인덕트랙

Inductrack

인덕트랙은 패시브, 페일 세이프 전기동적 자기부상 시스템으로 트랙의 무동력 와이어 루프만 사용하고 차량에는 자기부상(Halbach 어레이로 배열)을 달성하기 위해 자석 자석(Perslide gages)을 사용한다. 트랙은 "사다리 트랙"과 "레이밍 트랙"의 두 가지 구성 중 하나로 구성될 수 있다. 래더 트랙은 무동력 리츠 와이어 케이블로 제작되었으며, 적층 트랙은 구리 또는 알루미늄 시트로 제작되었다.

다음과 같은 세 가지 설계가 있다. 고속운전에 최적화된 인덕트랙Ⅰ, 저속에서는 효율이 높은 인덕트랙Ⅱ, 저속에서는 무거운 부하를 위한 인덕트랙Ⅲ.

인덕트랙(또는 인덕트락)은 물리학자 리처드 F가 이끄는 캘리포니아 로렌스 리버모어 국립 연구소의 과학자 팀에 의해 발명되었다. 플라이휠을 올리는데 사용되는 기술에 기초하여, 마글레브 열차에서 사용하기 위한 포스트.[1][2][3] 일정한 속도에서, 전력은 단지 열차를 공기와 전자기기 항력에 대해 앞으로 밀어내기 위해서만 필요하다. 최소 속도 이상에서는, 열차 속도가 증가함에 따라, 공중부양 간격, 리프트 힘, 사용되는 동력은 대체로 일정하다. 이 시스템은 자석 중량의 50배를 들어올릴 수 있다.

설명

인덕턴스(inductrack)라는 이름은 인덕턴스(inductance) 또는 인덕터(inductor)라는 단어에서 유래했다. 할바흐 자석 배열이 와이어의 루프 위를 통과할 때, 전장의 정현상 변화는 트랙 코일의 전압을 유도한다. 저속에서는 루프가 대부분 저항성 임피던스로서 유도 전류가 가장 높으며, 이는 전장에서 가장 강도가 낮은 부분 주위에 있으므로 양력이 거의 발생하지 않는다.

그러나, 속도에서 코일의 임피던스는 증가하고 속도에 비례하며 코일 어셈블리의 복합 임피던스를 지배한다. 이것은 트랙의 유도 전류가 자석 배열의 자기장 피크와 일치하도록 더 밀접하게 경향이 있도록 전류 피크의 단계를 지연시킨다. 따라서 트랙은 영구 자석과 일렬로 늘어서고 밀어내는 자기장을 만들어 공중 부양 효과를 만들어 낸다.[1] 트랙은 직렬 RL 회로의 배열로 잘 모델링되어 있다.

네오디뮴-철-보론 영구자석을 사용하면 저속에서 부상이 이루어진다. 테스트 모델은 35km/h(22mph) 이상의 속도에서 공중부양을 실시했지만, 실제 트랙에서는 "1.6~3.2km/h(1.6~3.2mph)[citation needed] 이하의 속도에서 공중부양을 달성할 수 있을 것으로 리차드 포스트는 보고 있다. 전환 속도 이하에서는 차량 속도에 따라 자기 끌림이 증가하며, 전환 속도 이상에서는 속도에 따라 자기 끌림이 감소한다.[4] 예를 들어 500km/h(310mph)에서 리프트 대 드래그 비율은 200:1로 [5]어떤 항공기보다 훨씬 높지만 1000:1(롤링 저항)에 이르는 강철 레일의 고전적인 강철보다 훨씬 낮다. 이는 유도 임피던스가 코일이 보는 전장의 빠른 변화 속도를 보상하는 속도에 비례하여 증가하기 때문에, 따라서 부양을 위해 일정한 전류 흐름과 전력 소비량을 주기 때문이다.

인덕트랙 II 변동은 선로 위와 아래 두 개의 Halbach 어레이를 사용하여 어레이의 중량이나 면적을 실질적으로 증가시키지 않고 자기장을 두 배로 증가시키는 동시에 저속에서도 드래그를 감소시킨다.[6]

몇몇 maglev 철도 제안은 인덕트랙 기술에 기초하고 있다. 미국 항공우주국(NASA)도 우주비행기 발사를 위한 인덕트랙 기술을 검토하고 있다.[7]

제너럴 아토믹스는 복수의 연구 파트너와 협력하여 인덕트랙 기술을 개발하고 있다.

