l'aide d'un aimant), circulait entre l'aéroport de Birmingham et la gare depuis 1984, et a duré 11 ans à son poste. La longueur de la voie était encore plus courte, seulement 600 m, et le train s'élevait à 1,5 cm au-dessus de la voie.

japonais

À l'avenir, l'engouement pour les trains maglev en Europe s'est calmé. Mais à la fin des années 90, un pays aussi high-tech que le Japon s'y est activement intéressé. Plusieurs routes assez longues ont déjà été tracées sur son territoire, le long desquelles volent des maglevs, utilisant un phénomène tel que la lévitation magnétique. Le même pays détient également les records de vitesse établis par ces trains. Le dernier affichait une limitation de vitesse à plus de 550 km/h.

Plus loinperspectives d'utilisation

D'une part, les maglevs sont attrayants en raison de leur capacité à se déplacer rapidement: selon les théoriciens, ils peuvent être accélérés jusqu'à 1 000 kilomètres à l'heure dans un avenir proche. Après tout, ils sont alimentés par lévitation magnétique, et seule la résistance de l'air les ralentit. Par conséquent, donner les contours aérodynamiques maximum à la composition réduit considérablement son impact. De plus, du fait qu'ils ne touchent pas les rails, l'usure de ces trains est extrêmement lente, ce qui est très rentable.

Un autre avantage est la réduction de l'effet sonore: les trains maglev se déplacent presque silencieusement par rapport aux trains conventionnels. Le bonus est aussi l'utilisation de l'électricité en eux, ce qui réduit les effets nocifs sur la nature et l'atmosphère. De plus, le train maglev est capable de gravir des pentes plus raides, éliminant ainsi le besoin de poser la voie autour des collines et des pentes.

Applications énergétiques

Aucune direction pratique moins intéressante ne peut être considérée comme l'utilisation généralisée des paliers magnétiques dans les composants clés des mécanismes. Leur installation résout un sérieux problème d'usure du matériel source.

Comme vous le savez, les roulements classiques s'usent assez rapidement - ils subissent constamment des charges mécaniques élevées. Dans certaines régions, la nécessité de remplacer ces pièces signifie non seulement des coûts supplémentaires, mais également un risque élevé pour les personnes qui entretiennent le mécanisme. Les roulements magnétiques restent opérationnels plusieurs fois plus longtemps, leur utilisation est donc fortement recommandée pourtoutes les conditions extrêmes. En particulier dans l'énergie nucléaire, la technologie éolienne ou les industries à températures extrêmement basses/élevées.

Avions

Dans le problème de la mise en œuvre de la lévitation magnétique, une question raisonnable se pose: quand, enfin, un avion à part entière, dans lequel la lévitation magnétique sera utilisée, sera-t-il fabriqué et présenté à l'humanité progressiste ? Après tout, il existe des preuves indirectes que de tels "ovnis" existaient. Prenez, par exemple, les "vimanas" indiens de l'ère la plus ancienne ou les "discoplanes" hitlériens qui sont déjà plus proches de nous en termes de temps, utilisant, entre autres, des méthodes électromagnétiques d'organisation de la portance. Des dessins approximatifs et même des photos de modèles de travail ont été conservés. La question reste ouverte: comment donner vie à toutes ces idées ? Mais les choses ne vont pas plus loin que des prototypes pas trop viables pour les inventeurs modernes. Ou peut-être est-ce encore une information trop secrète ?