وارد دنیای مگلو (Maglev) میشویم؛ مخفف Magnetic Levitation به معنای «تعلیق مغناطیسی». این قطارها عملاً پرواز در ارتفاع پایین را ممکن کردهاند، چرا که هیچ تماسی با ریل ندارند و اصطکاک فیزیکی را به کل حذف کردهاند.
قطارهای مغناطیسی (مگلو)
۱. فاز مهندسی: چطور یک قطار چند صد تنی معلق میشود؟
تکنولوژی مگلو بر پایه دو نیروی اصلی آهنرباها استوار است: دفع (Levitation) برای بالا نگه داشتن قطار و جذب (Propulsion) برای جلو راندن آن.
دو سیستم اصلی در دنیا وجود دارد:
- سیستم EMS (تعلیق الکترومغناطیسی): از آهنرباهای الکتریکی معمولی استفاده میکند. قطار با فاصلهای بسیار کم (حدود ۱ تا ۲ سانتیمتر) از ریل معلق میشود. (مدل آلمانی)
- سیستم EDS (تعلیق الکترودینامیکی): از آهنرباهای ابررسانا استفاده میکند که با نیتروژن یا هلیوم مایع خنک میشوند. این سیستم قویتر است و قطار را تا ۱۰ سانتیمتر بالا میبرد. (مدل ژاپنی)
۲. سریعترینهای جهان (رکوردداران سرعت)
در دنیای مگلو، سرعتهایی تجربه میشود که قطارهای سنتی (چرخ و ریل) به دلیل محدودیت اصطکاک هرگز به آن نمیرسند:
رتبه | نام قطار / پروژه | کشور | سرعت عملیاتی/رکورد | وضعیت |
۱ | L0 Series Maglev | ژاپن | ۶۰۳ کیلومتر بر ساعت | در حال توسعه (رکورد جهانی) |
۲ | CRRC 600 | چین | ۶۰۰ کیلومتر بر ساعت | رونمایی شده (آماده بهرهبرداری) |
۳ | Shanghai Maglev | چین | ۴۳۱ کیلومتر بر ساعت | فعال (سریعترین قطار تجاری جهان) |
۴ | Transrapid 09 | آلمان | ۵۰۰ کیلومتر بر ساعت | مدل آزمایشی |
۳. نحوه ساخت زیرساخت ملی مگلو
ساخت یک خط مگلو با راهآهن معمولی کاملاً متفاوت است:
- ریلهای هدایتگر (Guideway): به جای ریلهای فولادی، از دیوارههای بتنی مجهز به سیمپیچهای مغناطیسی استفاده میشود.
- تغییر مسیر (Switching): چون ریلها ثابت و عظیم هستند، تغییر مسیر قطار مگلو بسیار دشوار است و نیاز به دستگاههای مکانیکی غولپیکری دارد که کل بخش بتنی را جابجا کنند.
- ایستگاههای برق: به دلیل مصرف بالای انرژی، در فواصل کوتاه نیاز به پستهای فشار قوی برق در طول مسیر است.
۴. برآورد سرمایه مورد نیاز (اقتصاد مگلو)
مگلو گرانترین سیستم حمل و نقل زمینی است. هزینهها به سه بخش اصلی تقسیم میشوند:
- هزینه ساخت ریل (Infrastructure): بین ۵۰ تا ۱۰۰ میلیون دلار به ازای هر ۱ کیلومتر. (بسته به توپولوژی زمین و نیاز به تونل یا پل).
- ناوگان (Rolling Stock): هر ست قطار مگلو حدود ۴۰ تا ۶۰ میلیون دلار قیمت دارد.
- تکنولوژی و لایسنس: هزینهی انتقال دانش فنی از کشورهایی مثل ژاپن یا چین.
مثال: هزینه ساخت خط مغناطیسی بین تهران و مشهد (حدود ۹۰۰ کیلومتر) با استانداردهای جهانی میتواند عددی بین ۴۵ تا ۹۰ میلیارد دلار باشد که معادل بودجه چندین سال پروژههای عمرانی یک کشور است.
۵. مزایا و معایب در سطح ملی
مزایا:
- سرعت خیرهکننده: رقابت مستقیم با هواپیما در مسافتهای زیر ۱۰۰۰ کیلومتر.
- استهلاک ناچیز: چون قطعات با هم تماس ندارند، هزینهی تعمیر و نگهداری قطار (نه ریل) بسیار کم است.
- صدا و آلودگی کم: مگلو بسیار کمصداتر از قطارهای چرخدار است.
معایب:
- عدم سازگاری: قطار مگلو نمیتواند روی ریلهای قدیمی حرکت کند؛ یعنی باید یک شبکه کاملاً جدید و ایزوله ساخته شود.
- هزینه اولیه نجومی: سرمایهگذاری اولیه بسیار سنگین که بازگشت سرمایه آن ممکن است چندین دهه طول بکشد.
جدول مقایسهای: مگلو در برابر قطار سریعالسیر معمولی (HSR)
ویژگی | قطار مغناطیسی (Maglev) | قطار سریعالسیر (TGV/Shinkansen) |
حداکثر سرعت | ۶۰۰+ کیلومتر بر ساعت | ۳۲۰ - ۳۸۰ کیلومتر بر ساعت |
اصطکاک | ندارد (فقط مقاومت هوا) | زیاد (چرخ روی ریل) |
هزینه ساخت | بسیار بسیار زیاد | زیاد |
مصرف انرژی | بسیار بالا در سرعتهای زیاد | بهینه |
آسایش مسافر | بسیار بالا (بدون لرزش چرخ) | خوب |
نتیجهگیری برای یک زیرساخت ملی
ایجاد شبکه مگلو برای کشورهایی با مساحت زیاد و تمرکز جمعیتی در قطبهای دور از هم (مثل ایران) یک رویای مهندسی است. اما به دلیل هزینه ساخت بسیار بالا، اکثر کشورها ترجیح میدهند ابتدا شبکه قطارهای سریعالسیر معمولی (HSR) را توسعه دهند که با خطوط قدیمی نیز تا حدی سازگاری دارند.
