Az akár 600 km/órás sebességet elérő mágneses és szuperexpressz vonatok jobb alternatíváját kínálják a repülőgépeknek és az autóknak, lendületet adnak a gazdasági fejlődésnek, mindemellett csökkentik az utazási időt és a kibocsátást.
A mágneses vonatokat az 1960-as évektől kezdődően kezdték fejleszteni abból a célból, hogy gyorsabb, hatékonyabb és környezeti szempontból fenntarthatóbb közlekedési eszközként szolgáljanak. A népesség és az utazás iránti vágy folyamatos növekedése soha nem látott igényt támaszt a futurisztikus közlekedési megoldások iránt.
Cikkünkben a lebegő mágnesvonatok világába kalauzoljuk olvasóinkat, bemutatjuk, hogyan vált az álom valósággá, továbbá ismertetjük a szuperexpressz vasutak működési elvét és a fejlesztésük legfontosabb mérföldköveit.
A mágneses és szuperexpressz vonatok története
A világ legrégebbi, folyamatosan kiadott enciklopédiája szerint a mágnesvonat egy „földi közlekedésre szolgáló lebegő jármű, amelyet az elektromágneses vonzás vagy taszítás tart a levegőben”. A mágnesvonatot más néven „lebegő mágnesvonatként” is szokták emlegetni. A nagy sebességű mágnesvasút esetében a vonat nem érintkezik közvetlenül a sínpályával, hanem mágneses levitáció és meghajtás révén siklik zökkenőmentesen a pálya felett. A súrlódás hiánya teszi lehetővé, hogy a mágnesvonatok egyre nagyobb sebességet érjenek el.
Már az 1900-as évek elején megfogalmazódott a gondolat, hogy a mágneses levitáció elvét alkalmazni lehetne a közlekedésben – ennek koncepcióját elsőként Robert Goddard amerikai professzor és feltaláló, valamint a francia születésű amerikai mérnök, Emile Bachelet dolgozta ki. Ugyanakkor a közlekedési eszközként használható mágnesvonatok kifejlesztésére egészen az 1960-as évekig kellett várni. A technológiát a brookhaveni James Powell és Gordon Danby dolgozta ki. Ők jegyezték be az első szabadalmat mágneses erővel lebegtetett vonat tervére. Powellnek egy közlekedési dugóban ötlött eszébe a gondolat, hogy kell hogy legyen alternatívája a szárazföldi utazáshoz használt normál vonatoknak és autóknak.
A mágneses és szuperexpressz vonatok sebessége
Jelenleg a leggyorsabb közlekedési eszközként üzemelő mágnesvonat Sanghajban található, amelynek legnagyobb sebessége mintegy 430 km/óra. Próbaüzemük alatt azonban a mágnesvonatok ennél magasabb sebességet is elértek. Japánban például az L0 szériájú SCMaglev elérte a 603 km/órás sebességet.
A szuperexpressz vonatokra rátérve, David Laitch 2022-es filmje, A gyilkos járat felkeltette a tudományos-fantasztikus témák kedvelőinek érdeklődését az iránt, hogy vajon a valóságban is létezik-e ilyen közlekedési eszköz. Bár a filmben szereplő vonat csupán kitaláció, nagyban hasonlít a köznyelvben csak golyóvonatként emlegetett japán szuperexpressz vonatra, amely egyike volt az első nagy sebességű vonatoknak. A hivatalosan sinkanszennek nevezett vonat 1964 óta van forgalomban, és több vasútvonalon üzemel, összekötve Japán nagyvárosait. Az ország jelenlegi leggyorsabb golyóvonata a JR East által üzemeltetett Hajabusza járat, amely Tohoku sinkanszen vonalán szállítja az utasokat. A japán szuperexpressz vonatok legnagyobb sebessége jelenleg 320 km/óra.
Hogyan működnek a mágneses és szuperexpressz vonatok?
„A világszerte több évtizedes múltra visszatekintő nagy sebességű vonat a világ legbiztonságosabb közlekedési eszköze. Japán volt az első nemzet, amely 1964-ben forgalomba állította az első nagy sebességű vonatot, a technológia azóta 10 milliárd utast szállított sérülés- és balesetmentesen!”
Az Egyesült Államokban üzemelő nagy sebességű vonatok
Miután kiderült, milyen gyorsan tudnak haladni ezek a turbóvonatok, felmerül a kérdés, hogyan is működnek, pláne annak tudatában, hogy egyébként a világ legbiztonságosabb közlekedési eszközei.
