maglev

Taivaallinen alus ja levitaatiojuna Shanghaissa

Ke, 07/27/2016 - 21:26 Jari Mäkinen
Shanghain tiede- ja tekniikkamuseo. Kuva: Wolfgang Staudt

Aiemmin sanottiin, että Amerikassa kaikki on suurempaa ja komeampaa kuin muualla. Nykyisin sama tuntuu pätevän Kiinaan. Hyvä esimerkki tästä on Shanghai, missä tiedehenkiselle turistille riittää kovasti katsottavaa.

”KesälläPeking ei ole suinkaan Kiinan suurin kaupunki, sillä siellä on "vain" noin 21 miljoonaa asukasta. Väkimäärän mukaan laskettuna suurin on Guangzhou, jonka alueella vipeltää yli 44 miljoonaa kiinalaista, mutta kun luokitteluperusteeksi otetaan kaupungin itsensä alueella oleva väkimäärä – ei koko ympäristöä – on suurin kaupunki Shanghai. Lähes 25 miljoonaa ihmistä.

Ja kaupunki kasvaa niin nopeasti, että kun lentoasemalta tulee kaupunkiin ja vertaa maisemaa takaisin lentokentälle mennessä, tuntuu siltä, että tien varrelle on pullahtanut pari kaupunginosaa lisää. 

Kaupunki sinällään on näkemisen arvoinen, sillä historiallisia muistomerkkejä ja muutamia vanhoja taloja lukuun ottamatta se on rakennettu (tai uudistettu) ihan vastikään. Rahasta ei ole ollut nyt pulaa, ja niinpä kuvaruutuja, valoja ja kaikenlaista härpäkettä on joka puolella. Vempeleistä innostunut teknofriikkikin hengästyy Shanghaissa vaeltaessaan.

Siksipä hektistä menoa kannattaa mennä pakoon vaikkapa kaupunkin keskusta-alueen suurimpaan puistoon, Century Parkkiin Pudongissa. Siellä puolestaan hyvä paikka rauhoittumiseen on Shanghain tiede- ja tekniikkamuseo, joka sekin on jättiläinen. Siellä on 65 500 neliömetriä näyttelytilaa, 13 erilaista pysyvien näyttelyiden osastoa ja neljä erilaista elokuvateatteria.

Tai itse asiassa rauhoittuminen onnistuu oikeastaan vain teattereissa (vaikkapa avaruusaiheista IMAX-elokuvaa katsoen) tai vanhaa kiinalaista tiedettä sekä tekniikkaa esittelevässä näyttelyosastossa. Siellä on esillä muun muassa mainio kokoelma erilaisia raketteja, kompassi ja paljon muita keksintöjä, jotka ovat kotoisin Kiinasta.

Muut näyttelyosastot ihmisen sisuksista robottien avaruustutkimukseen ovat hienoja, mutta tyyliltään varsin räiskyviä. Rauhoittujan kannalta tämä ja suuret kiinalaiskoululaisryhmät eivät ole hyvä asia, mutta ellei tätä oteta huomioon, ei osastoja voi kuin kehua. On pianoa soittava robotti, Shenzhou-avaruuskapseli, satelliitteja ja interaktiivisia vempeleitä joka kulmassa.

Kiina selvästi haluaa näyttää parastaan, ja sillä on paljon näytettävääkin. Lisäksi museota kiertäessä käy hyvin selväksi, että Kiina haluaa kouluttaa lapsiaan sellaisiksi, että he ymmärtävät tiedettä ja tekniikkaa – he ymmärtävät, että siinä on tulevaisuus.

Eikä vain tulevaisuus, sillä Kiinan nykyinen hohto perustuu vain siihen. Tässä mielessäkin on suomalaisittain erittäin ikävää huomata taas kerran, että samaan aikaan kun Suomessa tästä kaikesta nipistetään ja ilmapiiri on erittäin tiedevastainen, innostaa Kiina nuorisoaan insinööreiksi ja tutkijoiksi. Kun pelkästään Shanghaissa on siis tuo noin viisi kertaa Suomen väkimäärä, ei pohjoisella maallamme ole paljoakaan sanottavaa kilpailussa idän maita vastaan...

Mutta ilman näitä ajatuksiakin museo on ehdottomasti käynnin väärti. Sinne on myös helppo päästä, sillä museolla on oma metroasemansa:

Museossa käy vuosittain noin kolme miljoonaa kävijää. Oma metroasema on siksi tarpeen!

Mitä museoihin tulee, niin Shanghain luonnonhistorian museo sekä Shanghain kaupunkisuunnittelumuseo ovat myös käynnin väärti; kummatkin ovat moderneja ja hyvin tehtyjä, ja paneutuvat aiheeseensa huolella sekä myös englanninkielisin tekstein. Luonnonhistoriallisessa museossa on mm. hienoja dinosauruksia ja kaupunkisuunnittelu antaa paitsi hyvin kuvan Shanghain historiasta, niin myös siitä miten megakaupunkia oikein voidaan rakentaa edes jokseenkin järkevästi sekä suunnitelmallisesti.

