Transrapid - Transrapid
Transrapid är en tysk utvecklat höghastighetsmonorail tåg med hjälp av magnetisk levitation . Planeringen av Transrapid -systemet startade 1969 med en testanläggning för systemet i Emsland, Tyskland färdig 1987. 1991 godkändes teknisk beredskap för ansökan av Deutsche Bundesbahn i samarbete med kända universitet.
Den senaste versionen, Transrapid 09, är konstruerad för en marschfart på 500 km/h (310 mph) och tillåter acceleration och retardation på cirka 1 m/s 2 (2,2 mph/s).
År 2002 slutfördes den första kommersiella implementeringen - Shanghai Maglev Train , som förbinder Shanghais snabba transittnät 30,5 km (18,95 mi) till Shanghai Pudong International Airport . Transrapid-systemet har ännu inte distribuerats på en långdistanslinje.
Systemet utvecklas och marknadsförs av Transrapid International, ett joint venture mellan Siemens och ThyssenKrupp .
År 2011 stängdes testbanan Emsland ner när dess körkort gick ut. I början av 2012 godkändes rivning och ombyggnad av hela Emslandplatsen inklusive fabriken. I september 2017 fanns det planer på att använda den sista Transrapid 09 som konferens- och museirum på Fleischwarenfabrik Kemper.
Teknologi
Levitation
Superhastighets Transrapid maglev-systemet har inga hjul, inga axlar, inga växellådor, inga stålskenor och inga elektriska strömavtagare . Maglev -fordonen rullar inte på hjul; de svävar snarare ovanför spårstyrningen och använder den attraktiva magnetiska kraften mellan två linjära uppsättningar av elektromagnetiska spolar - ena sidan av spolen på fordonet, den andra sidan i spårstyrningen, som fungerar tillsammans som en magnetisk dipol. Under svävnings- och färdoperation flyter Transrapid -maglevfordonet på en friktionsfri magnetisk kudde utan någon som helst mekanisk kontakt med spårstyrningen. Inbyggda fordonselektroniska system mäter dipolavståndets avstånd 100 000 gånger per sekund för att garantera avståndet mellan spolarna fästa vid styrningens undersida och den magnetiska delen av fordonet som lindas runt styrbanans kanter. Med denna exakta, ständigt uppdaterade elektroniska kontroll förblir dipolgapet nominellt konstant vid 10 millimeter (0,39 tum). Vid svävande har maglevfordonet cirka 15 centimeter (5,9 tum) fritt utrymme ovanför styrbanans yta.
Transrapid maglev-fordonet kräver mindre ström för att sväva än det behöver för att köra sin luftkonditioneringsutrustning ombord.
I Transrapid-fordonsversioner TR08 och tidigare, när du färdades med hastigheter under 80 kilometer i timmen, fick fordonshävningssystemet och all fordonselektronik ombord ström via fysiska anslutningar till banans styrbana. Vid fordonshastigheter över 80 kilometer i timmen (50 mph) levererades all inbyggd kraft genom återhämtad harmonisk oscillation av magnetfält som skapades från spårets linjära stator. (Eftersom dessa svängningar är parasitiska kan de inte användas för framdrivning av fordon). Ett nytt energioverföringssystem, version TR09, har sedan dess utvecklats för Transrapid, där maglevfordon nu inte kräver någon fysisk kontakt med spårstyrningen för sina kraftbehov ombord, oavsett maglevhastigheten. Denna funktion hjälper till att minska pågående underhålls- och driftskostnader.
Vid strömavbrott i banans framdrivningssystem kan maglev-fordonet använda inbyggda reservbatterier för att tillfälligt driva fordonets svävningssystem.
Framdrivning
Transrapid maglev -systemet använder en synkron longstator linjär motor för både framdrivning och bromsning. Den fungerar som en roterande elmotor vars stator är "avrullad" längs undersidan av styrbanan; istället för att producera vridmoment (rotation) ger den en linjär kraft längs dess längd. Elektromagneterna i maglev -fordonet som lyfter det fungerar också som motsvarigheten till excitationsdelen ( rotorn ) på denna linjära elmotor. Eftersom det magnetiska färdfältet bara fungerar i en riktning, om det skulle finnas flera maglevtåg på ett givet spåravsnitt, skulle de alla resa i samma riktning och därigenom minska risken för kollision mellan tåg i rörelse.
