Maglev

Maglev er en forkortelse for magnetisk levitasjon og brukes om både en elektromagnetisk løftemekanisme, tog som svever over skinnegangen ved hjelp av denne mekanismen, og selve skinnegangen (magnet(sveve)bane). De magnetiske kreftene kan styres slik at de får en komponent som virker i kjøreretningen, slik at togets fart kan økes eller reduseres. Maglev-mekanismen fungerer dermed som en lineærmotor med evne til regenerativ bremsing.

Maglev-tog beveger seg lettere og mer stillegående enn hjulbaserte systemer. Kraften som trengs for levitasjon utgjør vanligvis en liten andel av det totale energiforbruket, det meste går til å overvinne luftmotstanden, slik som med andre typer høyhastighetstransporter. Maglev-tog holder fartsrekord for jernbanetransport, en ny rekord på 603 km/t på en teststrekning ble meldt til pressen av JR Tōkai i Japan 21. april 2015.^[1] Vakuumtube-togsystemer kan tillate maglev-tog å oppnå enda høyere hastigheter, men ingen slike baner er blitt bygget for kommersielt drift.

Man skjelner mellom tre maglev-teknologier:

• Elektromagnetisk, eller EMS (Electromagnetic Suspension): Tiltrekkende: Langsmed skinnegangen går en horisontal stålplate, og togets nedre sidepartier, som strekker seg ned under stålplaten, har elektromagneter som trekker seg opp mot stålplaten og dermed løfter toget.
• Elektrodynamisk, eller EDS (Electrodynamic Suspension): Frastøtende: Skinnegangen inneholder strømspoler som det induseres strømmer i og som dermed blir elektromagneter. Nær forbi disse passerer togets elektromagneter, som styres slik at kreftene mellom de to elektromagnetsettene blir løftende og ev. frem- eller tilbaketrekkende. (Se bildet til høyre)
• Inductrack: Frastøtende: Skinnegangen inneholder strømspoler som det induseres strømmer i når magneter under toget passerer. Interaksjonen mellom stasjonære og bevegelige magneter er frastøtende og gir løftekraft. Den kan også gi frem- eller tilbaketrekkende kraft hvis toget ikke bare bruker permanente magneter, men også noen intelligent styrte elektromagneter. Teknologien er meget lovende, men er hittil ikke forsøkt på tog i full skala.

Både EMS og EDS har ustabiliteter som krever nøyaktig styring av magnetismen. EMS-problematikken kjenner alle som har håndtert en magnet: Tiltrekningen øker dramatisk når magneten kommer nær jern. EDS får sin problematiske ustabilitet når farten øker.[1]

EDS krever at toget har sterke elektromagneter (med superleder som krever et komplisert kjøleanlegg). Derfor blir det på toget sterke magnetfelt som er farlige for personer med pacemaker. Slike sterke felt gir ikke de andre teknologiene.

Bare EMS kan holde toget svevende mens det står i ro, slik at hjul kan utelates. Inductrack løfter ved ca. 5 km/t, mens EDS løfter først ved ca. 100 km/t, og altså krever ganske normale hjul.

• Mindre slitasje på skinnegangen, dvs. billigere vedlikehold. Konvensjonelle tog, særlig høyhastighetstog, sliter svært mye på skinnegangen. I tillegg øker kravene til skinnegangens jevnhet osv. veldig med hastighetene. Derfor må Shinkansen mellom Tokyo og Osaka stenges hver natt for vedlikehold.
• Betydelig mindre støy ved moderate hastigheter, f.eks. slike som gjerne er aktuelle i lokaltrafikk – hvor støyen fra elektriske jernbaner hovedsakelig skyldes kontakten hjul–skinnegang (stål mot stål). Magnetbaner har ingen kurveskrik eller hvinende bremser. Togene ved magnetbanen i Beijing, som planlegges åpnet i 2016, oppgis å ha et støynivå på ca. 64 dBA Desibel-A), mot over 80 dBA for bybanevogn med samme hastighet og målt på samme avstand^[2].
• Ingen behov for å konstruere avanserte boggier som skal tåle høye hastigheter.

• Anleggskostnadene er høyere enn for konvensjonelle jernbaner.
• Ved høye hastigheter gjelder de samme fysiske lover som for konvensjonelle jernbaner, med bl.a. strenge krav til linjeføring.
• Ved hastigheter over ca. 200 km/t domineres støyen av aerodynamisk støy (vindsus)^[3]. Dermed blir de ikke mye mer støysvake enn konvensjonelle høyhastighetstog.
• De krever en helt ny infrastruktur, i tillegg til den eksisterende. Konvensjonelle høyhastighetstog kan derimot fullt ut bruke eksisterende infrastruktur. De kan kjøres sømløst mellom høyhastighetsbaner etter hvert som de bygges ut – og (riktig nok med redusert fart) eksisterende linjer.
• EMS-togene løftes bare ca. 10 mm over skinnegangen og krever derfor svært ryddige forhold.

Den første maglevlinjen (på 600 meter) ble åpnet i 1984 i Birmingham, men tekniske problemer gjorde at den ble nedlagt i 1995.

I Berlin ble en maglevlinje (M-Bahn) på 1,6 km testet i 1989-91, men brukt til regulær passasjertrafikk bare to måneder i 1991.

I Tyskland finner man Transrapid-Versuchsanlage Emsland ved Emsland som er et 31,5 km langt testpor for EMS-maglevtog.

I Shanghai åpnet en 30 km lang maglevlinje i Pudongdistriktet til hovedflyplassen i 2002. Det er Transrapidteknologien benyttes på Shanghai-banen.^[4]

I Japan finnes Linimo-linjen, en 8,9 km lang bylinje (for maks. 100 km/t), og Yamanashi-testlinjen på 18,4 km, hvor man har testet EDS-tog i opptil 581 km/t.

• Transrapid
• Transrapid-Versuchsanlage Emsland
• Shanghais Maglevbane
• Chuo Shinkansen

• International Maglev Board: Info, Photos (engelsk)
• How Maglev trains work Arkivert 24. april 2006 hos Wayback Machine. (engelsk)
• Magnetic Levitation for Transportation Arkivert 8. mai 2010 hos Wayback Machine. (engelsk)
• Om maglev i USA Arkivert 4. april 2005 hos Wayback Machine. (engelsk)
• Diverse maglev-artikler (engelsk)
• 21st Century Science & Technology Magazine (engelsk – mindre teknisk)
• Introduksjonsartikkel fra The Monorail Society (engelsk)
• The Science of Maglev fra The American Almanac (engelsk)
• Tekniske detaljer om Inductrack (engelsk)