Current Status and Prospects for the Development of the Integrated Transit Transport System (ITTS) of Russia on the Basis of Vacuum Magnetic Levitation Transport (VMLT)

Cover Page
  • Authors: Terentyev Y.A.1, Filimonov V.V.1, Shavrov V.G.2, Koledov V.V.2, Fongratowski S.V.2, Suslov D.A.2, Kovalev K.L.3, Ilyasov R.I.3, Poltavets V.N.3, Malinetskiy G.G.4, Kurenkov P.V.5, Nizhelskiy N.A.6, Fomin V.M.7, Nalyvaichenko D.G.7, Bogachev V.A.8, Solomin V.A.8, Kamynin A.V.9, Drozdov B.V.10, Sysoev M.A.6, Yаsev S.G.11, Samvelov А.V.11, Tochilo V.V.1, Moiseenko V.L.1, Osipov V.M.1, Alfimov A.V.12, Brazhnik P.A.13, Bogachev T.V.14
  • Affiliations:
    1. LLC “Scientific and production center “Cryogenic energy”
    2. Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics RAS
    3. Moscow Aviation Institute (MAI)
    4. Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН
    5. Russian University of Transport (MIIT)
    6. Bauman Moscow State Technical University (BMSTU)
    7. Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics, SB RAS
    8. Rostov State Transport University
    9. JSC " Spetsmagnit"
    10. JSC "Scientific research Institute information and analytical technologies»
    11. JSC "OKB "ASTRON"
    12. JSC "Moscow design Bureau" Compass"
    13. National research center "Kurchatov Institute»
    14. Rostov State Economic University
  • Issue: Vol 5, No 4 (2019)
  • Pages: 25-62
  • Section: Review
  • URL: https://transsyst.ru/transsyst/article/view/18561
  • DOI: https://doi.org/10.17816/transsyst20195425-62
  • Cite item

Abstract


New economy - an innovative economy - forms new challenges and new solutions in all spheres of human activity. A key feature of the new economic ties is their global nature.

Transport systems based on existing technologies cannot provide the necessary growth of new economic ties and the effective provision of the existing business. New transport systems based on new technologies for transporting goods and passengers in compliance with the principles of energy and financial efficiency, as well as environmental safety, create the foundation for sustainable development of countries and regions, including improving the quality of life of the population and human potential.

The rapid speed economic is been formed for nowadays commercial transportation communication. And a realization of any transport project has always tight connection and mutually conditioned with another project type – energetics. So, the problem of energy efficiency and energy supply becomes a key factor of a choice of the most energy efficiency of a base system in any transport complex!

Aim: The purpose of this article is to provide an alternative solution - the Integrated transit transport system (ITTS) of the Russian Federation based on the energy save technologies of Vacuum magnetic levitation transport (VMLT).

Methods: The article discusses organizational, technical, energy efficient, logistic and economic solutions in the field of high-speed land corridors and "energy pipelines" projects, created on the basis of the latest vacuum magnetic levitation transport (VMLT) technologies.

Experimental stands used are described, an overview of practical results obtained in laboratory and production equipment, and preliminary results of VMLT prototypings  based on a miniature route of rare-earth magnets and “leviters” based on ceramics from a high-temperature superconductor, possibilities, prospects and the first experimental results of development are presented. of the main critical elements of the WMLT technology.

The paper describes the results of using modern additive manufacturing technologies (3d printing) to create a system model, microcryogenic systems, HTSC and REM "nitrogen" temperature levels to create trace elements and system models, with the ability to scale to the current full-size model of the next generation.

Results: The presented calculations show the practical possibility of further development and implementation of this project, as well as its very high effectiveness compared to existing systems in terms of practical application, economic, manufacturing, energy efficiency and environmental safety.


Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Процессы грузовых и пассажирских перевозок сегодня выходят на уровень основных составляющих экономической деятельности. Данные процессы напрямую связаны с функционированием и развитием рынков от туризма до тяжелой промышленности не только отдельных стран, но и регионов.

Переход общества на новый технологический уклад обуславливает появление соответствующей системы экономических отношений, при которых категория времени выступает одним из основных критериев эффективности не только при оценке информационных потоков, но и на традиционном рынке товаров и услуг. По существу, в настоящее время активно формируется экономика высоких скоростей, крайне необходимых для современных торгово-транспортных коммуникаций. [1], а реализация любого транспортного проекта всегда тесно связана и взаимно обусловлена развитием другого проекта MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ энергетического. Транспортный и энергетический проекты составляют неразделимую технико-экономическую пару. С учетом ввода к 2020 году в России дополнительных энергетических мощностей в объеме 165 ГВт, транспорт России будет потреблять при инновационном сценарии развития 54 ГВт мощности (это больше всей ныне установленной мощности всех ГЭС России) [2].

Таким образом, проблема экономии энергии и энергосбережения становятся ключевым фактором выбора наиболее эффективных базовых систем в любом транспортном комплексе!

В настоящее время глобальный, а также осуществляемый, например, в рамках евразийского континента, грузооборот в большей степени обеспечивается использованием морских путей, фактически контролируемых США и Великобританией, как в части поставок энергоносителей и сырья, так и поставок конечных товаров. Россия набирает темпы развития в этой области [3]. На Севере у РФ имеется значительное географическое преимущество, подкрепленное внушительным оборонным потенциалом. Самое главное MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ Россия единственная страна, располагающая мощным ледокольным флотом, чтобы уверенно справляться с задачей поставки грузов из Азии в Европу (и обратно), из России в другие регионы.

 

Рис. 1. Северный и Южный морские пути [4]

 

Северный морской путь очень удобен. По нему можно с минимальными затратами перевозить грузы по маршруту Европа MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ Азия. И европейские компании это прекрасно понимают, но пока делают выбор в пользу политики. Между тем, Россия планирует сделать Севморпуть еще более привлекательным. Как заявили в «Госкорпорации Росатом», на это будет потрачено 7 млрд. долларов. При этом грузопоток должен составить около 72 млн. тонн грузов в год [3]. Росатом собирается стать одним из 15 крупнейших морских перевозчиков в мире. Он планирует доставлять грузы из Юго-Восточной Азии в Европу по Северному морскому пути, перехватив часть грузов с южного пути MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ из Азии в Европу через Тихий и Индийский океаны, Суэцкий канал, Средиземное море и Гибралтарский пролив. Грузопоток южного пути составляет примерно 1 млрд. тонн в год, в том числе 570 млн. тонн контейнерных грузов, Росатом рассчитывает на 72 млн. тонн грузов в год, в основном контейнерных MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ 43 млн. тонн.

Современные реалии международной политики в рамках использования и развития транспортно-логистических систем, создают угрозы как для глобальной, так и для экономик развивающихся стран, в значительной степени стран БРИКС, лишая через санкции и технологические ограничения конкурентоспособности в производственной логистике и конечных поставках.

Доставлять грузы Северным морским путем действительно намного быстрее, чем южным, но экономия в деньгах "будет частично съедаться из-за дорогих ледокольных услуг", к тому же в ледовых условиях сроки могут непредсказуемо меняться [3]. Также морские поставки даже по более короткому пути считаются уже сейчас неприемлемо долгими по сравнению с другими и возможными предлагаемыми нами альтернативными, более быстрыми и экономичными транспортными коридорами [4 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ 10].

Современная экономика грузоперевозок строится на расчётах по транспортировке груза, эквивалентного одному стандартному двадцатифутовому контейнеру (1 TEU). Как уже отмечалось, грузопоток южного морского пути составляет примерно 1 млрд. тонн в год, в том числе 570 млн. тонн контейнерных грузов, Используя Северный морской путь, можно на 10 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ 32 % сократить время в пути из крупнейших азиатских портов (Гонконг, Шанхай, Йокогама, Пусан, Тяньцзинь) в главные европейские гавани (Роттердам, Копенгаген, Гавр, Саутгемптон, Гамбург), и при нетрадиционных способах транспортировки [10] сократить его ещё больше и сделать СМП круглогодичным, а по экономичному и энергоэффективному сухопутному маршруту ИТТС на базе ВМЛТ товары можно доставлять за срок менее суток, при сопоставимой с Южным коридором пропускной способности, но при минимальных энергетических затратах вплоть до 14 кДж/т-км перевозимого груза.

При этом Китай, как одна из крупнейших экономик Мира, формирует диверсифицированный подход к импорту сырья и экспорту собственных товаров, MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ концепт нового «Шелкового пути» как для повышения экономической эффективности собственных компаний, так и для обеспечения собственной транспортно-логистической безопасности [11, 12].

 

Рис. 2. Схема основных транспортных потоков Экономического Пояса Шелкового Пути (ЭПШП) [9]

 

В рамках поставок грузов пока наиболее оптимизированным выглядит железнодорожная поставка, которая, несмотря на непомерно высокие по сравнению с морской, энергетические затраты на перевозку [6 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ 13], потенциально, всё-таки имеет меньшие сроки поставки (до 16 дней по ЭПШП), в сравнении с Южным морским коридором, а именно это сейчас всё чаще имеет решающее значение. Но технологические пределы энергетически приемлемой скорости развития традиционного железнодорожного транспорта, по мнению экспертов, составляют не более 500 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ 600 км/ч [14 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ 17], что сейчас уже явно недостаточно.