Energikrav
Den normala energiförbrukningen för Transrapid är cirka 50 till 100 kilowatt (67 till 134 hk) per sektion för svävning och resor och fordonskontroll. Den luftmotståndskoefficient av Transrapid är ungefär 0,26. Den aerodynamiska motståndet hos fordonet, som har en frontal tvärsektion av 16 m 2 (172 sq ft), kräver en strömförbrukning, vid 400 km / t (249 mph) eller 111 m / s (364 fot / s) marschfart , ges med följande formel:
Strömförbrukningen jämförs positivt med andra höghastighetsjärnvägssystem. Med en verkningsgrad på 0,85 är den effekt som krävs cirka 4,2 MW. Energiförbrukning för levitering och vägledning motsvarar cirka 1,7 kW/t. Eftersom framdrivningssystemet också kan fungera omvänt, överförs energi tillbaka till elnätet under bromsning. Ett undantag från detta är när ett nödstopp utförs med hjälp av nödlandningsskidorna under fordonet, även om denna metod för att stoppa fordonet endast är avsedd som en sista utväg om det skulle vara omöjligt eller oönskat att låta fordonet sväva bakåt -upp till ett naturligt stopp.
Marknadssegment, ekologisk påverkan och historiska paralleller
Jämfört med klassiska järnvägslinjer tillåter Transrapid högre hastigheter och stigningar med mindre vittring och lägre energiförbrukning och underhållsbehov. Transrapid -banan är mer flexibel och lättare anpassad till specifika geografiska omständigheter än ett klassiskt tågsystem. Lasten är begränsad till en maximal nyttolast på 15 ton (14,8 lång ton ; 16,5 kort ton ) per bil. Transrapid tillåter maximala hastigheter på 550 km/h (342 mph) och placerar den mellan konventionella höghastighetståg (200–320 km/h eller 124–199 mph) och flygtrafik (720–990 km/h eller 447–615 mph) . Magnetfältgeneratorn, en viktig del av motorn som är en del av spåret, begränsar systemets kapacitet.
Ur konkurrenssynpunkt är Transrapid en egenutvecklad lösning. Banan är en del av motorn, endast enkälliga Transrapid-fordon och infrastruktur kan drivas. Det finns ingen multisourcing planerad för fordon eller de mycket komplicerade korsningarna och omkopplarna. Till skillnad från klassiska järnvägar eller andra infrastrukturnät, som gemensamt administreras av Federal Network Agency (Bundesnetzagentur) i Tyskland, tillåter inte ett Transrapid -system någon direkt konkurrens.
Ekologisk påverkan
Transrapid är en elektriskt driven, ren, höghastighets, hög kapacitet transportmedel som kan bygga upp punkt-till-punkt passagerarförbindelser i geografiskt utmanade omgivningar. Detta måste ställas in i jämförelse med påverkan på kulturarvs- och eller landskapsskyddsområden (jämför Waldschlösschen -bron ). Varje påverkan av utsläpp måste ta hänsyn till källan till elektrisk energi. Den minskade kostnaden, bullret och vibrationerna för ett Transrapid-system som endast är för människor jämfört med ett godstågsspår är inte direkt jämförbart. Återanvändning av befintliga spår och gränssnittet mot befintliga nätverk är begränsat. Transrapid konkurrerar indirekt om resurser, utrymme och spår i stads- och stadsmiljöer med klassiska stadstransportsystem och höghastighetståg.