Transrapid!

Ja sitten vielä on luonnollisesti magneettilevitaatiojuna, joka on paitsi kätevin tapa kulkea kaupungin ja lentoaseman välillä, niin myös kiinnostava kohde sinällään. Magneettien varassa leijuva, hiljainen sekä tasainen kyyti 430 kilometrin tuntinopeudella on huima kokemus!

Junan kaupunginpuoleisen aseman yhteydessä on myös Maglev-museo, missä kerrotaan tarkemmin magneettilevitaation periaatteesta ja tekniikasta.

Kyseessä on yksi neljästä maailman toiminnassa olevista maglev-radoista; muut ovat Kiinan Changshassa, Linimossa, Japanissa, ja Incheonin lentoasemalla Koreassa.

Transrapid

Kuvat: Kirjoittaja ja Wolfgang Staudt

Tiedetuubin esittelemiä tiedekeskuksia ja muita kiinnostavia kohteita

Ei juna, ei lentokone, vaan omituinen sekasikiö

La, 01/30/2016 - 17:03 Jari Mäkinen
Aerotrain



Tämä oli maglev-junien edeltäjä, lentokonemainen ilmatyynyalus nimeltä Aérotrain.


Päivän kuvaRanskalaisinsinööri Jean Bertin oli kenties liian edellä aikaansa, kun hän esitteli vuonna 1963 ideansa lentokonemoottorin työntämästä ilmatyynyaluksesta, joka liikkuisi yhden palkkien päällä kulkevan raiteen varassa nopeasti eteenpäin. 

Aérotrain, eli ilmajuna, leijuisi siis ilmatyynyn päällä ja voisi liikkua nopeasti kuin lentokone, mutta pysyä tukevasti Maan pinnalla – jos pientä rakoa laitteen ja betonisen radan pohjan välillä ei lasketa varsinaisesti lentämiseksi.

Vuonna 1963 Bertinillä oli valmiina vain 1:12 -suhteessa tehty pienoismalli keksinnöstään, mutta myöhemmin hän rakensi neljä prototyyppiä sekä lyhyen koeradan, jolla ilmajunamatkaamista pääsi testaamaan.

Ensimmäinen prototyypeistä oli yhdeksän metriä pitkä laite, missä oli tilaa neljälle henkilölle. Sitä seurasi täysikokoinen, 22 metriä pitkä laite, missä oli paikkoja jopa 80 matkustajalle.

Vuonna 1974 prototyypeistä viimeisin, Aérotrain I80, teki ilmapatjan päällä liikkuvien alusten nopeusmaailmanennätyksen 430 km/h. Kun matkasta laskettiin keskinopeus, oli sekin varsin korkea: 417,6 kilometriä tunnissa. Nopeus on jotakuinkin sama kuin nykyisten maglev-junien nopeudet.

1970-luvun alussa Aérotrain-junaverkoastoa suunniteltiin Pariisin alueelle lähiliikenteeseen, mutta öljykriisi nakersi tämän(kin) huimalta vaikuttaneen, mutta kieltämättä hieman energiasyöpön laitteen rahoitusta ja haluttavuutta, joten projekti laitettiin ensin jäihin ja sitten hylättiin kokonaan vuonna 1975. Samana vuonna myös Bertin kuoli, joten hankkeella ei ollut enää innokasta puhemiestä.

Alla on vielä toinen kuva täysikokoisesta prototyypistä, nyt nokasta päin kuvattuna.

Japanin ennätysnopea juna: 603 km/h

Ti, 04/21/2015 - 21:53 Jari Mäkinen

Japanilainen magneettilevitaatiojuna teki tänään junien nopeuden maailmanennätyksen kiitämällä 603 kilometrin tuntinopeudella koeradallaan Fuji-vuoren luona Tokion lounaispuolella.

L0-niminen koejuna kuljetti mukanaan 49 Keski-Japanin rautatieyhtiön työntekijää, jotka kuvailivat kyytiä tasaiseksi ja mukavaksi. Matkustajien mukaan matkanteko muuttui sitä sulavammaksi, mitä nopeammin juna kulki.

Ennätysnopeutta juna spurttasi vain 1,8 kilometrin verran, johon se käytti 11 sekuntia. Muulloin juna kulki rauhallisempaa, noin 550 km/h:n nopeutta. Viime viikolla junalla uskallettiin ajaa jo 590 kilometriä tunnissa, mutta koska tähtäimessä oli yli 600 km/h:n vauhti, siitä ei tiedotettu laajemmin.

Samalla junalla tehtiin myös edellinen junien nopeusennätyksen vuonna 2003. Silloin sen nopeus oli 581 km/h.


