Содержание [скрыть]
В своё время пионеры научной мысли Фарадей и Максвелл заложили основы современного электротехнического мира. Именно благодаря их открытиям мы можем пользоваться смартфонами, телевизорами, утюгами и автомобилями с магнитными подвесками.
С каждым годом современные ученые дорабатывают и расширяют возможности применения электрического тока и магнитного поля. Результатом их многолетних трудов стала магнитная подвеска.
Сама возможность левитации приводит в восторг миллионы учёных по всему миру, и если поездами на магнитной подвеске уже никого не удивишь, то в автомобильном мире всё куда более консервативно.
Исторический аспект
До начала 80-х годов технология магнитной подвески была лишь теорией. Но в 1982 году произошёл настоящий прорыв, положивший начало новой эре. Именно в этом году началась постройка первого в мире поезда, двигающегося на основе магнитной подвески.
Устройство получило название магнитоплан. Результаты первых тестов превзошли все ожидания, скорость, которую показал аппарат, превысила 500 километров в час. К сожалению, эти наработки были совершенно непригодны для использования в автомобилях.
Тем не менее ученые и инженеры со всего мира не могли так просто отказаться от тех преимуществ, которые давала магнитная подвеска поезда. Самым главным из всех было отсутствие трения.
Не имея возможности модернизировать все дороги, ученые сосредоточили своё внимание на работе над ходовой. Путём введения электромагнитных управляющих элементов, они смогли добиться серьёзного роста динамических характеристик и управляемости. Это стало началом внедрения магнитной подвески в современное производство.
Магнитная подвеска управляется при помощи бортового компьютера. Как результат процесс вождения приобретает небывалую мягкость. Автомобиль хорошо держится на дороге. Это, в свою очередь, значительно повышает комфорт внутри салона.
Какими бывают электромагнитные подвески
Многолетние исследования привели к тому, что множество ведущих компаний взялись за разработку магнитных подвесок. Каждому бренду хотелось добиться значительного улучшения ходовых качеств. Но удалось это немногим. Сейчас в мире выделяют три компании, создавшие рабочие концепции магнитной подвески:
- Delphi,
- SKF,
- Bose.
Каждая технология является уникальной.
Магнитная подвеска Delphi
В основе конструкции лежит однотрубный амортизатор. Он заполняется магнитно-реологическим раствором. При этом максимальный размер магнитных частичек в веществе составляет не более десяти микрон.
Головка поршня управляется посредством бортового компьютера. Она представляет собой электромагнит. Когда начинает работать магнитное поле подвески, частицы упорядочиваются. В результате образуются чёткие структуры. Как результат вязкость жидкости сильно увеличивается. Это меняет режим работы всей системы.
Скорость реакции составляет одну миллисекунду. Если сравнить этот показатель с показателем работы электромагнитных клапанов, скорость будет один к десяти. Магнитная подвеска потребляет 20 Вт.
Когда бортовой компьютер замечает, что магнитная подвеска работает нестабильно, система начинает работать за счёт гидравлического амортизатора. Подобный подход позволяет предоставить максимальную безопасность водителю при вождении.
Интересно, что первый эксперимент с данным составом было проведён в далёком 1940 году учёным Яковом Рабиновичем. За свою жизнь этот человек смог запатентовать более 300 изобретений. Мало того, именно он создал прообраз современного дискового накопителя.
Магнитная подвеска SKF
В шведской компании при создании магнитной подвески пошли путём, совершенно отличным от пути, выбранного инженерами Delphi, решив сделать основной упор на простоту и надёжность.
Магнитная подвеска от инженеров SKF представляет собой капсулу. Конструкция состоит из двух электрических магнитов. Бортовой компьютер фиксирует показания всех датчиков. На основе собранных данных изменяется жесткость демпферного элемента. В результате выбирается оптимальный режим езды.
В случае если возникает какая-либо неисправность с капсулой или бортовым компьютером, магнитная подвеска начинает работать за счёт обычной пружины. Мало того, подобная простота в конструкции позволяет избежать эффекта проседания при длительной стоянке транспортного средства.
Разработка профессора Боуза
Когда речь заходит о магнитных подвесках нельзя не вспомнить наработки Омара Боуза. В свое время он выложил в интернет результаты лабораторных испытаний его магнитной подвески. Видео впечатлило всю автомобильную общественность.
Конструкция боузовской магнитной подвески представляет собой линейный электродвигатель. Он работает в зависимости от выбранного компьютером режима. За упругость отвечает демпфирующий элемент.
Быстродействие этой магнитной подвески невероятное. Подобных результатов удалось добиться за счёт работы штока. Она совершает возвратно-поступательные движения. При этом на нём закреплена пара магнитов.
Магнитная подвеска Боуза позволяет добиться максимально эффективного гашения колебаний. За счёт этого водитель может с большей эффективностью управлять транспортным средством.
Когда машина заходит в вираж, бортовой компьютер подбирает правильную систему сигналов для магнитной подвески. В результате его действий опорным становится заднее колесо, которое находится извне траектории.
Если же вы заезжаете в поворот, то всё происходит с точностью до наоборот. Магнитная подвеска переносит нагрузку базы на переднее внешнее колесо. Данная технология позволяет добиться невероятного контроля транспортным средством. При этом тип покрытия неважен.
Магнитная подвеска Боуза позволяет не только добиться высокой управляемости, но и имеет такой полезный режим, как «электрогенератор». Когда транспортное средство движется по прямой — каждое колебание, вызванное неровностями покрытия, превращается в электроэнергию.
Проще говоря, открытие Боуза позволяет совсем по-новому подойти к вопросу энергоэффективности. Автомобиль, заряжающийся за счёт магнитной подвески во время движения — это не фантастика, а реальность.
К сожалению, не всё так просто. Автомобиль будущего на магнитной подвеске — пока что только концепт. До серийного производства далеко. Всё дело в разработке программного обеспечения, которое должно полностью раскрыть потенциал технологии.
Главное достижение Боуза заключается не в создании принципиально новой технологии. Он просто взял старые наработки и вывел их на качественно новый уровень. Результатом его трудов стало создание собственной компании, которая получила название BOSE.
Итоги
Безусловно, магнитная подвеска позволяет добиться нового качества управления. Особенного внимания заслуживают наработки профессора из MIT Омара Боуза. Его многолетний труд позволил добиться феноменальных результатов.
На данный момент в мире есть всего две компании, которые в промышленных масштабах занимаются выпуском магнитных подвесок. Это Delphi и SKF. Здесь нужно сделать одно важное уточнение. Они не дублируют технологии друг друга, а создают совершенно разные технологические концепты.