Jämförande kostnader
Spåra byggkostnaden
Den fullt förhöjda Shanghai Maglev byggdes till en kostnad av 1,33 miljarder dollar över en längd av 30,5 kilometer (19,0 mi) inklusive tåg och stationer. Kostnaden per km för dubbelspår var således 43,6 miljoner dollar, inklusive tåg och stationer. Detta var den första kommersiella användningen av tekniken. Sedan dess har konventionella snabbbanor massproducerats i Kina för mellan 4,6 och 30,8 miljoner dollar per kilometer, mestadels på landsbygden. (Se höghastighetståg i Kina ).
Under 2008 Transrapid Australien citerade Victoria delstatsregeringen A $ 34 miljoner per kilometer för dual track. Detta antog att 50% av banan var i klass och 50% var förhöjd. Som jämförelse kommer den 47 kilometer långa regionala järnvägslänken som ska byggas i Victoria att kosta 5 miljarder dollar, eller 105 miljoner dollar per kilometer, inklusive två stationer.
Av ovanstående är det inte möjligt att säga om Transrapid eller konventionellt snabbspår skulle vara billigare för en viss tillämpning.
Den högre hastigheten för maglevsystemet kommer att resultera i att fler passagerare levereras över samma sträcka under en viss tid. Transrapidsystemets förmåga att hantera snävare svängar och brantare stigningar kan kraftigt påverka en kostnadsjämförelse för ett visst projekt.
Kostnad för tågköp
År 2008 noterade Transrapid Australia Victoria State Government mellan 16,5 miljoner dollar (pendlare) och 20 miljoner dollar (lyx) per tågsektion eller vagn. På grund av bredden på 3,7 m (12 fot 2 tum) på Transrapid -vagnarna har de en golvyta på cirka 92 kvadratmeter (990 kvadratfot). Detta fungerar mellan A $ 179,000 och A $ 217,000 per kvadratmeter.
Som jämförelse kostar InterCityExpress som också byggs av Siemens cirka 6 miljoner dollar per vagn. På grund av ICE -vagnarnas bredd på 2,9 m (9 fot 6 tum) har de en golvyta på cirka 72 kvadratmeter (775 kvadratfot). Detta fungerar till cirka 83 000 dollar per kvadratmeter.
Detta visar att Transrapid -tåguppsättningar sannolikt kommer att kosta över dubbelt så mycket som ICE 3 -konventionella snabbtågssatser vid denna tidpunkt. Varje Transrapid -tågset är dock mer än dubbelt så effektivt på grund av deras snabbare driftshastighet och acceleration enligt UK Ultraspeed . I deras fallstudie behövs bara 44% så många Transrapid-tågset för att leverera samma antal passagerare som konventionella höghastighetståg.
Driftskostnad
Transrapid hävdar att deras system har mycket låga underhållskostnader jämfört med konventionella höghastighetsjärnvägssystem på grund av systemets beröringsfria karaktär.
Implementeringar
Kina
Det enda kommersiella genomförandet hittills var år 2000, då den kinesiska regeringen beordrade ett Transrapid -spår att bygga som förbinder Shanghai med sin Pudong internationella flygplats . Det invigdes 2002 och vanliga dagliga resor började i mars 2004. Reshastigheten är 431 km/h (268 mph), som Maglev -tåget upprätthåller i 50 sekunder eftersom det korta spåret på 30,5 km (18,95 mi) endast tillåter kryssningen hastigheten ska bibehållas en kort stund innan retardationen måste börja. Det genomsnittliga antalet åkare per dag (14 timmars drift) är cirka 7500, medan den maximala sittplatsen per tåg är 440. Ett andra klassens biljettpris på cirka 50 RMB ( renminbi ) (cirka 6 euro ) är fyra gånger priset på flygbussen och tio gånger dyrare än en jämförbar tunnelbana.
Projektet sponsrades av tyska Hermes -lån med 200 miljoner DM. Den totala kostnaden antas vara 1,33 miljarder dollar.
En planerad förlängning av linjen till Shanghai Hongqiao flygplats (35 km) och framåt till staden Hangzhou (175 km eller 109 mi) har upprepade gånger försenats. Ursprungligen planerat att vara klart för Expo 2010 , slutgodkännande beviljades den 18 augusti 2008, och bygget var planerat att starta 2010 för att stå klart 2014. Men planen avbryts, möjligen på grund av byggandet av höghastighetspassageraren Shanghai – Hangzhou Järnväg .