A nagy sebességű vonatok két jól elkülönülő csoportba sorolhatók: vannak a kerekeken gurulók és vannak azok, amelyek dacolnak a konvenciókkal. A mágnesvonat egyike azoknak, amelyek nem rendelkeznek kerekekkel, mert elektromágneses erő hajtja a vonatot a pálya felett. A mágnesvonatokban különleges szupravezető mágnesek találhatók, amelyek -250 Celsius-fokra lehűtve a hagyományos mágneseknél tízszer erősebb mágneses mezőt hoznak létre. Ez az erő teszi lehetővé, hogy a vonat a levegőbe emelkedjen és kerekek nélkül haladjon. A súrlódás hiánya lehetővé teszi, hogy ezek a vonatok játszi könnyedséggel érjenek el elképesztő sebességeket.
Egy másik vonat, amely a mágneses levitáció elvén működik, a Hyperloop. Ebben a rendszerben csővezetékek kötik össze egymással a földgolyó különböző pontjain létesített közlekedési csomópontokat, és a csővezetékeken belüli vákuumban kapszulák mozognak hihetetlen gyorsasággal. A csökkentett légellenállás és az alacsony nyomású környezet lehetővé teszi a Hyperloop energiahatékony működését.
A kerekeken guruló nagy sebességű vonatok közül a maga 574,8 km/órás sebességével a francia TGV a világ leggyorsabb gördülő vasútja. Ezt a rekordsebességet 2007. április 3-án érte el az új LGV Est, és ez idáig még nem sikerült túlszárnyalni. A nagy sebességű vonatok különböző típusairól a 6 legfontosabb vasúti innovációt tárgyaló cikkünkben olvashat részletesebben.
Gyors vonatok a fenntarthatóság jegyében
Ahogy a világ egyre inkább a fenntarthatóbb jövő irányába mozdul, a mágneses és szuperexpressz vonatok kiemelkedő szerepet játszanak a közlekedésből származó széndioxid-kibocsátás csökkentésében. Ezek a vonatok a közép- és hosszú távú utazás terén vonzó alternatívát kínálnak a légi és közúti közlekedéssel szemben, ezáltal jelentősen hozzájárulnak az éghajlatváltozás megállításáért tett erőfeszítésekhez.
A mágnesvonatokban használt elektronikus meghajtórendszerek például csökkentik a fosszilis üzemanyagok felhasználását és korlátozzák a károsanyag-kibocsátást, fenntartható közlekedési módot biztosítva az utazóközönség számára. Mivel a síneken nincs súrlódás, a mágnesvonatok általában kevesebb energiát igényelnek a sebesség fenntartásához, a regeneratív fékrendszer pedig újra felhasználja azt az energiát, amely a hagyományos vonatoknál elveszne.
A Distrelec egyik beszállítója a Siemens, a Siemens Mobility Velaro Novo nagy sebességű innovációja pedig egy olyan vonat, amely „fenntarthatóvá teszi a sebességet”. Az alacsony energiafogyasztású jármű energiahatékony meghajtórendszerei révén növeli a fenntarthatóságot, amelyek hozzájárulnak ahhoz, hogy a korábbi Velaro modelleknél 30%-kal kevesebb energiát fogyaszt, évente 1375 tonnával csökkentve a széndioxid-kibocsátást.
A nagy sebességű vasút jövője
A jövőre vonatkozó előrejelzések szerint a mágneses és szuperexpressz vonatok döntő szerephez jutnak majd a globális közlekedés forradalmasításában. Kivételes sebességük, hatékonyságuk és fenntarthatóságuk révén vonzó megoldást kínálnak a növekvő urbanizáció és a gyorsabb, zöldebb közlekedés iránti igény támasztotta kihívásokra.
A mérnöki tudomány és a technológia fejlődése folyamatos lendületet biztosít a nagy sebességű vonatok fejlesztéséhez. Az elkövetkezendő években valószínűleg tovább növekszik majd sebességük, javul energiahatékonyságuk és bővül biztonsági funkcióik köre. A mágneses levitációs technológiához hasonló területeken zajló kutatás-fejlesztésnek köszönhetően egészen biztosan tanúi lehetünk majd a sebességrekordok megdöntésének és az utazási élmény még kellemesebbé válásának.
Mivel egyre erősödik a kereslet a gyorsabb, innovatívabb és fenntarthatóbb utazási módok iránt, a modern mérnöki tudomány e csodái kétségtelenül formálni fogják a következő generációk közlekedését.