Juna, joka leijuu

Ennätysjuna käyttää maglev-tekniikkaa, eli se leijuu ilmassa noin 10 cm:n korkeudessa voimakkaiden magneettien varassa. Magneeteilla paitsi pidetään juna ilmassa, niin  myös ohjataan sitä pysymään radallaan sekä kiihdytetään eteenpäin. Koska juna ei kosketa maata, se voi kulkea lentokonemaisella nopeudella.

Tekniikka on hankalaa ja kallista, koska se vaatii erityisesti rakennetun, magneeteilla varustetun radan. Magneettien hallinta on tarkkaa ja junassa pitää olla alla myös pyörät siltä varalta, että magneettien noste lakkaa ja se putoaa alas kiskolleen.

Maglev-junia on rakennettu koemielessä eri puolille maailmaa. Ensimmäinen julkisessa käytössä ollut sellainen otettiin käyttöön Iso-Britanniassa, Birminghamin lentoaseman ja rautatieaseman välillä vuonna 1984. Rata oli vain 600 metriä pitkä ja se suljettiin vuonna 1995, koska se oli jatkuvasti rikki.

Tunnetuin nyt käytössä oleva maglev-juna kulkee Shanghaissa lentoaseman ja kaupungin keskustan väliä. Vuodesta 2004 alkaen liikennöinyt juna saavuttaa 431 km/h:n nopeuden 30 kilometriä pitkällä radallaan, jonka se taittaa seitsemässä minuutissa. Saksalaiseen tekniikkaan perustuva juna on kulkenut koemielessä 501 km/h.

Jos Birminghamin junalla oli suuria vaikeuksia, on Shanghain maglev-linjalla luotettavuus 99,97%

Japanilla suuret suunnitelmat

Japani on käyttänyt perinteisiä suurnopeusjunia jo vuodesta 1964 alkaen, kun kuuluisa Tokaido Shinkansen alkoi liikennöidä Tokion ja Osakan välillä. 

Sen jälkeen erikoisradoilla kulkevien Shinkansenien nopeutta on voitu nostaa aina 320 kilometriin tunnissa, mutta tätä nopeampaa menoa ei perinteisesti raiteilla juuri voi rutiininomaisesti ajaa. Koemielessä on ajettu nopeamminkin ja tällaisten perinteisten suurnopeusjunien ennätystä pitää hallussaan ranskalainen TGV (3. huhtikuuta 2007, 574,8 km/h)

Koska maa haaveilee vieläkin nopeammasta kyydistä, on siellä kehitetty magneettilevitaation perustuvia junia jo 1970-luvulta alkaen. Silloin Miyazakin prefektuuriin maan eteläosaan rakennettiin seitsemän kilometriä pitkänkoerata, jolla tekniikkaa testattiin. Rataa pidennettiin sittemmin ja kaikkiaan yli 200 000 paikallista asukasta pääsi koittamaan kyytiä yli 500 km/h:n nopeudella, ennen kuin rata suljettiin yleisöltä. 

Nyt tehty ennätys ajettiin radalla, josta tulee myöhemmin osa uutta Chuo Shinkansen -linjaa. Sen tarkoituksena on yhdistää Tokio, Nagoya ja Osaka maglev-vauhdilla. 

Nyt käytössä oleva Shinkansen N700 Kioton asemalla. Kuten näkyy, se kulkee perinteiseen tapaan raiteilla.

Suunnitelman mukaan junat lähtevät Tokion Shinagawa-asemalta ja pysähtyvät Sagamiharassa, Kanagawassa, Kofussa, Yamanashissa ja Nakatsugawassa ennen saapumistaan Nagoyan asemalle. 286 kilometrin matkaan kuluisi vain 40 minuuttia ja junan on tarkoitus kulkea tyypillisesti 505 km/h:n maksiminopeutta.

Lähes 90% radasta on tarkoitus rakentaa maan alle tai tunneleihin. Osin tästä syystä radan rakentaminen maksaa hyvin paljon: noin 93 miljardia euroa.

Kyytiin radalla koko pituudeltaan pääsee näillä näkymin vuonna 2027, mutta jo vuoden 2020 Tokion kesäolympialaisten aikaan junalla on tarkoitus kyytiä turisteja (ja toki muitakin) lyhyemmällä matkalla. Vuoteen 2045 rataa on aikomus pidentää Osakaan saakka, jolloin 410 kilometriä Tokion ja Osakan välillä taittuu tunnissa ja seitsemässä minuutissa. Nyt siihen kuluu Shinkansenilla noin kaksi ja puoli tuntia.

Japanin aikomuksena on myydä junatekniikkaansa myös ulkomaille, ja ensimmäisenä tarjouksia tehdään Yhdysvaltoihin. Siellä New Yorkin ja Washington D.C.:n välille suunnitellaan suurnopeusjunaa, ja voi olla, että siitä tehdään saman tien maglev-tekniikkaan perustuva. Japani on tarjoutunut kustantamaan hanketta osittain ja maan pääministeri Shinzo Abe mainostanee junahanketta myöhemmin tässä kuussa Yhdysvaltain-matkallaan.