Tyskland
Testanläggningen i Emsland var det enda Transrapid -spåret i Tyskland. Den har inaktiverats och är planerad att demonteras.
Planerade system
Iran
År 2007 nådde Iran och ett tyskt företag en överenskommelse om att använda maglevtåg för att länka samman städerna Teheran och Mashhad . Avtalet undertecknades på Mashhad International Fair -platsen mellan det iranska vädnads- och transportdepartementet och det tyska företaget. Münchenbaserade Schlegel Consulting Engineers sa att de hade tecknat kontraktet med det iranska transportministeriet och guvernören i Mashad. "Vi har fått mandat att leda ett tyskt konsortium i detta projekt", säger en talesman. "Vi är i en förberedande fas." Nästa steg blir att montera ett konsortium, en process som förväntas äga rum "under de kommande månaderna", säger talesmannen. Projektet kan vara värt mellan 10 miljarder och 12 miljarder euro, sade Schlegels talesman. Siemens och ThyssenKrupp, utvecklare av ett höghastighetsmaglevtåg, kallade Transrapid, båda sa att de inte var medvetna om förslaget. Schlegels talesman sade att Siemens och ThyssenKrupp för närvarande "inte är inblandade" i konsortiet.
Schweiz
SwissRapide AG i samarbete med SwissRapide Consortium utvecklar och främjar ett överjordiskt magnetiskt levitation (Maglev) monorail-system, baserat på Transrapid-tekniken. De första projekten som planeras är linjerna Bern - Zürich , Lausanne - Genève samt Zürich - Winterthur .
Colorado I-70
Transrapid är ett av ett antal företag som vill bygga ett 190 km högtrafiksystem parallellt med I-70 Interstate i den amerikanska delstaten Colorado. Inlagor som framförs säger att maglev erbjuder betydligt bättre prestanda än järnväg med tanke på det hårda klimatet och terrängen. Ingen teknik har föredragits från och med november 2013 med konstruktion planerad att börja 2020.
Los Angeles till Las Vegas
California -Nevada Interstate Maglev -projektet är en föreslagen 433 km linje från Las Vegas, Nevada till Anaheim, Kalifornien. Ett segment skulle gå från Las Vegas till Primm, Nevada, med föreslagen service till Las Vegas -områdets kommande Ivanpah Valley Airport. Toppfarten skulle vara 310 mph (500 km/h). I augusti 2014 försökte stödjerna för programmet återuppliva intresset för det.
Andra USA
Det har gjorts flera andra utvärderingar i USA, inklusive Washington DC till Baltimore , Chattanooga till Atlanta och Pittsburgh till Philadelphia. Än så länge har inget projekt påbörjat byggandet. Se Lista över maglevtågförslag: USA
Teneriffa
Ett tvålinje, 120 kilometer långt system har föreslagits för ön Teneriffa , som besöks av fem miljoner turister per år. Det skulle ansluta ön huvudstaden Santa Cruz i norr med Costa Adeje i söder och Los Realejos i nordväst med en maximal hastighet på 270 km/h (169 mph). Den beräknade kostnaden är 3 miljarder euro. Transrapid har fördelar jämfört med konventionella järnvägsplaner som skulle kräva 35% av sin sträcka i tunnlar på grund av den branta terrängen på ön.
Avvisade system
Tyskland
Höghastighetstävling
Transrapid har sitt ursprung som ett av flera konkurrerande koncept för nya landbaserade höghastighetståg som utvecklats i Tyskland. I denna tävling tävlade Transrapid främst med InterCityExpress (ICE), ett höghastighetsjärnvägssystem baserat på "traditionell" järnvägsteknik. ICE "vann" genom att den antogs rikstäckande i Tyskland, men Transrapid -utvecklingen fortsatte. Ett antal studier för möjliga Transrapid-linjer genomfördes efter att ICE hade tagit sig i trafik, inklusive en långväga linje från Hamburg till Berlin.
