Namun dewasa ini, muncul satu lagi kaedah pengangkutan lain yang menggantikan kedudukan kenderaan udara sebagai kenderaan paling pantas pada abad ke 21. Kaedah pengangkutan ini dikenali sebagai MAGLEV atau ‘apungan magnetik’. (English-magnetic levitation), di mana keretapi MAGLEV akan terapung di atas landasannya menggunakan prinsip asas magnet bagi menggantikan roda keluli dan landasan kayu biasa. Beberapa buah negara telah menggunakan teknik ini bagi membangunkan keretapi berkelajuan tinggi, antaranya Jepun dan Jerman. Mereka juga sedang menguji prototaip keretapi MAGLEV masing-masing.
Prinsip asas magnet
Kutub magnet yang berlawanan akan saling menarik, manakala kutub yang sama akan saling menolak. Ini ialah prinsip paling asas dalam kajian mengenai daya elektromagnetik. Elektromagnet sama seperti magnet lain, di mana ia menarik bahan magnet ke arahnya, namun daya tarikan magnetiknya tidak kekal.
Idea yang digunakan dalam landasan keretapi maglev amat mudah, yakni idea yang sama yang digunakan dalam eksperimen solenoid, di mana daya elektromagnet dihasilkan dengan mengalirkan arus elektrik melalui wayar atau logam pengalir. Terdapat tiga komponen dalam sistem landasan MAGLEV:
- Sumber kuasa elektrik yang besar
- Lingkaran logam yang melapisi landasan
- Magnet pemandu yang besar, dipasangkan di bahagian bawah badan keretapi
Perbezaan utama antara keretapi MAGLEV dengan keretapi konvensional ialah MAGLEV tidak mempunyai enjin biasa yang digunakan dalam keretapi konvensional untuk menarik gerabak. Enjin untuk keretapi MAGLEV seakan tersembunyi atau tidak terlalu ketara sebagaimana enjin keretapi konvensional, di mana sebahagian komponen enjinnya tampak dari luaran badan keretapi, umpamanya tangki minyak dan corong ekzos. MAGLEV tidak menggunakan bahan api fosil, sebaliknya menggunakan medan magnet yang dihasilkan dari gegelung berarus yang terletak di balapan keretapi dan dinding landasan secara bersama untuk menggerakkan keretapi ke hadapan.
Landasan MAGLEV.
Gegelung elektromagnet yang diletakkan di sepanjang landasan menolak magnet besar yang terletak di bahagian bawah badan keretapi, sterusnya membenarkan ia terapung antara 1 hingga 10 sentimeter di atas landasan.
Setelah keretapi berjaya diapungkan, kuasa dibekalkan kepada gegelung elektromagnet di dinding landasan untuk menjana suatu sistem medan magnet unik yang menolak dan menarik keretapi di sepanjang landasan. Arus elektrik yang dibekalkan di dinding landasan berubah secara seragam bagi mengubah kekutuban gegelung elektromagnet. Perubahan kekutuban ini menyebabkan medan magnet di hadapan keretapi menarik kenderaan tersebut ke hadapan, sementara medan magnet di belakangnya menolak ia ke hadapan.
Keretapi MAGLEV terapung di atas sebuah kusyen udara yang mengurangkan geseran. Daya geseran yang tipis bersama rekabentuk aerodinamik keretapi ini membolehkan ia mencapai halaju yang tidak pernah diduga dan dicapai kenderaan-kenderaan darat yang lain. Oleh itu, tidak hairan jika fakta mengatakan bahawa kenderaan ini boleh bergerak selaju 310 batu sejam, di mana dengan kelajuan ini, kita dapat bergerak dari Paris ke Rom di Itali dalam masa hanya dua jam sahaja.
Kaedah apungan MAGLEV:
Gantungan elektromagnet (Electromagnetic Suspension -EMS)
Dalam sistem ini, bahagian bawah badan keretapi melitupi sekeliling landasan keluli. Elektromagnet yang dipasangkan pada bahagian bawah badan keretapi( iaitu di dalam bahagian pelitup tadi) menghala ke atas, iaitu ke arah landasan. (landasan terletak di atas magnet ini.) Elektromagnet ini mengapungkan keretapi tersebut kira-kira 1/3 inci dari landasan dan mengekalkan keapungannya meskipun keretapi tersebut pegun. Magnet pemandu juga dipasangkan pada badan keretapi tersebut (juga dalam bahagian pelitup) bagi mengekalkan kestabilannya semasa bergerak (iaitu bagi mengelakkan daripada bergeser dengan landasan). Jerman membuktikan keretapi MAGLEV Transrapid mampu mencapai kelajuan 300 batu sejam dengan penumpang.
Gantungan elektrodinamik (Electrodynamic Suspension –EDS)
Dalam sistem ini, prinsip daya tolakan magnet digunakan bagi mengapungkan keretapi MAGLEV. Jurutera-jurutera di Jepun telah membangunkan kaedah ini dengan menggunakan superkonduktor berdasarkan fenomena apungan yang dikenali sebagai Kesan Meissner, di mana menurut fenomena ini, magnet kekal akan terapung di atas superkonduktor (bahan konduktor tanpa rintangan). Magnet kekal dipasangkan pada bahagian bawah keretapi dan terapung di atas superkonduktor pada landasan.
