Оценка устойчивости левитационного движения экипажа транспортной системы на сверхпроводящих магнитах вдоль плоской путевой структуры

Abstract

Левитационное движение экипажа электродинамической системы с плоской путевой структурой может быть реализовано в системах с двумя или четырьмя рядами путевых контуров. Из соображений, связанных с небольшим расходом неферромагнитного материала для путевых контуров, интересно выяснить возможность реализации левитационного движения в случае, когда на плоской путевой структуре уложен один ряд путевых контуров. Для решения этой задачи предложена конструктивная схема транспортной системы, в которой кузов экипажа опирается на две тележки посредством упруго-вязких элементов в вертикальном и поперечном направлениях, а на донных поверхностях тележек крепятся по 8 сверхпроводящих четырехугольных магнитов, продольные стороны которых расположены над продольными сторонами путевых контуров и 16-ти сверхпроводящих магнитов. Новизна состоит в возможности применения в плоской путевой структуре одного ряда путевых контуров. На основании решения дифференциальных уравнений, описывающих движение экипажей и их пространственных колебаний, а также изменение токов в путевых контурах, оценена устойчивость и вибронагруженность левитационного движения экипажа вдоль прямолинейных и криволинейных участков пути, сделан вывод о целесообразности применения разработанных конструктивных схем транспортной системы.

Левітаційний рух екіпажу електродинамічної транспортної системи з плоскою шляховою структурою може бути реалізований в системах з двома и чотирма рядами шляхових контурів. З міркувань, зв’язаних з невеликими витратами неферромагнітного метала на шляхові контури, цікаво вияснити можливість реалізації левітаційного руху екіпажу в випадку, коли на плоскій шляховій структурі прикріплений один ряд шляхових контурів. Для вирішення цієї задачі запропонована конструктивна схема електродинамічної транспортної системи, в якій кузов екіпажу опирається за допомогою упруго-диссипативних елементів в вертикальному і поперечному напрямку, а на донних поверхнях кожного з двох візків кріпляться по 8 надпровідних магнітів чотирикутного окреслення в плані, поздовжні сторони яких розміщені над поздовжніми сторонами шляхових контурів. Новизна складається з можливості використання одного ряда контурів в плоскій шляховій структурі і 16-ти надпровідних магнітів. На підставі рішень диференційних рівнянь, що описують рух екіпажу і його просторові коливання та зміну струмів в шляхових контурах, оцінено його стійкість руху і вібронавантаженість та зроблено висновок про доцільність використання розробленої конструктивної схеми транспортної системи.

A magnetically levitated motion of the vehicle of an electrodynamic system with a plane track structure can be realized in the systems with two or four lines of the track contours as illustrated by studies. Based on the concepts associated with small amounts of a non-ferromagnetic material for the track contours, the possibility of a magnetically levitated motion in the case that one line of the track contours is stacked on a plane track structure may be of interest. To attain this, a structural arrangement of a transport system is proposed. In this case the body rests on two bogies using the elastic and viscous members in vertical and transverse directions. The 8 superconducting square magnets whose longitudinal sides are located above the longitudinal sides of the track contours and 16 superconducting magnets are mounted on the bottom surfaces of bogies. Novelty lies in the possibility of applying one line of the track contours for a plane track contour. Based on the solution of the differential equations describing the motion of vehicles and their 3D oscillation, as well as variations in current in the track contours, the stability and vibratory loads of the magnetically levitated motion of the vehicle along straight and curved paths of the track are estimated. A conclusion is made that the proposed structural arrangements of a transport system are efficient.