Таким образом, складывается картина, в которой выгода от географического расположения России на перекрестке торговых путей между Востоком и Западом, может быть огромной, но для достижения нового уровня транспортных услуг, необходимо решить актуальную научно-техническую проблему: резкого сокращения цены, энергетических затрат и времени перевозок по суше в масштабах, по крайней мере Евразийского материка. И одними из наиболее перспективных решений в области развития высокоскоростных технологий транспортно-логистических систем представляются проекты в области не только атмосферного (АМЛТ) [14 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ 18], но и вакуумного магнитолевитационного транспорта (ВМЛТ) [6 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ 10, 19 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ 25].

Как нами уже отмечалось ранее [7 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ 10], сокращение сроков доставки грузов через, например, Панамский канал, с традиционных морских, около 30 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ 46 суток, до примерно 15 по «подлёдному СМП», или до, примерно менее 1 суток по коридору на базе ВМЛТ, будет привлекательно для грузоотправителей даже при возможном удорожании стоимости перевозки грузового эквивалента в 1 TEU до, например S1000 из-за ещё большей экономии на уменьшении срока обслуживания кредита, а на базе ВМЛТ можно будет, например, создать новую транспортную концепцию мощных и экономичных, так называемых «энергопроводов». Они смогут поставлять различного класса энергоносители (нефть, бензин, дизельное топливо, нефтепродукты, СПГ и пр.) со скоростями перемещения порядка 6500 км/час (1800 м/с), на расстояния тысячи и десятки тысяч километров, Рис. 3, практически без ощутимых транспортных потерь, при затратах энергии менее 0,004 кВт ч/т км, что является на сегодня наилучшим из прочих конкурентных вариантов [7, 8].

 

Рис. 3. Вариант концепции сверхмощного и сверхскоростного «энергопровода» гига- и тераваттного класса мощности [11]

 

Отдельной составляющей, влияющей на развитие и транспортной инфраструктуры и логистических систем, является развивающая международная интернет торговля. Сегодня до 28 % товарооборота в КНР, порядка 13 % в США, приходятся на интернет торговлю, обеспеченную транспортно-логистическими сервисами [21]. Примером эффективного построения новых транспортных и логистических систем является, например, деятельность компании Amazon (США) [22], и он доказывает оправданность и эффективность развития новых технологических решений, в данном случае на основе таких же беспилотных, как и у ВМЛТ, технологий.

Исходя из этого, в ряде стран, в том числе и в России, сегодня осуществляется лабораторная отработка базовых принципов АМЛТ и ВМЛТ [7 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ 10, 14 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ 16, 19 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ 30].

Так, в МАИ [26 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ 27], были проведены необходимые обосновывающие расчётно-теоретические и экспериментальные работы, созданы методики расчёта и реальные образцы действующих моделей атмосферного магнито-левитационного транспорта MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ АМЛТ на основе высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) (Рис. 4).

 

Рис. 4. Действующая модель АМЛТ изготовленная в МАИ. Магнитный ВТСП подвес грузоподъемностью 500 кг [26]

 

Методики, описанные в [26] были использованы нами при расчётно-экспериментальном моделировании элементов и технологий взаимодействия трассы, которая также включает бесконечно длинный ненасыщенный μ Fe MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaaeWaaeaacq aH8oqBdaWgaaWcbaGaamOraiaadwgaaeqaaOGaeyOKH4QaeyOhIuka caGLOaGaayzkaaaaaa@3E7C@ ферромагнитный магнитопровод, через который замыкается магнитное поле одного или нескольких ВТСП магнитов (М), расположенных на нем и разделенных друг от друга определённым расстоянием и ВТСП подвеса - левитера.

Над поверхностью М левитирует криостат с «объёмными» или «массивными» ВТСП элементами. Расчет электромагнитных полей и сил левитации и в подобных магнитных ВТСП системах, также в значительной степени определяемых их конфигурацией, сводится к решению обобщенной задачи Неймана MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ Дирихле, результаты которого были рассмотрены нами ранее [28].

В настоящей работе мы расскажем о планах возможного развития в ближайшем будущем данных модификаций схем ВМЛТ, где вместо постоянных магнитов в магнитных подвесах с массивными ВТСП элементами возможно использование других магнитных систем с рейстрековыми обмотками. В этом случае описанный ранее алгоритм расчета сил левитации ПЭ в магнитном поле остается аналогичным приведенному в [28]. Изменяется только алгоритм расчета магнитных полей в системе с рейстрековыми обмотками, так как данный вариант линейного магнитного ВТСП подвеса может быть реализован на основе использования вместо РЗМ длинных рейстрековых катушек с ферромагнитными сердечниками.

Pасчетная модель рассматриваемого магнитного ВТСП подвеса, также разработанная нашими коллегами из МАИ, представляет собой бесконечно длинный магнитопровод с расположенной на нем системой электромагнитов с рейстрековыми обмотками. Как и ранее, будем считать, что ферромагнитное основание не насыщено и его относительная магнитная проницаемость μ˙Fe>>1. В этом случае поверхность ферромагнитного основания можно в первом приближении рассматривать как ферромагнитное зеркало, в котором отражается система рейс-трековых катушек вместе с сердечниками. Это позволяет при расчете рапределений магнитных полей перейти к рассмотрению геометрии системы рейс-трековых катушек с удвоенной толщиной. Можно показать, что в силу симметрии задачи магнитные силовые линии будут ортогональны поверхности, что обеспечивает выполнение требуемых граничных условий на поверхности ферромагнитного основания:

Hτ+=Hτ,Bn+=Bn . (1)

В дальнейшем считается, что толщина обмотки катушки ε мала по сравнению с -поперечными размерами сердечника L (ε << L) и ее можно заменить токовым слоем I= J кат ε MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamysaiabg2 da9iaadQeadaWgaaWcbaGaamOoeiaadcdbcaWGcraabeaakiabew7a Lbaa@3CBB@ , распределенным на боковой поверхности сердечника (здесь J кат MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ средняя плотность тока в обмотке рейс-трековой катушки). Принимается также, что магнитный момент сердечника постоянен по его сечению, направлен по оси y MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamyEaaaa@36F2@ и определяется средним (по объему сердечника электромагнита) значением магнитного поля:

My=M=const

С учетом сделанных замечаний расчет магнитного поля от основания магнитного подвеса сводится к решению двумерной задачи Зоммерфельда для одного магнита с последующим наложением решений для заданной системы магнитов. Как будет показано ниже, в этом случае алгоритм расчета системы путевых электромагнитов может быть проведен на основе тех же алгоритмов, что и для путевых магнитов на основе РЗМ. Действительно, уравнения Максвелла для задачи магнитостатики имеют вид:

rotH¯=J, divB¯=0. (3)

Вводя векторный потенциал магнитного поля A¯0,A с помощью соотношения B¯=rotA¯ и учитывая (2), уравнения (3) можно привести к уравнению Пуассона:

ΔA=μ0J. (4)

Так как в принятой постановке задачи обмотки заменены токовым слоем, то уравнение Пуассона (4) вне зоны токовых слоев сводится к уравнению Лапласа относительно А:

2 A x 2 + 2 A y 2 =0 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaaSaaaeaacq GHciITdaahaaWcbeqaaiaaikdaaaGccaWGbbaabaGaeyOaIyRaamiE amaaCaaaleqabaGaaGOmaaaaaaGccqGHRaWkdaWcaaqaaiabgkGi2o aaCaaaleqabaGaaGOmaaaakiaadgeaaeaacqGHciITcaWG5bWaaWba aSqabeaacaaIYaaaaaaakiabg2da9iaaicdaaaa@45A1@ . (5)

 

Из условия непрерывности нормальных компонент магнитной индукции Вn и разрыва касательных составляющих напряженности магнитного поля Hτ следует, что на горизонтальной и боковых границах сердечников электромагнитов (СЭ) выполняются следующие граничные условия соответственно:

A+=A, A y + = A y MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaaeWaaeaada WcaaqaaiabgkGi2kaadgeaaeaacqGHciITcaWG5baaaaGaayjkaiaa wMcaamaaBaaaleaacqGHRaWkaeqaaOGaeyypa0ZaaeWaaeaadaWcaa qaaiabgkGi2kaadgeaaeaacqGHciITcaWG5baaaaGaayjkaiaawMca amaaBaaaleaacqGHsislaeqaaaaa@457D@ , при (xL и y=b ), (6)

 

A + = A MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamyqamaaBa aaleaacqGHRaWkaeqaaOGaeyypa0JaamyqamaaBaaaleaacqGHsisl aeqaaaaa@3AB7@ , 1 μ 0 A x + +M+I= 1 μ 0 A x MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaaSaaaeaaca aIXaaabaGaaiiVdmaaBaaaleaacaaIWaaabeaaaaGcdaqadaqaamaa laaabaGaeyOaIyRaamyqaaqaaiabgkGi2kaadIhaaaaacaGLOaGaay zkaaWaaSbaaSqaaiabgUcaRaqabaGccqGHRaWkcaWGnbGaey4kaSIa amysaiabg2da9maalaaabaGaaGymaaqaaiaacY7adaWgaaWcbaGaaG imaaqabaaaaOWaaeWaaeaadaWcaaqaaiabgkGi2kaadgeaaeaacqGH ciITcaWG4baaaaGaayjkaiaawMcaamaaBaaaleaacqGHsislaeqaaa aa@4EDB@ , (7)

 

при (x=L и y b MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaaqWaaeaaca WG5baacaGLhWUaayjcSdGaeyizImQaamOyaaaa@3CB0@ ).