인덕트트랙의 진화

용도에 따라 저속 또는 더 높은 속도의 리프트 대 드래그 비율이 선호된다. 인덕트랙의 세 가지 변형은 다른 용도로 설계된다. 인덕트랙 1호는 고속 열차를 위해 설계되었다. 상승 대 드래그 비율이 낮아지는 반면 속도는 증가한다. 인덕트랙 II는 개인(PRT)이나 도시 교통에 사용하기 위해 비교적 낮은 속도로 공중부양을 할 수 있고 캔틸레버 트랙을 사용한다. InducTrack III는 높은 부하와 화물을 위해 설계되었으며 높은 부하를 유지하기 위해 트랙을 부분적으로만 칸틸레버링하였다.

댐핑

능동형 댐핑은 없으며 댐핑은 트랙의 기하학적 구조로만 제공된다. 시험 결과 저주파 진동(1Hz)이 발생하고 트랙 자체를 기계적으로 감쇠시키는 미국 특허(7478598)가 발급됐다. 트랙은 세그먼트로 절단되고 각 세그먼트는 기계적으로 축축해진다.

적용들

하이퍼루프 운송기술은 2016년 3월 적정 하이퍼루프에 패시브 인덕트랙 시스템을 사용하겠다고 발표했다.[8][9]

참조

  1. ^ a b "A New Approach for Magnetically Levitating Trains — and Rockets". llnl.gov. Retrieved 7 September 2009.
  2. ^ Richard F. Post (January 2000). "MagLev: A New Approach". Scientific American. Archived from the original on 9 March 2005.
  3. ^ Richard F. Post. "The Inductrack Approach to Magnetic Levitation" (PDF). Archived from the original (PDF) on 7 July 2011. Retrieved 17 April 2010.
  4. ^ 미래로의 궤적: Maglev Trains on Permanent Gates 2014년 3월 27일 웨이백머신 - Scott R. 굴리 — Popular Mechanics
  5. ^ 위의 "MagLev: 새로운 접근 방식"에서 "효율성의 문제" 섹션 2007년 8월 21일 웨이백 머신에 보관
  6. ^ 보다 효율적인 운송을 위해: 인덕트랙 Maglev 시스템 — Richard F에 의해 제시됨 우편, 2005년 10월 10일
  7. ^ AIP:Halbach Arrays Enter the Maglev Race (PDF), archived from the original (PDF) on 6 July 2008, retrieved 22 October 2015
  8. ^ AIP:Hyperloop Transportation Technologies, Inc. Reveals Hyperloop™ Levitation System, retrieved 9 May 2016
  9. ^ "Hyperloop taps into government research to float pods". Engadget. AOL. Retrieved 11 May 2016.

외부 링크

특허

  • 1998-03-03을 발행한 미국 특허 5722326, 포스트, 리처드 F, "이동 물체를 위한 자기부상 시스템"
  • 미국 특허 6664880, Post, Richard Freeman, "Inductrack 자석 구성" 2003-12-16 발행
  • 2004-07-06, 2004-07-06을 발행한 미국 특허 6758146, 포스트, Richard F, "인덕트랙 마글레브 시스템을 위한 래미네이트 트랙 설계"
  • 미국 특허 6816052, 지글러, 에드워드 "도시 자글브 인덕트랙을 위한 트랙 리츠 렁과 쇼트 바 디자인 및 같은 것을 만드는 방법" 2004-11-09를 발행했다.
  • 2007-06-14년 발행된 미국 특허 7,478598, Post, Richard F, "자기부상 시스템에 대한 스케일링 댐핑 평균"
  • 미국 특허 7096794, Post, Richard Freeman, "Inductrack configuration" 2006-08-29 발행
  • 미국 특허권 6393993, 리스, 유진 A, "모노레일 차량용 트랜짓 스위칭 시스템" 2002-05-28
  • 미국 특허 8578860, Post, Richard F, "Inductrack III 구성 - 높은 부하를 위한 자기부상 시스템" 2013-11-12를 발행했다.