München länk
Det senaste tyska Transrapid-linjeprojektet, och det som kom närmast att byggas, efter att ha godkänts tidigare, var en flygplatsanslutningsspår från Münchens centralstation till Münchens flygplats , ett projekt på 40 kilometer. Anslutningen mellan tågstationen och flygplatsen var nära att byggas, men avbröts den 27 mars 2008 av den tyska regeringen på grund av en massiv kostnadsöverskridande. Före avbokningen mötte regeringspartiet, Christian Social Union of Bayern (CSU) internt och lokalt motstånd, särskilt från samhällen längs den föreslagna vägen . CSU hade planerat att positionera Transrapid som ett exempel på framtida teknik och innovation i Bayern. Tyska federala transportministern Wolfgang Tiefensee meddelade beslutet efter ett krismöte i Berlin där branschrepresentanter enligt uppgift avslöjade att kostnaderna hade stigit från 1,85 miljarder euro till långt över 3 miljarder euro (4,7 miljarder dollar). Denna ökning av de beräknade kostnaderna berodde dock mest på kostnadsberäkningarna för byggandet av tunneln och tillhörande anläggningsteknik efter att den utsedda operatören Deutsche Bahn AG flyttade större delen av riskdelningen till sina underleverantörer - och inte på grund av kostnaden för maglev -teknik.
Storbritannien
Transrapid avvisades 2007 av den brittiska regeringen för en maglevförbindelse mellan London och Glasgow , via Birmingham, Liverpool/Manchester, Leeds, Teesside, Newcastle och Edinburgh.
Incidenter
September 2006 olycka
Den 22 september 2006 kolliderade ett Transrapid -tåg med ett underhållsfordon i 170 km/h (106 mph) på testbanan i Lathen, Tyskland. Underhållsfordonet förstörde den första delen av tåget och lyftes sedan av banan för att slutföra två fulla varv innan den landade i en hög med exploderat skräp. Detta var den första stora olyckan med ett Transrapid -tåg. Nyhetsmedierna rapporterade 23 dödsfall och att flera personer skadades allvarligt, dessa var de första dödsolyckorna på någon maglev. Olyckan orsakades av mänskliga misstag med att det första tåget fick lämna stationen innan underhållsfordonet hade flyttat av banan. Denna situation kan undvikas i en produktionsmiljö genom att installera ett automatiskt kollisionsundvikande system.
SMT -brandolycka
Den 11 augusti 2006 brann ett Transrapid -tåg som körde på Shanghai Maglev Line. Branden släcktes snabbt av Shanghais brandmän. Det rapporterades att fordonets inbyggda batterier kan ha orsakat branden.
Påstådd stöld av Transrapid -teknik
I april 2006 väckte nya tillkännagivanden från kinesiska tjänstemän som planerar att sänka järnvägskostnaderna för maglev med en tredjedel några starka kommentarer från olika tyska tjänstemän och mer diplomatiska bekymmer från Transrapid -tjänstemän. Deutsche Welle rapporterade att China Daily hade citerat statsrådet som uppmuntrade ingenjörer att "lära sig och absorbera utländsk avancerad teknik samtidigt som de gör ytterligare innovationer."
