ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2022. №11
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.11.5
УДК: 2.11.02.13.0714
РАЗГОН, ТОРМОЖЕНИЕ И РЕКУПЕРАЦИЯ ЭНЕРГИИ ДВИЖЕНИЯ
МАГНИТОЛЕВИТАЦИОННОГО ТРАНСПОРТА
Д.А. Карпухин 1,2, А.О. Петров 1,2, В.В. Коледов 1,2, А.С. Бугаев 1, Д.А. Суслов 1,2,
В.Г. Шавров 1, Ю.А. Терентьев 1,2, С.В. Фонгратовски 1,2, А.П. Каманцев 1,2,
В.С. Ларюхин 2,3, А.В. Бабачанах 2,4, В.К. Балабанов 2,4, С.Г. Ясев 1,
1 Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН
125009, Москва, ул. Моховая, 11, корп.7
2 Научно-технический университет Сириус, 354340, Сочи, Олимпийский проспект, 1
3 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 105005, Москва, ул. 2-я Бауманская, 5
4 РУТ (МИИТ), 127994, Москва, ул. Образцова, 9, стр. 9
Статья поступила в редакцию 23 октября 2022 г.
Аннотация. Изучение и внедрение инновационных систем экологически чистого и энергетически экономичного транспорта на основе магнитной левитации (МЛТ), принцип работы которой основан на применении новых твердотельных магнитных материалов, включая соединения редкоземельных материалов, весьма актуально в связи возрастанием логистических проблем в масштабах России и Евразии. В данной работе затронуты следующие аспекты: Разработка теоретической модели расчета магнитолевитационного подвеса трассы МЛТ на основе высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) и редкоземельных постоянных магнитов (РЗПМ); конструирование и изготовление макетов трассы МЛТ в вакууме (ВМЛТ) и в атмосфере (АМЛТ). Экспериментальное изучение силовых характеристик вертикальной и латеральной (боковой) устойчивости движения МЛТ на трассе. Конструкторские разработки по созданию модели микрокриогенной каскадной системы охлаждения для последующего конструирования систем МЛТ без расходования сжиженных газов. Разработка программно-аппаратного комплекса для управления процессом движением макета ВМЛТ и АМЛТ, в том числе с применением гравитационного и электромагнитного принципов разгона и торможения. Экспериментальное исследование скорости, устойчивости и энергетической эффективности движение макета в режимах ВМЛТ и АМЛТ. Разработка принципов процесса рекуперации энергии при разгоне и торможении макета ВМЛТ. Прогнозирование основных параметров перспективной линии МЛТ на основе принципов масштабирования, выработанных в результате обобщения исследований макетов МЛТ.
Ключевые слова: магнитолевитационный транспорт, ВТСП, YBaCuO, сверхпроводимость второго рода, NdFeB, гравитационный разгон и торможение, рекуперация энергии.
Финансирование: Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ, НТУ «Сириус», ОАО «РЖД» и Образовательного Фонда «Талант и успех» в рамках научного проекта № 20-37-51005.
Автор для переписки: Карпухин Денис Александрович, interceptor1986@mail.ru
Литература
1. Терентьев Ю.А., Филимонов В.В., Шавров В.Г., Коледов В.В., Фонгратовски С.В., Суслов Д.А., и др. Текущее состояние и перспективы развития интегральной транзитной транспортной системы (ИТТС) России на базе вакуумного магнитного левитационного транспорта (ВМЛТ). Транспортные системы и технологии. 2019. Т.5. №4. С.25-62. https://doi.org/10.17816/transsyst20195425-62
2. Bernstein P., Noudem J. Superconducting magnetic levitation: principle, materials, physics and models. Superconductor Science and Technology. 2020. V.33. №3. P.033001. http://doi.org/10.1088/1361-6668/ab63bd
3. U.S. Patent №6418857. Okano Makoto, Noriharu Tamada. Superconductive magnetic levitation transportation system. Application Date: 29.09.2000. Publication Date: 16.08.2002. 11 p.
4. Mattos L.S., Rodriguez E., Costa F., Sotelo G.G., De Andrade R., Stephan R.M. MagLev-Cobra operational tests. IEEE Transactions on applied superconductivity. 2016. V.26. №3. P.1-4. https://doi.org/10.1109/TASC.2016.2524473
5. Salter Robert M. Transplanetary subway systems. Futures. 1978. V.10. №5. P.405-416. https://doi.org/10.1016/0016-3287(78)90006-X
6. Fernandes J., et al. Superconductor joule losses in the zero-field-cooled maglev vehicle. IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2016. V.26. №3. P.1-7. https://doi.org/10.1109/TASC.2016.2528991
7. Gieras J.F. Ultra-high-speed ground transportation systems: Current Status and a vision for the future. Przeglad Elektrotechniczny. 2020. №9. P.1-7. http://doi.org/10.15199/48.2020.09.01
8. Богачев В.А., Терентьев Ю.А., Коледов В.В., Богачев Т.В. Новые Джунгарские Ворота для вакуумного магнитолевитационного транспортного коридора: историческая необходимость. Транспортные системы и технологии. 2019. Т.5. №3. С.36-44. https://doi.org/10.17816/transsyst20195336-44
9. Суслов Д.А., Шавров В.Г., Коледов В.В., Маширов А.В., Терентьев Ю.А.,
и др. Сопоставление термодинамической эффективности криогенных газовых и твердотельных магнитокалорических циклов. Челябинский физико-математический журнал. 2020. Т.5. №4-2. С.612-617 https://doi.org/10.47475/2500-0101-2020-1542010. Колесов К.А., Маширов А.В., Коледов В.В., и др. Определение параметров теплопередачи в механическом тепловом ключе для холодильной машины с магнитокалорическим. Челябинский физико-математический журнал. 2021 Т.6. №1. P.111-118. https://doi.org/10.47475/2500-0101-2021-16109
11. Карпухин Д.А., Петров А.О., Коледов В.В., Суслов Д.А., Шавров В.Г., и др. Твердотельные магнитные материалы для магнито-левитационного транспорта. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2021. №8. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.8.20
12. Патент РФ № 2782548. Терентьев Ю.А., Суслов Д.А., Коледов В.В., Карпухин Д.А., Петров А.О. Сверхпроводящая магнито-левитационная транспортная система. Дата заявки: 31.10.2022.
13. Самвелов А.В., Ясев С.Г., Москаленко А.С., Старцев В.В., Пахомов О.В. Интегральные микрокриогенные системы Стирлинга в составе криостатируемых фотоприёмных модулей на основе матриц длинноволновой ИК-области. Фотоника. 2019. Т.13. №1. С.58-64. https://doi.org/10.22184/FRos.2019.13.1.58.64
Для цитирования:
Карпухин Д.А., Петров А.О., Коледов В.В., Бугаев А.С., Суслов Д.А., Шавров В.Г., и др. Разгон, торможение и рекуперация энергии движения магнитолевитационного транспорта. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2022. №11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.11.5