MAGLEV TRENLERİ

Maglev kavramı, aslında günlük hayatta çok uzak olmadığımız bir kavram. Bildiğimiz gibi, iki mıknatısın eş kutupları birbirini iter. Alt alta uygun şekilde konulmuş iki mıknatıstan biri manyetik itme kuvvetlerinin etkisiyle diğerinin üzerinde hiçbir şeye değmeden havada durabilir. Maglev trenler de temelde bu ilkeyle çalışırlar. Maglev trenlerin altında mıknatıslar bulunur. Aynı zamanda maglev trenler için özel olarak üretilmiş tren raylarında da elektromıknatıslar bulunur. Elektromıknatıs, bir telin üzerinden elektrik akımı geçmesiyle oluşturulan manyetik alana sahip mıknatıstır.

Süperiletken Maglev trenleri havada tutmak için Meissner Etkisi özelliklerinden faydalanılır. Raylardaki elektromıknatısların yarattığı manyetik alan trenin havada kalmasını sağlar. Tren 100 km/s hıza ulaşana kadar tekerlekleri üzerinde gider ve bu hızdan sonra havada gitmeye başlar. Aracın sürüşü raylardaki diğer elektromıknatıslarla sağlanır. Raylardaki ve trendeki elektromıknatıslar çekme ve itme kuvvetleriyle treni ileri doğru sürerler. Akım arttırıldığında itme ve çekme kuvvetleri de artacağından tren hızlandırılabilir. Treni kaldırmanın yanında elektromıknatısların da çok yüksek manyetik alan yaratması gerekmektedir. Bunun için de süperiletken kablolar kullanılırlar. Bir süperiletken kablodan geçirebileceğiniz akım çok yüksektir. Bilindiği gibi bir bobinle yaratacağınız akım sarım sayısına ve bobinden geçen akıma bağlıdır. Bir bobinden bakır kablolarla çok yüksek akımlar geçiremeyeceğiniz gibi geçirebileceğiniz en yüksek akımın %30 değerini kablodan geçirirsiniz. Bakırdan yüksek akım geçirmek için kalınlığı arttırmanız gerekir; bu durumda sayım sayısını arttıramazsınız. Bu trenler de güvenlik önemli olduğundan ısınma da bir sorundur. Bir süperiletken kablodan 1 milyon Amper'e kadar akım geçirebilirsiniz. Bazı kuantum mekaniksel nedenlerden dolayı süperiletken kablo hiç ısınmaz. Ayrıca Meissner Etkisi o kadar güçlü bir kuvvet uygular ki tren raydan hiç çıkmaz.

Maglev sisteminde, yol boyunca sıralanan bobinlere değiştirilebilen frekansta alternatif akım verilir. Bu sayede, araçtaki mıknatısların kilitlendiği bir manyetik dalga oluşturulur. Trenin hızı ise, bobinlerdeki akım frekansına bağlıdır. Bu ilke etrafında iki farklı sistem geliştirilmiştir. Bunlardan birincisi ve Japon’ların geliştirmekte olduğu “itme modlu elektrodinamik(EDS)” sistemde, trendeki süperiletken mıknatıslar kullanılır. Bobinlerde etkileşim sonucu oluşan manyetik yastık, treni yaklaşık 15 cm havaya kaldırır. Trendeki süperiletkenlik mıknatıslar, bobinlerin yol boyunca oluşturdukları manyetik dalganın çekme ve itme kuvvetlerinin etkisiyle hareket eder. Aracın yolu ortalaması da bu itme-çekme kuvvetlerinin yardımıyla olur. Eğer araç, yolun bir tarafına doğru kayarsa, yakınlaştığı kenardaki bobinde itme kuvveti, uzaklaştığı kenardaki bobinde de çekme kuvveti oluşur. Diğer sistem ise Almanya’da geliştirilen “çekme modlu elektromagnetik(EMS)” sistemdir. Bu sistemde araçta süperiletken olmayan demir çekirdekli mıknatıslar bulunur. Bu mıknatıslar yolun altından tutturulmuş ferromanyetik mıknatıslarca yukarı doğru çekilir. Oluşan manyetik yastık sayesinde trenle yol arasında yaklaşık 1,5 cm ‘lik bir açıklık ortaya çıkar.