 

Здесь индексы (+) и (-) относятся соответственно к зоне внутри СЭ и снаружи СЭ, b и L MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ соответственно высота и полуширина СЭ.

Из соотношений (5,6) следует, что на боковых границах СЭ (параллельных вектору M¯) функция А непрерывна, а ее нормальная производная терпит разрыв (скачок). Это позволяет перейти к решению задачи Неймана во всей плоскости {x, y} с заданными разрывами для A/n вдоль отрезков y =b MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaaqWaaeaaca WG5baacaGLhWUaayjcSdGaeyypa0JaamOyaaaa@3C01@ , x l MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaaqWaaeaaca WG4baacaGLhWUaayjcSdGaeyizImQaamiBaaaa@3CB9@ границы. Для построения аналитического решения задачи (7) вырежем границы y =b MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaaqWaaeaaca WG5baacaGLhWUaayjcSdGaeyypa0JaamOyaaaa@3C01@ , x l MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaaqWaaeaaca WG4baacaGLhWUaayjcSdGaeyizImQaamiBaaaa@3CB9@ контурами Г1 и Г2. Тогда для плоскости вне этих контуров функция A будет всюду непрерывна вместе со своими производными, а на границе контуров x =L MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaaqWaaeaaca WG4baacaGLhWUaayjcSdGaeyypa0Jaamitaaaa@3BEA@ и y b MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaaqWaaeaaca WG5baacaGLhWUaayjcSdGaeyizImQaamOyaaaa@3CB0@ будут выполняться следующие граничные условия задачи:

A n + A n = μ 0 (M+I) MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaaeWaaeaada WcaaqaaiabgkGi2kaadgeaaeaacqGHciITcaWGUbaaaaGaayjkaiaa wMcaamaaBaaaleaacqGHRaWkaeqaaOGaeyOeI0YaaeWaaeaadaWcaa qaaiabgkGi2kaadgeaaeaacqGHciITcaWGUbaaaaGaayjkaiaawMca amaaBaaaleaacqGHsislaeqaaOGaeyypa0JaeyOeI0IaaiiVdmaaBa aaleaacaaIWaaabeaakiaacIcacaWGnbGaey4kaSIaamysaiaacMca caaMc8oaaa@4EE4@ . (7)

В качестве дополнительного условия задачи Неймана выбрано условие затухания поля H¯ на бесконечности (т.е. r¯=x2+y2 при A=0 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamyqaiabg2 da9iaaicdaaaa@387A@ ). Используя функцию Грина для уравнения Лапласа, решение задачи (6) MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ (7) можно записать в виде:

 

A x,y = μ 0 (M+I) 4π L +L ln xL 2 + y y 0 2 ln x+L 2 + y y 0 2 d y 0 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamyqamaabm aabaGaamiEaiaacYcacaWG5baacaGLOaGaayzkaaGaeyypa0JaeyOe I0YaaSaaaeaacqaH8oqBdaWgaaWcbaGaaGimaaqabaGccaGGOaGaam ytaiabgUcaRiaadMeacaGGPaaabaGaaGinaiabgwSixlabec8aWbaa daWdXbqaamaacmaabaGaciiBaiaac6gadaWadaqaamaabmaabaGaam iEaiabgkHiTiaadYeaaiaawIcacaGLPaaadaahaaWcbeqaaiaaikda aaGccqGHRaWkdaqadaqaaiaadMhacqGHsislcaWG5bWaaSbaaSqaai aaicdaaeqaaaGccaGLOaGaayzkaaWaaWbaaSqabeaacaaIYaaaaaGc caGLBbGaayzxaaGaeyOeI0IaciiBaiaac6gadaWadaqaamaabmaaba GaamiEaiabgUcaRiaadYeaaiaawIcacaGLPaaadaahaaWcbeqaaiaa ikdaaaGccqGHRaWkdaqadaqaaiaadMhacqGHsislcaWG5bWaaSbaaS qaaiaaicdaaeqaaaGccaGLOaGaayzkaaWaaWbaaSqabeaacaaIYaaa aaGccaGLBbGaayzxaaaacaGL7bGaayzFaaGaamizaiaadMhadaWgaa WcbaGaaGimaaqabaaabaGaeyOeI0IaamitaaqaaiabgUcaRiaadYea a0Gaey4kIipaaaa@746E@  (8)

 Выражение (8) после несложных преобразований можно представить в следующем виде:

Ax,y=μ0(M+I)F(x,y), (9)

где Fx,y=14πA1x,yA2x,yA3x.y+A4x.y, а функции А1, А2, А3, А4 определяются из соотношений, приведенных в [28].

 

Используя (9), компоненты вектора магнитной индукции B¯Bx,Byи напряженности магнитного поля H¯Hx,Hy могут быть найдены из соотношений:

B x = y A x,y ; B y = x A x,y ; H x = 1 μ 0 B x ; H y = 1 μ 0 B y M y . MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqbaeqabeGaaa qaauaabeqabiaaaeaadaGabaqaauaabaqaceaaaeaacaWGcbWaaSba aSqaaiaadIhaaeqaaOGaeyypa0ZaaSaaaeaacqGHciITaeaacqGHci ITcaWG5baaaiaadgeadaqadaqaaiaadIhacaGGSaGaamyEaaGaayjk aiaawMcaaiaacUdaaeaacaWGcbWaaSbaaSqaaiaadMhaaeqaaOGaey ypa0JaeyOeI0YaaSaaaeaacqGHciITaeaacqGHciITcaWG4baaaiaa dgeadaqadaqaaiaadIhacaGGSaGaamyEaaGaayjkaiaawMcaaiaacU daaaaacaGL7baaaeaadaGabaqaauaabaqaceaaaeaacaWGibWaaSba aSqaaiaadIhaaeqaaOGaeyypa0ZaaSaaaeaacaaIXaaabaGaeqiVd0 2aaSbaaSqaaiaaicdaaeqaaaaakiaadkeadaWgaaWcbaGaamiEaaqa baGccaGG7aaabaGaamisamaaBaaaleaacaWG5baabeaakiabg2da9m aalaaabaGaaGymaaqaaiabeY7aTnaaBaaaleaacaaIWaaabeaaaaGc caWGcbWaaSbaaSqaaiaadMhaaeqaaOGaeyOeI0IaamytamaaBaaale aacaWG5baabeaakiaac6caaaaacaGL7baaaaaabaaaaaaa@67B5@ (10, 11)

 

Расчет магнитных полей для системы из n (по оси x) рейстрековых катушек с сердечником проводится с использованием метода суперпозиции решений (11), сдвинутых по оси х на соответствующее расстояние с центров катушек от геометрической оси симметрии:

A Σ = μ 0 (M+I) F Σ (x,y) MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamyqamaaBa aaleaacqqHJoWuaeqaaOGaeyypa0JaeyOeI0IaeqiVd02aaSbaaSqa aiaaicdaaeqaaOGaaiikaiaad2eacqGHRaWkcaWGjbGaaiykaiaadA eadaWgaaWcbaGaeu4OdmfabeaakiaacIcacaWG4bGaaiilaiaadMha caGGPaaaaa@4771@ , где FΣ(x,y)=i=1nFi(x,y).

В частности, для случая системы из двух и трех катушек выражения для A Σ MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamyqamaaBa aaleaacqqHJoWuaeqaaaaa@386A@ задаются соотношениями, также приведенными нами ранее в [28].

