Uçak yolculuklarına alternatif olarak kullanılan diğer ulaşım yolları uçak yolculuklarına göre yavaştır. Otobüsler, gemiler, otomobiller ve geleneksel trenlerle yapılan yolculuklar günümüzdeki gelişen teknolojiyle birlikte şekillenen hız toplumu için oldukça yavaş olduğu söylenebilir. Ancak maglev trenler, 20.yüzyılda uçak yolculuklarının ulaşımda oluşturduğu devrimsel etkiye benzer bir şekilde 21.yüzyılda aynı etkiye sahip olabilir.
“Manyetik Levitasyon” kelimelerinin İngilizce baş harflerinden oluşan maglev, manyetik alan ile havada kalma anlamına gelmektedir. Yani maglev, manyetik alan ile yerçekimine karşı koyma işlemidir. Bu teknoloji sayesinde yer ile olan sürtünmenin önüne geçilebilmesinden dolayı ulaşım sektöründe yaygın olarak kullanılmaya başlanmakta ve maglev teknolojili hızlı trenler geliştirilmektedir. Ayrıca maglev teknolojisinin hem daha ekonomik olması hem de fosil yakıt kullanmaması sayesinde çevre dostu bir ulaşım sağlaması bu trenleri daha cazip hale getirmektedir.
Maglev teknolojili taşımacılıkta özel olarak üretilmiş tren ve raylar mevcuttur. Trenlerin alt kısmında çok güçlü mıknatıslar bulunmaktadır. Ayrıca raylarda hat boyu uzanan manyetik bobinlerden oluşan, elektromıknatıslar bulunmaktadır. Bu elektromıknatıslardan akım geçirildiğinde elektromanyetik kuvvetin etkisiyle tren 1-10 cm kadar havada asılı kalır. Tabi bu yöntemde trenin tasarımı çok önemlidir. Raylardan çıkılmaması için trenin alt kısmı rayları saracak biçimde ve hava sürtünmesinden en az etkilenecek biçimde tasarlanır. İtme kuvveti elektromanyetik süspansiyon (İng. EMS-Electromagnetic suspension) teknolojisi ile sağlanır. Yani rotor ve statoru açıkta olan bir motor gibi tren ve raylar tüm itme işleminde görevlidir.
Elektromanyetik süspansiyon teknolojisi mıknatıslar ve onların manyetik alanına dayanır. Bildiğiniz üzere mıknatıslar zıt kutuplara sahipse birbirlerini çekerler ve eğer aynı kutuplar birbirlerine yaklaştırılırsa birbirlerini iterler. Bu elektromanyetik itmenin temel ilkesidir. Elektromıknatıslar da metal cisimleri kendisine çeken diğer mıknatıslara benzemektedir ama manyetik çekme işlemi geçici olmaktadır. Örneğin, bir pilin negatif ve pozitif uçlarını bir bakır telin uçlarına bağladığınızda küçük bir elektromıknatıs elde edebilirsiniz. Çünkü bu sırada küçük bir manyetik alan oluşur ve eğer telin uçlarının bağlantısını keserseniz manyetik alan kaybolur. İşte bu pil ve bakır tel ile oluşturulan manyetik alan bir maglev treninin ray sisteminin ardında yatan basit fikirdir.
Bu maglev tren ray sistemi üç ana bileşen içerir:
- Büyük bir elektrik güç kaynağı
- Raylar boyunca metal bobinler
- Trenin altına bağlanmış yol gösteren büyük mıknatıslar.
Maglev trenler sürtünmenin ortadan kalkmasıyla sanki bir hava yastığı üzerinde yüzer gibi hareket ederler. Bu sürtünme eksikliği ve trenlerin aerodinamik tasarımları saatte 500 kilometreden daha hızlı hareket etmelerine olanak tanır. Kıyaslamak için, bir Boeing-777 ticari uçağın uzun menzilli uçuşlarda saatte 905 kilometre hıza kadar çıktığını söyleyebiliriz. Belki maglev trenler bugün için bu kadar hızlı değil ama karadaki ulaşım için en hızlı seçeneği oluşturuyor. Maglev trenlerin eninde sonunda birbirinden 1500 kilometre uzakta olan şehirleri bile birbirine bağlayacak şekilde gelişeceğini düşünen sektör geliştiricileri bile var. Saatte 500 kilometre hızla Paris’ten Roma’ya iki saat içinde gitmek mümkün olacak.
İlk olarak Çin’in Şangay kentinde kullanılmaya başlanan maglev tren 30 km’lik mesafeyi 7 dakika 20 saniyede alabiliyordu. Geliştirme çalışmaları soncunda bu trenlerin hızlarında büyük artışlar yaşandı ve hız rekoruna saatte 603 km’lik hızla Japonya’nın maglev treni sahip. Geleceğin ulaşım aracı olarak gösterilen maglev trenlerin önündeki en büyük problem ise kullanılan mıknatısların çok pahalı olması. Karada uçak hızında seyahat sağlayabilecek maglev trenlerin yaygınlaşmasıyla ulaşım alanında büyük yenilikler yaşanacaktır.
Burak Kesayak
Ondokuz Mayıs Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
Kuark Bilim Topluluğu Popüler Bilim Yayın Grubu
Kaynak:
http://science.howstuffworks.com/transport/engines-equipment/maglev-train.htm
Görseller:
http://gas2.org/wp-content/uploads/2014/01/super-maglev-train.jpg
http://www.extremetech.com/wp-content/uploads/2013/08/maglev-diagram.jpg