Utvecklingshistoria och versioner
| Datum | Tåg | Plats | Nuvarande plats | Kommentarer | Toppfart (km/h) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1969/1970? | Transrapid 01 | München | Deutsches Museum , München | Av Krauss-Maffei . Bänkskåpsmodell inomhus. Endast 600 mm långt spår. | |
| 6 maj 1971 | MBB Prinzipfahrzeug | MBB: s Ottobrunn -fabrik (nära München ), Tyskland | Freilassing Locomotive World | Av MBB. Första personbärande principfordonet. 660 m testbana. Prinzipfahrzeug = princip [demonstrator] fordon. | 90 (1971) |
| 6 oktober 1971 | Transrapid 02 | Krauss -Maffeis fabrik i München - Allach , Tyskland | Krauss-Maffei , München | Av Krauss-Maffei. 930 m testbana som innehöll en kurva. Visades på Paris Expo från 4 juni till 9 juni 1973. | 164 (oktober 1971) |
| 16 augusti 1972 | Transrapid 03 | München | Skrotas | Av Krauss-Maffei. Luftkuddefordon (ACV eller svävare ) som drivs av en linjär motor. Systemet övergavs 1973 på grund av för hög bullergenerering och för stor förbrukning. Försök i Frankrike ( Aérotrain ) och i USA ( [1] ) ledde under de följande åren till liknande beslut. 930 m testbana. | 140 (september 1972) |
| 1972 /1974? | Erlangener Erprobungsträger (EET 01) | Södra kanten av Erlangen (nära Nürnberg ), Tyskland | ? | Av Siemens och andra. Elektrodynamisk suspension (EDS) (som JR-Maglev ). Obemannad. 880 m cirkulär bana. Erlangener Erprobungsträger = Erlangen testbärare. | 160 /230 (1974)? |
| 20 december 1973 | Transrapid 04 | München - Allach, Tyskland | Technik Museum Speyer | Av Krauss-Maffei. | 250 (slutet 1973), 253,2 (21 november 1977) |
| 1974 / januari 1975? | Komponentenmeßträger (KOMET) | Manching , Tyskland | nära Lathen i en ladugård | Av MBB. Obemannad. 1300 m bana. | 401.3 (1974) |
| 1975 | HMB1 | Thyssen Henschel i Kassel , Tyskland | ? | Av Thyssen Henschel . Första funktionella longstator -fordonet. 100 m styrbana. Obemannad. | |
| 1976 | HMB2 | Thyssen Henschel i Kassel , Tyskland | Technik-Museum, Kassel | Av Thyssen Henschel. Världens första passagerarbärande, longstator-fordon. 100 m väg. | 36 (eller 40?) |
| 17 maj 1979 | Transrapid 05 | International Transportation Exhibition (IVA 79) i Hamburg . Återmonterades i Kassel 1980. | Technik-Museum, Kassel | 908 m bana. | 75 |
| Juni 1983 | Transrapid 06 | Transrapid Versuchsanlage Emsland (TVE), Tyskland | En del finns i Deutsches Museum i Bonn, en annan del i Lathen | Presenteras för allmänheten i München den 13 mars 1983. 31,5 km spår. | 302 (1984), 355 (1985), 392 (1987), 406 (1987), 412,6 (januari 1988) |
| 1988 | Transrapid 07 | Transrapid Versuchsanlage Emsland (TVE), Tyskland | En del är på Max Bögl KG Sengenthal, annan del i Lathen | Presenterades för allmänheten på International Transportation Exhibition (IVA 88) i Hamburg. | 436 (1989), 450 (17 juni 1993) |
| Augusti 1999 | Transrapid 08 | Transrapid Versuchsanlage Emsland (TVE), Tyskland | Förstördes 22 september 2006 i olycka , återstående delar lagras i Lathen | ||
| 2002 | Transrapid SMT | Shanghai Maglev Train , Kina | Shanghai, Kina | 501 (12 november 2003) | |
| 2007 | Transrapid 09 | Transrapid Versuchsanlage Emsland (TVE), Tyskland | Kemperfabriken i Nortrup | Erbjuds till försäljning i oktober 2016 Fem år efter avstängningen av pilotanläggningen Transrapid Emsland 2011 köpte familjen Kemper, ägare till H. Kemper GmbH & Co. KG, Transrapid 09 för 200 001 €. I september 2017 restes det i företagets lokaler i Nortrup. Tågets tre delar används sedan som konferens- och utställningsutrymme för Transrapidens historia. Hermann Kemper, uppfinnaren av maglevtåget, kom från samma familj som ägarna till korv- och köttprodukterstillverkaren Kemper. |
Se även
- Aérotrain
- Höghastighetsjärnväg- för en överblick över konkurrenter till detta system
- JR-Maglev
- Landhastighetsrekord för rälsade fordon
- Magnetiskt svävande tåg