Для учета магнитных свойств ферромагнитных сердечников электромагнитов используется следующий приближенный подход. Магнитные свойства ферромагнитного сердечника B H MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamOqamaabm aabaGaamisaaGaayjkaiaawMcaaaaa@3911@ , M H MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamytamaabm aabaGaamisaaGaayjkaiaawMcaaaaa@391C@ аппроксимируются двумя кусочно-линейными функциями, где область ННкр характеризует свойства ненасыщенного ферромагнитного сердечника, область Н> Н кр MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamyheiabg6 da+iaad2bbdaWgaaWcbaGaamOoeiaadcebaeqaaaaa@3A00@ MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ магнитные свойства ферромагнитного сердечника, находящегося в режиме насыщения. Величина магнитного момента М сердечника, определяемого на основе уравнения:

 

B ¯ = μ 0 H ¯ + M ¯ MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGabmOqayaara Gaeyypa0JaeqiVd02aaSbaaSqaaiaaicdaaeqaaOWaaeWaaeaaceWG ibGbaebacqGHRaWkceWGnbGbaebaaiaawIcacaGLPaaaaaa@3EB9@ , (12)

рассчитывается как:

M= M кр H H кр при H y H кр M кр при H y > Н кр MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamytaiabg2 da9maaceaaeaqabeaacaWGnbWaaSbaaSqaaiaadQdbcaWGaraabeaa kmaalaaabaGaamisaaqaaiaadIeadaWgaaWcbaGaamOoeiaadcebae qaaaaakiaayIW7caaMe8UaaGjbVlaab+dbcaqGarGaaeioeiaaysW7 caaMe8UaaGjbVlaadIeadaWgaaWcbaGaamyEaaqabaGccqGHKjYOca WGibWaaSbaaSqaaiaadQdbcaWGaraabeaaaOqaaiaad2eadaWgaaWc baGaamOoeiaadcebaeqaaOGaaGzbVlaaywW7caaMc8UaaGPaVlaab+ dbcaqGarGaaeioeiaaysW7caaMe8UaaGjbVlaadIeadaWgaaWcbaGa amyEaaqabaGccqGH+aGpcaWGDqWaaSbaaSqaaiaadQdbcaWGaraabe aakiaaykW7aaGaay5Eaaaaaa@6785@ , (13)

где Мкр=Hкр(μ*кр1), μ*кр=Bкр/μ0Hкр.

В рамках принятых допущений величина относительной магнитной проницаемости ферромагнитного сердечника μ*Fe=μFe/μ0 будет определяться из следующих соотношений:

 

μ*Fe=μ*крприННкр;μ*Fe=FI+MкрFI+MкрMкрприН>Нкр  (14)

В первом приближении значение M можно определить по средней в сердечнике электромагнита величине магнитного поля. Тогда из (9) MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ (14) можно получить следующее общее соотношение для определения среднего по объему сердечника момента М:

M=IF'ср(μ*Fe1)μ*FeF'ср(μ*Fe1), (15)

где F'ср=F'Σ(x,y)=FΣx,y/x.

Из (15) при кусочно-линейной аппроксимации свойств материала ферромагнитопровода для ненасыщенного сердечника (при ННкр) можно получить следующее значение M:

M=IF'ср(μ*кр1)μ*крF'ср(μкр1) (16)

Для случая насыщенного сердечника (при Н>Нкр) из (15) с учетом (13) можно получить следующее соотношение для расчета относительной магнитной проницаемости сердечника:

 μ*Fe=F'срI+MkpF'срI+MkpMkp (17)

Из (15), используя соотношения для параметров ферромагнитного сердечника в критической точке перелома (при Н=Нкр), можно получить соответствующую этой точке величину критического тока I кр MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamysamaaBa aaleaacaWG6qGaamiqeaqabaaaaa@387A@

 

I кр = H кр μ * Fe F ср ( μ * Fe 1) / F ср MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamysamaaBa aaleaacaWG6qGaamiqeaqabaGccqGH9aqpdaWcgaqaaiaadIeadaWg aaWcbaGaamOoeiaadcebaeqaaOWaamWaaeaadaWfGaqaaiabeY7aTb WcbeqaaiaacQcaaaGcdaWgaaWcbaGaamOraiaadwgaaeqaaOGaeyOe I0IabmOrayaafaWaaSbaaSqaaiaadgebcaWGaraabeaakiaacIcada WfGaqaaiabeY7aTbWcbeqaaiaacQcaaaGcdaWgaaWcbaGaamOraiaa dwgaaeqaaOGaeyOeI0IaaGymaiaacMcaaiaawUfacaGLDbaaaeaace WGgbGbauaadaWgaaWcbaGaamyqeiaadcebaeqaaaaaaaa@5089@ . (18)

 

Соотношение (18) позволяет при заданной плотности тока в обмотках рейстрековой катушки Jкат и, следовательно, известной величине тока I, определить режим работы ферромагнитного сердечника магнитной системы ВТСП подвеса (при IIкр MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ ненасыщенный магнитопровод, при I>Iкр MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ магнитопровод работает в режиме насыщения). Из соотношения (15) можно определить также эквивалентный ток Iэкв, при котором магнитные характеристики системы ВТСП подвеса с рейс-трековыми катушками эквивалентны соответствующим параметрам магнитной системы на основе постоянных магнитов из РЗМ с магнитным моментом M РЗМ MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamytamaaBa aaleaacaWGGqGaam4feiaadYbbaeqaaaaa@38E0@

Iэкв=MРЗМμ*FeF'ср(μ*Fe1)/μ*Fe. (19)

 

Таким образом, используя соотношения (13) MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ (17), можно приближенно учесть степень насыщения ферромагнитного сердечника при расчете магнитных полей и сил левитации в ВТСП подвесе с рейс-трековыми обмотками возбуждения. Далее на основе полученных распределений магнитных полей проводится расчет левитационных характеристик электромагнитного ВТСП подвеса с рейстрековыми катушками согласно алгоритму и расчетных соотношений, приведенных ранее в [28].

На Рис. 5 представлен характерный образец результата расчётов, проведенных по этой методике для реальной существующей трассы постоянными РЗМ магнитами на основе NdFeB.

 

Рис. 5. Результаты расчёта конфигурации магнитного поля (в Тл по оси y и в мм по оси х) над рабочей поверхностью одного из макетов трассы ВМЛТ на основе постоянных магнитов на основе NdFeB

 

На Рис. 6 результаты расчёта следующей инновационной конфигурации схемы ВМЛТ, в которой при замене ранее рассмотренной трассы из постоянных РЗМ магнитов на основе NdFeB, на ВТСП рейс-трековые катушки открываются новые предпосылки для организации и исследования ещё более оптимального одновременного сочетания сил и вертикальной и боковой стабилизации при движении модели капсулы ВМЛТ над трассой из комбинации подложки, дистанционирующих промежутков и рейс-трековых ВТСП катушек.

 

Рис. 6. Результаты расчёта конфигурации магнитного поля (в Тл по оси y и в мм по оси х) над рабочей поверхностью одного из макетов трассы ВМЛТ

 

Для последующего сопоставления результатов расчёта и эксперимента, анализа, возможной адаптации и корректировки методик для применения в расчётах вакуумного МЛТ, были проведены работы по исследованию (после соответствующей адаптации и доработки), применимости ряда имеющихся измерительных стендов и методик для получения необходимых для этого экспериментальных результатов.

В частности, автоматизированная установка трёхмерной Холловской магнитометрии (Рис. 7).

 

Рис. 7. Автоматизированная установка трёхмерной Холловской магнитометрии [28]

 

Автоматизированная установка трёхмерной Холловской магнитометрии была использована для проведения тестовых измерений топологии 3D магнитного поля рабочей и обратной сторон специально выделенного единичного фрагмента уже имеющейся магнитолевитационной трассы на постоянных магнитах NdFeB, Рис. 8а и тестового единичного магнита NdFeB на подложке, Рис. 8b, результаты которых приведены на Рис. 8, в качестве примера получаемых на установке результатов.

 

Рис. 8. Примеры результатов измерения топологии магнитного поля вариантов трассы (а) и единичного магнита (b)

 

Так как в наших экспериментах пока использовались не аттестованные и специально отобранные на входном контроле единичные элементы блоков ВТСП и постоянных РЗМ магнитов, а просто их коммерчески доступные аналоги, свойства которых не были подтверждены с достаточной точностью даже сертификатами, говорить о количественном сравнении результатов, на наш взгляд, пока ещё преждевременно, хотя качественное соответствие результатов можно признать вполне удовлетворительным.

Также для исследования зависимости вертикальной левитационной составляющей («грузоподъёмности») силы взаимодействия различных инженерных, геометрических и пространственных комбинаций систем «трасса РЗМ - ВТСП подвижный элемент-«левитер»» от левитационного зазора между ними, был использован доработанный и адаптированный вариант автоматизированного исследовательского стенда измерения левитационных характеристик. Схема стенда и его фотография представлены на Рис. 9.

 

Рис. 9. Схема и фотография устройства для измерения сил левитации: 1 – редукторный двигатель; 2 – шток; 3 – фрагмент трассы из постоянных NdFeB магнитов; 4 – теплоизолированная кювета; 5 –стойка; 6 – датчик перемещения; 7 – тяжелое основание; 8 – электронные весы

 

Установка позволяет проводить измерения и экспериментальные исследования в широком диапазоне изменения основных влияющих на характеристики левитационной системы факторов и параметров. В частности, на ней было получено экспериментальное подтверждение приемлемого соответствия результатов закону аддитивности отдельных, описанных ранее [8, 10], составляющих площади рабочей поверхности ВТСП элементов левитера, при их взаимодействии с трассой ВМЛТ. Это подтверждает хорошие перспективы прямого масштабирования и переноса экспериментальных результатов, полученных на малогабаритных, или «потешных» моделях ВМЛТ, на более габаритные и презентабельные макеты следующего поколения. Ниже приведены некоторые примеры характерных результатов измерений, полученных на установке в различных условиях эксперимента (Рис. 10).

