Forskare tror att de kan ha löst problemet med "tunnelvågor" när Kina förbereder sig för att introducera sin senaste prototyp av magnetisk levitationståg.
Det senaste maglev-tåget kan nå hastigheter på 600 km/h, men ingenjörerna har kämpat med stötvågor som uppstår när tåget lämnar en tunnel. När ett höghastighetståg kör in i en tunnel komprimerar det luften framför sig som en kolv, vilket skapar tryckfluktuationer som sammanfaller vid tunnelmynningen och genererar lågfrekventa stötvågor – liknande, men skilda från, ljudvågorna från ett supersoniskt flygplan. Dessa stötvågor kan störa närboende människor och djur, skada byggnader och innebära säkerhetsrisker.
Nu har forskare upptäckt att särskilt utformade ljudisolerande buffertar vid tunnelmynningar kan minska dessa stötvågor med upp till 96 %. Genombrottet förbättrar driftsäkerheten, minskar bullerföroreningar, ökar passagerarkomforten och skyddar djurlivet nära framtida järnvägslinjer.
Även konventionella höghastighetståg (som når upp till 350 km/h) står inför samma problem, men det förvärras vid högre hastigheter. Stötvågorna blir starkare, och tunnellängden som krävs för att utlösa en våg minskar dramatiskt. Ett 600 km/h-tåg skapar till exempel en våg i tunnlar så korta som 2 km, medan konventionella tåg endast producerar vågor i tunnlar på 6 km eller längre.
De nya 100 meter långa buffertarna, tillverkade med en porös struktur och kombinerade med porösa tunnelbeläggningar, låter instängd luft flyta ut innan tåget lämnar tunneln och dämpar vågen ungefär som en ljuddämpare på ett vapen.
Maglev-tåg använder magnetiska krafter för att sväva ovanför spåret, vilket eliminerar friktion och möjliggör betydligt högre hastigheter än konventionella tåg. Det finns två huvudsakliga system:
- Elektromagnetisk suspension (EMS): Tåget omger en stålskena, där elektromagneter lyfter det något (cirka 10 mm) genom attraktion.
- Elektrodynamisk suspension (EDS): Tåget svävar inuti ett U-format ledspår och använder supraledande spolar för att skapa en blandning av repellerande och attraherande krafter för levitation.
Kina introducerade först höghastighetsmaglev-tåg 2004, med en linje mellan Shanghais Pudong-flygplats och stadens utkanter som nådde 460 km/h – fortfarande den snabbaste kommersiella järnvägstrafiken i drift. Utvecklingen skiftade dock senare till konventionell höghastighetsjärnväg, som nu sträcker sig över 48 000 km, världens största nätverk.
Nu återupplivar den statliga tillverkaren CRRC maglev-teknik med en ny modell lanserad 2021. Passagerare rapporterar en exceptionellt smidig och tyst resa, med endast ett svagt surr från elektromagneter – inget mekaniskt ljud.
Veckobrev
Världens viktigaste miljönyheter. Håll dig uppdaterad med veckans nyheter – det goda, det dåliga och det väsentliga.
Ange din e-postadress
Prenumerera
Sekretessmeddelande: Våra nyhetsbrev kan innehålla information om välgörenhet, onlineannonser och innehåll finansierat av externa parter. För detaljer, se vår integritetspolicy. Vi använder Google reCAPTCHA för webbplatssäkerhet, enligt Googles integritetspolicy och användarvillkor.
Efter nyhetsbrevskampanj
Inga officiella sträckor har fastställts än, men experter förutspår en framtida höghastighetsjärnväg som kopplar samman Peking och Shanghai. Detta skulle minska restiden från 4,5 timmar till bara 2,5 timmar – ungefär lika lång tid som en inrikesflygning mellan städerna.
I Kina är höghastighetstågbiljetter billigare än flygresor (600 yuan mot 1 200 yuan), till skillnad från många andra länder. Tågen producerar också ungefär sju gånger mindre CO2 per kilometer än flygplan, vilket ger betydande miljöfördelar.
Kina är inte ensamt om att utveckla långdistansmaglev-tåg. Japan går också framåt med sitt Chuo Shinkansen-projekt, som kommer att koppla samman Tokyo och Osaka via Nagoya med hastigheter på 505 km/h. Den nuvarande höghastighetsjärnvägen tar 2,5 timmar, men maglev-tåget skulle kunna minska det till bara 67 minuter. Ursprungligen planerad för delvis drift 2027, har förseningar skjutit upp tidsplanen utan något bekräftat öppningsdatum ännu.