Perbezaan antara keretapi MAGLEV Jepun dengan Jerman ialah, keretapi Jepun menggunakan elektromagnet superkonduktor. Dalam sistem di Jerman (gantungan elektromagnet) yang menggunakan elektromagnet biasa, gegelung hanya mengalirkan arus dan menghasilkan medan apabila dibekalkan kuasa. Dengan menyejukkan gegelung superkonduktor, sistem Jepun telah berjaya menjimatkan tenaga elektrik. Namun begitu, sistem kryogenik (larutan penyejuk) yang digunakan untuk menyejukkan gegelung amat mahal.
Contoh sistem gantungan elektrodinamik (English- electrodinamic suspension; EDS) yang terbaru ialah Inductrack, yang memanfaatkan apungan magnet kekal di atas gegelung elektromagnet pada landasan, berbanding di atas superkonduktor sepertimana EDS di Jepun . Inductrack menggunakan bekalan kuasa untuk memecutkan keretapi hanya selepas ia berjaya diapungkan. Jika bekalan kuasa putus dan elektromagnet tidak dapat menghasilkan medan, keretapi akan berhenti secara beransur-ansur dan berhenti sepenuhnya di atas roda bantuan.
Landasan keretapi Inductrack sebenarnya merupakan susunan litar-litar elektrik yang dipintaskan, yang mengandungi wayar yang ditebat (merupakan gegelung elektromagnet). Dalam salah sebuah rekabentuknya, litar-litar ini disusun selari seperti alang pada tangga lipat. Apabila keretapi bergerak, medan magnetik menolak magnet pada keretapi, menyebabkan ia terapung.
Terdapat dua jenis rekabentuk Inductrack: Inductrack I dan Inductrack II. Inductrack I direkabentuk untuk kelajuan tinggi, manakala Inductrack II disesuaikan untuk kelajuan rendah. Keretapi Inductrack mampu terapung lebih tinggi dengan lebih stabil. Keretapi Inductrack akan terapung setinggi 1 inci (2.54 cm) semasa bergerak dengan kelajuan beberapa batu sejam.
Magnet kekal tidak digunakan bersama-sama gegelung elektromagnet dalam EDS sebelum ini kerana saintis menganggap ia tidak mampu menghasilkan daya apungan yang cukup. Rekabentuk Inductrack mengatasi masalah ini dengan cara menyusun magnet-magnet tersebut dalam susunan yang dikenali sebagai Susunan Halbach (English-Halbach array). Magnet-magnet ini disusun supaya kekuatan medan magnet tersebut tertumpu di bahagian atasnya berbanding sebaliknya. Dengan cara ini, keretapi MAGLEV dapat diapungkan dengan selamat meskipun di atas gegelung wayar dan bukannya superkonduktor.
Magnet-magnet ini dibina daripada bahan-bahan yang lebih baru dan canggih, iaitu aloi neodymium-besi-boron, yang mampu manghasilkan medan magnet yang lebih tinggi berbanding magnet ferit biasa. Rekabentuk Inductrack II menggabungkan dua jenis Susunan Halbach bagi menjana medan yang lebih kuat dengan kelajuan keretapi yang lebih rendah.
MAGLEV dalam penggunaan.
Setelah MAGLEV mula dicadangkan lebih seabad lalu, keretapi MAGLEV komersial pertama memulakan ujian percubaan pertamanya di Shanghai, China pada tahun 2002, menggunakan keretapi yang dibangunkan oleh syarikat Jerman , Transrapid International. Kemudian, dengan menggunakan keretapi syarikat yang sama, percubaan terbuka untuk orang awam dilakukan pada Disember 2003. Aliran Shanghai Transrapid merentang antara hentian Longyang Road di pusat bandaraya dan lapangan terbang Pudong. Bergerak selaju 267 batu sejam, perjalanan sejauh 19 batu itu dipendekkan hanya kepada 10 minit berbanding 1 jam dengan menaiki teksi. Sekarang China sedang membina kembangan sejauh 99 batu ke Hangzhou untuk Aliran Shanghai . Pembinaan ini dijadualkan bermula pada musim luruh 2006 dan dijangka berakhir pada 2010. Aliran ini dijangka merupakan aliran MAGLEV pertama yang merentasi dua buah bandaraya.
Beberapa buah negara juga sedang merancang untuk membina keretapi MAGLEV masing-masing, namun aliran Shanghai tadi masih kekal sebagai satu-satunya aliran MAGLEV yang dikomersialkan. Kebanyakan negara-negara yang bercadang membangunkannya akhirnya membiarkan projek tersebut terbengkalai, terutamanya Amerika Syarikat. Jepun dan Jerman pula masih menguji prototaip masing-masing.
**penulis masih belum dapat memastikan sama ada shinkansen di Jepun adalah MAGLEV ataupun sebaliknya.
sumber:
http://science.howstuffworks.com/maglev-train.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Halbach_array
http://en.wikipedia.org/wiki/Maglev_(transport)
Semoga mendapat ilmu berguna walaupun sedikit.
"Ke arah memajukan sistem pengangkutan awam di Malaysia"
No comments:
Post a Comment
Kini, Anon dan Anonimah pun boleh mengomen...