 

Рис. 10. Пример характерных зависимостей силы левитации от расстояния для образца (a) после 20 термоциклов; (b) после 10 термоциклов

 

Рис. 11. Вид типичных исходных зависимостей силы левитации (в кгс по оси y) от расстояния трасса ВТСП (в мм по оси х) до проведения обработки результатов эксперимента

 

По результатам этих экспериментальных исследований была предложена, создана и испытана масштабированная трасса грузоподъёмностью свыше 80 кг (при левитационном зазоре от 3 до 5 мм), которая может состоять или из двух элементов по два метра (Рис.11а), или из одного элемента четырёх метров длины (Рис. 11b).

 

Рис. 12. Масштабированная трасса: (а) длина 2 м; (b) длина 4 м

 

Масштабированная трасса на которой отрабатываются макеты конструкций более габаритных подвижных (левитирующих) элементов, как в грузовом (Рис. 12а), так и в пассажирском (Рис. 12b), возможных вариантах их использования в проводимых нами тестовых экспериментах:

 

Рис. 13. Левитер: (а) грузовой вариант; (b) пассажирский вариант

 

Параллельно, коллегами из ИПТМ СО РАН, как и планировалось нами ранее [10], проведены расчётно-экспериментальные работы по моделированию процессов термоаэродинамики элементов ВМЛТ [29, 30], разработаны и созданы соответствующие экспериментальные стенды и установки, на которых было проведено несколько циклов расчётно-экспериментальных исследований. Так, например, предварительное экспериментальное исследование аэродинамики простейшей модели транспортного средства вакуумно-левитационной транспортной системы в путепроводе в условиях разреженного (P = 200 ÷ 1000 Па) воздушного потока с числами Маха от М=0,1 до М=5 выполнены на аэродинамической установке «МАУ» ИТПМ СО РАН. Моделирование полета выполнено по обращенной схеме, когда неподвижная модель обдувается потоком воздуха с заданными параметрами.

Вход канала-путепровода (∅100 мм) пристыковывается к соплу аэродинамической установки. Выход канала, патрубком (∅200 мм), соединяется с вакуумной ёмкостью объемом 220 м3. Принципиальная схема эксперимента, общий вид экспериментального стенда и более подробное описание писание результатов экспериментов приведены в [28 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ 30]. Для проведения испытаний была изготовлена модель транспортного средства (∅ 70 мм) с встроенными двухкомпонентными тензовесами.

С целью определения коэффициентов аэродинамического сопротивления транспортного средства простой геометрии, по мере его ускорения из состояния покоя до большой сверхзвуковой скорости, выполнена серия расчетов нестационарного процесса разгона. Расчеты выполнены для нескольких вариантов размеров транспортного средства, при неизменной геометрии трубопровода. Расчет нестационарного процесса разгона выполнен с помощью пакета численного моделирования Fluent. Решались нестационарные уравнения Навье-Стокса для невязкого течения в ассимметричной постановке. В качестве рабочего газа рассматривался воздух. Давление разрежения воздуха в трубопроводе принималось равным P∞=1000 Па.

В результате выполненной серии численного моделирования разгона получены обобщенные результаты аэротермодинамических характеристик модели транспортного средства. На Рис. 14 представлены зависимости для различных геометрических вариантов, изображающие изменение коэффициента аэродинамического сопротивления (Сх) модели транспортного средства по мере его разгона.

Полученные аэродинамические характеристики дают возможность для любых выбранных геометрических размеров транспортного средства и степени разрежения вакуумной среды определить количественные значения ожидаемых аэродинамических нагрузок и требуемой мощности привода для их преодоления.

 

Рис. 14. Кривые зависимостей коэффициента аэродинамического сопротивления транспортного средства от скорости движения

 

Выполнены и подтверждены оценки ожидаемых нами неприемлемо высоких, по сравнению с ВМЛТ, значений аэродинамических нагрузок и требуемой мощности привода, в путепроводе с характерным, например, для программы Hyperloop, давлением 0,01 атмосферы, или 1000 Па даже для гипотетического грузового транспортного средства диаметром 1,3 м.

На Рис. 15 показаны ожидаемые аэродинамическое сопротивление транспортного средства и требуемые мощности на его преодоление. При оценке искомых величин рассматривались несколько вариантов геометрических конфигураций. Анализировались случаи движения транспортных средств одного размера в путепроводах разного диаметра.

 

Рис. 15. Ожидаемые (а) аэродинамическое сопротивление транспортного средства и (b) требуемые мощности на его преодоление

 

Полученный результат наглядно демонстрирует, что для условий программы, например, Hyperloop, необходимость снижения энергетических затрат на преодоление аэродинамического сопротивления требует существенного увеличения размеров вакуумного путепровода в поперечном сечении. Так, для транспортного средства даже с малым диаметром 1,3 м, наименьшие затраты энергии из полученных соответствуют путепроводу диаметром 6,5 м. Наибольшие затраты энергии соответствуют путепроводу диаметром 4,7 м.

По предварительным оценкам, стоимость путепровода имеет кубическую зависимость от его диаметра.

Поиск оптимального соотношения, с экономической точки зрения давлений, размера путепровода и энергетических затрат на преодоления силы аэродинамического сопротивления в вакуумных транспортных технологиях, является очень важным предметом дальнейших исследований.

В комплексе с численными методами исследования, в рамках данной работы, развивается перспективное направление прямого моделирования процесса движения модели транспортного средства. Для этого, как уже отмечалось, в ИТПМ СО РАН в 2017 году была разработана и запущена в изготовление малогабаритная баллистическая установка, которая состоит из четырех основных частей: ресивера, пускового механизма, ствола, поддерживающей рамы и улавливателя. Ресивер представляет собой баллон объемом 0,08 м3, оснащенный клапаном для подачи газа и манометром для контроля давления. Истечение из ресивера происходит через выходное отверстие, которое соединяется с пускающим механизмом через уплотнительную линзу. Внутренний диаметр выходного отверстия ресивера 60 мм. Далее следует пусковое устройство (Рис. 16), задача которого удерживать модель с поддоном и, в нужный момент, освобождать от захвата. К пусковому устройству пристыковывается ствол.

 

Рис. 16. Пусковое устройство и ствол на опорах

 

Ствол состоит из трех секций длинной 1,5 м и внутренним диаметром 50 мм, соединённых между собой фланцевым соединением. Для минимизации сил сопротивления, секции выполнены из хонингованных труб. В качестве толкающего газа используется воздух или гелий. Рассматривается возможность предварительного нагрева толкающего газа в ресивере (кауперным подогревателем) с целью повышения его реактивных свойств. Запуск поддона с моделью осуществляется следующим образом. Компрессор нагнетает толкающий газ в ресивер до нужного значения. Образующиеся давление удерживается при помощи уплотнительной манжеты, установленной на поддоне. Поддон упирается в кулачки, погруженные в специальные пазы. При вращении фланцев пускового механизма кулачки прячутся в паз, освобождая путь поддону. Поддон, под действием давления рабочего газа, ускоряется в стволе. Вылетая из ствола, поддон под действием аэродинамических сил раскрывается, освобождая модель. Модель далее движется самостоятельно до встречи с уловителем.

Регистрация скорости модели производится при помощи оптического рамочного хронографа типа «Стрелец» АСС 0022 Данный хронограф может регистрировать скорость в диапазоне от 15 до 3000 м/с, при этом относительная погрешность измерения скорости составляет 0,5 %.

На баллистической установке проведены предварительные, калибровочные эксперименты при скорости разгоняемой модели вплоть до 400 метров в секунду (1440 км/час.).

Серия испытаний включала ускорение тел массой m≈100÷115 граммов. Полученные экспериментальным путем скорости сравнивались с результатами расчета ускорения тела по одномерной теоретической модели движения снаряда с поддоном по стволу.

Результаты сравнения теоретических и экспериментальных значений скорости, приведены в Табл.

 

Таблица. Результаты сравнения теоретических и экспериментальных значений скорости

 

m, кг

P, Па

Uт., м/с

Uэкс, м/с

Δ

1

0,115

500000

236

180

56

2

0,108

1000000

323

269

54

3

0,103

1500000

380

316

64

4

0,102

2000000

418

340

78

5

0,102

2000000

418

397

21

В таблице: m MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ суммарная масса модели и поддона,

Р MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ начальное значение толкающего газа,

MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ теоретическая скорость тела на выходе из ствола,

Uэкс MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ скорость тела на выходе из ствола полученная в эксперименте, Δ= Uт- Uэкс.

 

 

Полученные отличия скоростей в испытаниях 1 MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ 4 обусловлены, имеющем место, наличием утечек толкающего газа по длине ствола и трением поддона о внутренние стенки ствола. Устранение утечек привело к уменьшению разности теоретической и экспериментальной значений скоростей (Испытание № 5). Важным результатом является и то, что в процессе выполнения тестовых испытаний возникло множество нареканий по эксплуатации используемого оптического рамочного хронографа «Стрелец» АСС 0022 и сложностей по интерпретации результатов измерения в виду большого числа ложных срабатываний. Попытки изолирования прибора от вибраций, воздействий истекающей струи и др. не дали удовлетворительного результата. Поэтому, для определения скорости полета модели, в условиях аэробаллистического эксперимента, исполнителями была изготовлена и испытана двухкаскадная оптическая система регистрации скорости. Каждый каскад оптической системы состоит из источника оптического излучения (миниатюрный диодный лазер, 100 мВт) и приемника. На Рис. 17 представлена 3D модель оптической системы.

 

Рис. 17. 3D модель оптической системы

 

Система устанавливается так, чтобы пролетающий объект пересекал оба лазера. При выполнении пуска установки, с помощью аппаратуры, фиксируется сигнал-напряжение с приемников оптического излучения. По известному расстоянию между лучами и времени отклика приемников, можно определить скорость летящего объекта. В настоящее время система находится на стадии экспериментальной отработки, а в дальнейшем планируется возможное проведение серии экспериментов непосредственно с аналогичными элементами макетов левитирующей над РЗМ-трассой капсулы бездренажного криостата с ВТСП блоками внутри. Также в процессе экспериментов возможна визуализация картины течения около модели оптическими методами.

Также на территории ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН при участии специалистов из МАИ [14, 15] предпринята успешная попытка создания экспериментального «потешного», маломасштабного макета участка ВМЛТ на основе различных вариантов трасс из редкоземельных магнитов (РЗМ) NdFeB и вариантов высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ левитеров на основе керамики Y-Ba-Cu-O [5, 11, 17] (Рис.18).

 

Рис. 18. Некоторые макеты трасс испытательного стенда ВМЛТ на территории ИРЭ

 

Макеты исследуемых на нём различных вариантов пространственных конфигураций макетов трасс ВМЛТ позволяют в заданных пределах моделировать основные технологические режимы работы полноразмерной ВМЛТ.

В настоящее время на этой экспериментальной базе проводится серия качественных калибровочных экспериментов, изготовление и проверка различных инновационных версий в простейшем или «атмосферном» варианте комбинаций трасс из постоянных РЗМ высокоэнергетических NdFeB магнитов и находящихся в различных, пока простейших, моделях криостатов, сборок объёмных элементов из ВТСП, которые сейчас поддерживаются пока при температуре 77 К, кипения жидкого азота.

 

Рис. 19. Один из макетов ВМЛТ на входе в вакуумную оболочку

 

На макетах теоретически и экспериментально исследуются различные варианты пространственных конфигураций расположения постоянных РЗМ магнитов, связь с напряженностью магнитного поля достигаемой вблизи транспортного пути, а также сила взаимодействия подвижного макета транспортного средства с трассами на постоянных магнитах при различных левитационных зазорах и способах активации сверхпроводникового элемента, в том числе, в режиме «замороженного магнитного потока» в ВТСП.

По мере необходимости, на соответствующих дополнительных экспериментальных стендах и установках, после их доработки и адаптации, исследуются возможности (после их метрологической аттестации) получения всех необходимых для дальнейшего масштабирования экспериментального стенда ИРЭ количественных экспериментальных данных (Рис. 20) по основным критическим технологическим параметрам модельного ВМЛТ следующего поколения:

 

Рис. 20. Пример получаемых параметров исходных магнитов

 

Стоит отдельно отметить, что в рамках создания модели планируется активно использовать современные аддитивные технологии и материалы (3d-печать) компании «Роботех», обрабатывающие 3d центры на базе станков с ЧПУ, в том числе и элементы лазерной автоматической обработки материалов, сверхпроводниковые обмотки MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ составляющие элементы трассы ВМЛТ, микрокриогенные системы (МКС) криостатирования ВТСП на уровне температур 60-100 К с КПД на уровне 10-12 % от цикла Карно и на более низком уровне температур.

Фотография левитации массо-габаритного макета одной из которых над трассой приведена на Рис. 21.

 

Рис. 21. Левитация массо-габаритного макета СМС на борту левитера над трассой из РЗМ

 

Будут использованы также немагнитные и работающие в вакууме до 10-7 Па системы 3d позиционирования и т.д.,различные варианты вакуумных оболочек (Рис. 22). Это является производственно-технологической отработкой создаваемой модели с возможностью её последующего полупромышленного масштабирования.

 

Рис. 22. Некоторые варианты исследуемых вакуумных оболочек, что по сути является производственно-технологической отработкой создаваемой модели с возможностью её последующего полупромышленного масштабирования

 

При этом уже сейчас некоторые общие лабораторные результаты показывают, что первоначальные страхи экономической неэффективности разрабатываемой транспортной системы практически являются несостоятельными, а фактические издержки на обеспечение ВТСП эффекта сопоставимы с существующими аналогами в виде затрат на железнодорожный транспорт, но при этом достигаемые скоростные показатели и показатели энергетической эффективности, значительно превосходят потенциал развития железнодорожного «колесного» и атмосферного маглев транспорта.

Итак, в соответствии с предварительным планом работ, намеченным нами в работе [10], в течение последнего времени коллективом авторов доклада с коллегами была проведена серия предварительных (по причине того, что полная метрологическая аттестация оборудования пока ещё не проводилась из-за отсутствия необходимого и достаточного объёма финансирования) работ по созданию новых и предварительному испытанию пригодности и работоспособности некоторых уже существующих экспериментальных стендов и методик междисциплинарных научно MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ технических и расчётно-теоретических исследований для проведения необходимой отработки отдельных основных составляющих критических элементов технологии ВМЛТ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

  1. Технологии и варианты дальнейшего развития высоко- и сверхвысокоскоростных транспортных средств, объединенных в единую ИТТС, несомненно, экономически выгодны и политически необходимы для России, но на базе традиционных вариантов транспортных систем эта проблема не решаема. Необходимы новые, прорывные и нетрадиционные, научно-технические решения и разработки.
  2. Особенно привлекательна реализация сверхскоростных транспортных путей на основе ВМЛТ, обладающих, в принципе непревзойденной скоростью, экономичностью и энергетической эффективностью.
  3. На данном этапе работ выделены несколько ключевых критических направлений проработки принципиальной возможности создания ВМЛТ: величина левитационной силы в системе «трасса на ПМ MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaqefeKCPfgBaG qbaKqzahaeaaaaaaaaa8qacaWFtacaaa@3A03@ подвижный элемент-левитер на ВТСП», особенности процесса охлаждения ВТСП в подвижной капсуле ВМЛТ, разгон, торможение и рекуперация энергии в линейном синхронном двигателе ВМЛТ, аэродинамическое и иное сопротивление в вакуумном канале ВМЛТ.
  4. Экспериментально подтверждена возможность масштабирования пилотных проектов ВМЛТ на базе результатов исследований, проведенных на предварительном миниатюрном, или «потешном» макете, что позволяет создать пилот-макет «среднего масштаба». В случае его успешного функционирования можно будет перейти к созданию и испытанию более масштабных систем, но для более тщательного обоснования пилотных проектов ВМЛТ, ещё необходимо выполнить большой объем разносторонних фундаментальных теоретических и экспериментальных работ.
  5. Необходимо решением правительства РФ признать важность проекта на государственном уровне и включить работы по созданию и развитию МЛТ и ВМЛТ в «Стратегию развития транспорта на период до 2030 года».

About the authors

Yuriy A. Terentyev

LLC “Scientific and production center “Cryogenic energy”

Author for correspondence.
Email: teren_y@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0888-9057

Russian Federation, St. Petersburg

Technical Director

Valery V. Filimonov

LLC “Scientific and production center “Cryogenic energy”

Email: valery-filimonov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0139-8888

Russian Federation, St. Petersburg

Development Director

Vladimir G. Shavrov

Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics RAS

Email: shavrov@cplire.ru
ORCID iD: 0000-0003-0873-081X
SPIN-code: 9533-8188
Scopus Author ID: 7005121553
ResearcherId: F-4247-2014

Russian Federation, Moscow

Doctor of Sciences, Professor, Laboratory of magnetic phenomena in microelectronics

Victor V. Koledov

Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics RAS

Email: victor_koledov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2439-6391
SPIN-code: 9291-1989
Scopus Author ID: 8593554700
ResearcherId: F-4259-2014

Russian Federation, Moscow

Doctor of physical and mathematical Sciences, senior researcher

Svetlana V. Fongratowski

Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics RAS

Email: svetlana.gratowski@yandex.ru

Russian Federation, Moscow

Dmitry A. Suslov

Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics RAS

Email: sda_53@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1962-1195
SPIN-code: 5076-1563

Russian Federation, Moscow

Konstantin L. Kovalev

Moscow Aviation Institute (MAI)

Email: klink@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2699-4985
SPIN-code: 6208-1338
Scopus Author ID: 6701714096

Russian Federation, Moscow

Doctor of technical Sciences, Professor

Roman I. Ilyasov

Moscow Aviation Institute (MAI)

Email: ilyasov@mai.ru
ORCID iD: 0000-0001-7409-3877
SPIN-code: 9734-4566
Scopus Author ID: 56202087500
ResearcherId: K-8514-2017

Russian Federation, Moscow

Candidate of technical Sciences, associate Professor

Vladimir N. Poltavets

Moscow Aviation Institute (MAI)

Email: vnpoltavets@ya.ru
ORCID iD: 0000-0002-6334-0796
SPIN-code: 7522-9271

Russian Federation, Moscow

PhD

Georgy G. Malinetskiy

Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН

Email: gmalin@keldysh.ru
ORCID iD: 0000-0001-6041-1926
SPIN-code: 5684-2049

Russian Federation, Moscow

Doctor of physical and mathematical Sciences, Professor, Department of modeling of nonlinear processes

Petr V. Kurenkov

Russian University of Transport (MIIT)

Email: petrkurenkov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0994-8546
SPIN-code: 3244-2983
Scopus Author ID: 57189075195

Russian Federation, Moscow

Doctor of Economics, candidate of physical and mathematical Sciences, Professor

Nikolay A. Nizhelskiy

Bauman Moscow State Technical University (BMSTU)

Email: nizhelskiy@rambler.ru
SPIN-code: 5930-4808

Russian Federation, Moscow

Сandidate of technical Sciences

Vasiliy M. Fomin

Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics, SB RAS

Email: fomin@itam.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-2811-0143
SPIN-code: 1503-6366
Scopus Author ID: 55180871100
ResearcherId: Q-1570-2015

Russian Federation, Novosibirsk

Academician of RAS, laboratory No. 4 physics of fast-flowing processes

Denis G. Nalyvaichenko

Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics, SB RAS

Email: denis@itam.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-4988-0507
SPIN-code: 6233-2701
Scopus Author ID: 14832899900
ResearcherId: P-4571-2014

Russian Federation, Novosibirsk

Candidate of technical Sciences, Laboratory No. 5 " Hypersonic technologies"

Viktor A. Bogachev

Rostov State Transport University

Email: bogachev-va@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1202-7318
SPIN-code: 2125-5198
Scopus Author ID: 57191623833

Russian Federation, Rostov-on-Don

Candidate of physical and mathematical Sciences, associate Professor

Vladimir A. Solomin

Rostov State Transport University

Email: ema@rgups.ru
ORCID iD: 0000-0002-0638-1436
SPIN-code: 6785-9031

Russian Federation, Rostov-on-Don

Doctor of technical Sciences, Professor

Anton V. Kamynin

JSC " Spetsmagnit"

Email: ont@s-magnet.ru
SPIN-code: 6807-6187

Russian Federation, Moscow

Department of new technologies and production preparation

Boris V. Drozdov

JSC "Scientific research Institute
information and analytical technologies»

Email: drozdovbv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1722-8901
Moscow

Mihail A. Sysoev

Bauman Moscow State Technical University (BMSTU)

Email: ujikolp@bk.ru

Russian Federation, Moscow

Sergiy G. Yаsev

JSC "OKB "ASTRON"

Email: tagul-s@mail.ru

Russian Federation, Moscow

Аndrey V. Samvelov

JSC "OKB "ASTRON"

Email: samv-andrej@yandex.ru
SPIN-code: 9932-6353

Russian Federation, Moscow

Head of research center "Micro-cryogenic systems",
Corresponding member Of the international Academy of Cold, Candidate of technical Sciences

Valerian V. Tochilo

LLC “Scientific and production center “Cryogenic energy”

Email: 4ezaro@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0139-8888

Russian Federation, Moscow

Сommunications Director

Viktoria L. Moiseenko

LLC “Scientific and production center “Cryogenic energy”

Email: viking3922@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9972-1558

Russian Federation, Barnaul

Analyst

Vitaliy M. Osipov

LLC “Scientific and production center “Cryogenic energy”

Email: vit@quess.tech

Russian Federation, Kazan

Leading Specialist

Aleksandr V. Alfimov

JSC "Moscow design Bureau" Compass"

Email: ava2@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-6971-6328
SPIN-code: 4707-2695

Russian Federation, Moscow

Petr A. Brazhnik

National research center "Kurchatov Institute»

Email: xocenk@mail.ru

Russian Federation, Moscow

Taras V. Bogachev

Rostov State Economic University

Email: bogachev73@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9641-0116
SPIN-code: 2262-0080
Scopus Author ID: 57194213408

Russian Federation, Rostov-on-Don

Candidate of physical and mathematical Sciences, associate Professor

References

  1. Журавлева Н.А., Панычев А.Ю. Проблемы экономической оценки скорости в транспортно-логистических системах в новом технологическом укладе // Транспортные системы и технологии. – 2017. – Т. 3. – №4. – C. 150–178. [Zhuravleva NA, Panychev AYu. Problems of economic assessement of speed in transport and logistical systems in the new technological paradigm. Transportation Systems and Technology. 2017;3(4):150-178.] doi: 10.17816/transsyst201734150-178
  2. Дроздов Б.В. О перспективном облике глобальной транспортной системы // Сборник «Культура. Народ. Экосфера», труды социокультурного семинара имени Бугровского. Выпуск 10. – М.: "Спутник+", 2017. [Drozdov BV. O perspektivnom oblike global'noj transportnoj sistemy. Sbornik "Kul'tura. Narod. Ekosfera", trudy sociokul'turnogo seminara imeni Bugrovskogo. 2017;(10). (In Russ.)].
  3. Росатом собрался потратить $7 млрд. на мировое лидерство в морских перевозках. Доступно по: https://www.warandpeace.ru/ru/news/view/144506/ Ссылка активна на: 25.11.2019.
  4. Busting the myth of China’s New Silk Roads. [cited 2019 Nov 25] Available from: https://www.asiatimes.com/2019/11/article/busting-the-myth-of-chinas-new-silk-roads/.
  5. Альметова З.В. Шеремет А.А., Самарцева А.В., Долгушина Н.Ю. Интеграционные процессы транспортных систем евразийского экономического союза // Экономика и менеджмент. – 2019. – Т. 12. – №. 3. – С. 161-168. [Al'metova ZV, Sheremet AA, Samarceva AV, Dolgushina NYu. Integration Processes in Transport Systems of Eurasian Economic Union. Economics and Management. 2019;12(3):161-168. (In Russ.)]. Ссылка доступна на: 03.12.2019. Доступно по: https://vestnik.susu.ru/em/article/view/8293
  6. Дроздов Б.В., Терентьев Ю.А. Перспективы вакуумного магнитолевитационного транспорта // Мир транспорта. – 2017. – Т. 15. – №1. – C. 90–99. [Drozdov BV, Terentyev YuA. Prospects for Vacuum Magnetic-Levitation Transport. 2017;15(1):90-99. (In Russ.)].
  7. Филимонов В.В., Малинецкий Г.Г., В.С. Смолин и др. Вакуумный магнитолевитационный транспорт и транспортные коридоры России. / Сборник трудов международной конференции «Проектирование будущего и горизонты цифровой реальности», Москва, 08-09.03.2018г. [Filimonov VV, Malineckij GG, Smolin VS. et al. Vakuumnyj magnitolevitacionnyj transport i transportnye koridory Rossii. In Sbornik trudov mezhdunarodnoj konferencii “Proektirovanie budushchego i gorizonty cifrovoj real'nosti”. Moscow, 08-09.03.2018. (In Russ.)].
  8. Филимонов В.В., Малинецкий Г.Г., Смолин В.С. и др. Высокоскоростные транспортные коридоры как один из механизмов реализации национальной идеи России // XIII международная научно-техническая конференция «Вакуумная техника, материалы и технология», Москва, КВЦ «Сокольники», 12–14 апреля, 2018. [Filimonov VV, Malineckij GG, Smolin VS. et al. Vysokoskorostnye transportnye koridory kak odin iz mekhanizmov realizacii nacional'noj idei Rossii. In Proceedings the XIII mezhdunarodnaya nauchno-tekhnicheskaya konferenciya “Vakuumnaya tekhnika, materialy i tekhnologiya”. Moscow, KVC “Sokol'niki”, 12-14 april 2018. (In Russ.)].
  9. Lyovin BA, Davydov AM, Kurenkov PV, et al. The development of criteria for evaluating energy efficiency and the choice of the optimal composition of the subsystems in the russian integral transit transport system. In Proceedings the 11th International Symposium on Linear Drives for Industry Applications. Osaka, Japan, 2017.
  10. Terentyev YuA, Filimonov VV, Malinetskiy GG, Smolin VS, et al. Russia integrated transit transport system (ITTS) basid on vacuum magnetic levitation transport (VMLT). Transportaion Systems and Technology. 2018;4(3 suppl. 1):57-84. doi: 10.17816/transsyst201843s157
  11. ИА REGNUM: ожидается взрывной рост контейнерного транзита Китай – ЕАЭС – Евросоюз. Доступно по: https://regnum.ru/news/2396956.html Ссылка активна на: 04.12.2019.
  12. Yang C, Lan S, Tseng ML. Coordinated development path of metropolitan logistics and economy in Belt and Road using DEMATEL–Bayesian analysis //International Journal of Logistics Research and Applications. 2019;22(1):1-24.
  13. Никитин Н.А. Пути совершенствования процесса организации международных контейнерных перевозок // European Scientific Conference. – 2019. – С. 74-76. [ Nikitin NA. The Ways of Improving Organization Process in the International Container Transportations. European Scientific Conference. 2019:74-76. (In Russ.)].
  14. Антонов Ю.Ф., Зайцев А.А. Магнитолевитационная транспортная технология / под ред. В.А. Гапановича. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2014. – 476 с. [Antonov YuF, Zaitsev AA Magnitolevitatsionnaia transportnaia tekhnologiia. Gapanovich VA, editor. Moscow: FIZMATLIT; 2014. 476 p. ISBN 978-5-9221-1540-7 (In Russ.)].
  15. Магнитолевитационный транспорт: научные проблемы и технические решения / под ред. Ю.Ф. Антонова, А.А. Зайцева. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2015. – 612 с. [Zaitsev AA, Antonov YuF, editors. Magnitolevitacionnyj transport: nauchnye problemy i tekhnicheskie resheniya. Moscow: FIZMATLIT; 2015. 612 p. (In Russ.)].
  16. Зайцев А.А., Талашкин Г.Т., Соколова Я.В., Морозова Е.И. Магнитолевитационный транспорт в единой транспортной системе страны. – СПб.: Изд-во ООО «Типография «НП-Принт», 2015. – 140 с. [Zaitsev AA, Talashkin GT, Sokolova IV, Morozova EI. Magnitolevitatsionnyi transport v edinoi transportnoi sisteme strany. St. Petersburg: NP-Print; 2015. 140 р. (In Russ.)].
  17. Technical-economical comparison ofMaglev and High Speed Systems. The website of the Transportation and Infrastructure Committee. [cited 2019 July 15]. Available from: http://archives.republicans.transportation.house.gov/Media/File110th/Rail/3-20-07-roundtable-Bradydornier.pdf
  18. Альметова З.В., Ларин О.Н. Методические принципы формализации транзитных сообщений // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Экономика и менеджмент. – 2014. – Т. 8. – №. 4. – С. 159–163. [Almetova ZV, Larin ON. Methodological Principles оf Transit Traffic Formalization. Bulletin of South Ural State University. Series “Economics and Management”. 2014;8(4):159-163. (In Russ.)].
  19. Островская Г.В. Магнитные дороги профессора Вейнберга (К 100-летию лекции «Движение без трения») // Вестник науки Сибири. – 2014. – № 2 (12). – С. 6–14. Ostrovskaya G.V. Magnitnye dorogi professora Vejnberga (K 100-letiyu lekcii “Dvizhenie bez treniya”). Journal of Wellbeing Technologies. 2014;2(12):6-14.
  20. ET3 online education. The website of the Evacuated Tube Transport Technology. [cited 2019 May 15]. Available from: http://et3.eu/et3-online-education.html
  21. Трофимова Валентина Владимировна Развитие интернет-торговли в России и мире // Бизнес-образование в экономике знаний. – 2018. – № 2 (10). Доступно по: https://cyberleninka.ru/article/n/razvitie-internet-torgovli-v-rossii-i-mire Ссылка активна на: 17.03.2019.
  22. Журнал Forbes: Amazon стала крупнейшей компанией в мире по капитализации. Доступно по: https://www.forbes.ru/tehnologii/369929-amazon-stala-krupneyshey-kompaniey-v-mire-po-kapitalizacii Ccылка активна на: 17.03.2019.
  23. Нестеров С.Б., Кондратенко Р.О., Капитоненко А.И., и др. Почтовая доставка на основе магнитной левитации в разреженной среде. XXIV Научно-техническая конференция с участием зарубежных специалистов «Вакуумная наука и техника» Судак, 16–23 сентября 2017 г. – 247 с. [Nesterov SB, Kondratenko RO, Kapitonenko AI, et al. Pochtovaya dostavka na osnove magnitnoj levitacii v razrezhennoj srede. In Proceedings the XXIV Nauchno-tekhnicheskaya konferenciya s uchastiem zarubezhnyh specialistov “Vakuumnaya nauka i tekhnika” Sudak, 16–23 September 2017. 247 p. (In Russ.)].
  24. Deng Z, Zhang W, Zheng J, et al. A High-Temperature Superconducting Maglev-Evacuated Tube Transport (HTS Maglev-ETT) Test System. IEEE Trans. Appl. Supercond. 2017;27(6):1-8. doi: 10.1109/tasc.2017.2716842
  25. Sun RX, Zheng J, Zhan LJ, et al. Design and fabrication of a hybrid maglev model employing PML and SML. International Journal of Modern Physics B. 2017;31(25):1745014. doi: 10.1142/s021797921745014x
  26. Ковалёв Л.К., Ковалёв К.Л., Конеев С.М-А. и др. Магнитные подвесы с использованием объёмных ВТСП элементов. // Труды МАИ. – 2010. – № 38. – С. 39. [Kovalyov LK, Kovalyov KL, Koneev SM-A, et al. Magnitnye podvesy s ispol'zovaniem ob"yomnyh VTSP elementov. Trudy MAI. 2010(38):39. (In Russ.)]. Доступно по: https://readera.ru/14326225 Ссылка активна на: 04.12.2019.
  27. Ковалёв Л.К., Конеев С.М., Полтавец В.Н., Гончаров М.В. и др. Электрические машины и устройства на основе массивных высокотемпературных сверхпроводников / Под ред. Л.К. Ковалёва., К.Л. Ковалёва, С.М-А Конеева. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. – 396 с. [Kovalyov LK, Koneev SM, Poltavec VN, et al. Elektricheskie mashiny i ustrojstva na osnove massivnyh vysokotemperaturnyh sverhprovodnikov. Kovalyov LK, Kovalyov KL, Koneev SM-A, edditors. Moscow: FIZMATLIT, 2010. 396 p. (In Russ.)].
  28. Терентьев Ю.А., Коледов В.В., Ильясов Р.И. и др. Подготовка экспериментальной базы и результаты начального этапа экспериментальной отработки критических элементов технологии ИТТС России на базе Вакуумного Магнито-Левитационного Транспорта / XIV международная научно-техническая конференция «Вакуумная техника, материалы и технология», Москва, КВЦ «Сокольники», 16–17 апреля, 2019. [Terent'ev YuA, Koledov VV, Il'yasov RI, et al. Podgotovka eksperimental'noj bazy i rezul'taty nachal'nogo etapa eksperimental'noj otrabotki kriticheskih elementov tekhnologii ITTS Rossii na baze Vakuumnogo Magnito-Levitacionnogo Transporta. In Proceedings the XIV mezhdunarodnaya nauchno-tekhnicheskaya konferenciya “Vakuumnaya tekhnika, materialy i tekhnologiya”, Moscow, KVC “Sokol'niki”, 16-17 aprel, 2019. (In Russ.)].
  29. Фомин В.М., Звегинцев В.И., Наливайченко Д.Г., Терентьев Ю.А. Вакуумный магнитолевитационный транспорт: поиск оптимальных рабочих параметров // Транспортные системы и технологии. – 2016. – Т. 2. – №3. – C. 18–35. [Fomin VM, Zvegintsev VI, Nalivaichenko DG, Terent’ev YuA. Vacuum magnetic levitation transport: definition of optimal characteristics. Transportation Systems and Technology. 2016;2(3):18-35. (In Russ.)]. doi: 10.17816/transsyst20162318-35
  30. Zvegintsev VI, Morozov SO, Nalivaychenko DG. Gas dynamics of the uniform body acceleration in the channel. AIP Conference Proceedings. 2018.doi: 10.1063/1.5065106

Supplementary files

There are no supplementary files to display.

Statistics

Views

Abstract - 362

PDF (Russian) - 132

Cited-By


PlumX


Copyright (c) 2019 Terentyev Y.A., Filimonov V.V., Shavrov V.G., Koledov V.V., Fongratowski S.V., Suslov D.A., Kovalev K.L., Ilyasov R.I., Poltavets V.N., Malinetskiy G.G., Kurenkov P.V., Nizhelskiy N.A., Fomin V.M., Nalyvaichenko D.G., Bogachev V.A., Solomin V.A., Kamynin A.V., Drozdov B.V., Sysoev M.A., Yаsev S.G., Samvelov А.V., Tochilo V.V., Moiseenko V.L., Osipov V.M., Alfimov A.V., Brazhnik P.A., Bogachev T.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies