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マグレブ（磁気浮上方式に由来）は、車輪の上で車両を転がすのではなく電磁石で浮上させ、転がり抵抗を排除した鉄道輸送システムである。[1] [2] [3]
従来の鉄道と比較すると、磁気浮上式鉄道は最高速度が高く、加速と減速に優れ、メンテナンスコストが低く、勾配処理が改善され、騒音も少ないという利点がある。しかし、建設コストが高く、既存のインフラを利用できず、高速走行時にはより多くのエネルギーを消費する。[4]
磁気浮上式鉄道は数々の速度記録を樹立している。時速603キロメートル（375マイル）という列車速度記録は、2015年に日本の実験的なL0系磁気浮上式鉄道によって樹立された。 [5] 2002年から2021年まで、旅客列車の最高運行速度時速431キロメートル（268マイル）の記録は、ドイツのトランスラピッド技術を採用した上海磁気浮上式鉄道によって保持されていた。[6]このサービスは、上海浦東国際空港と上海市浦東中心部の郊外を結んでいる。史上最高速度では、30.5キロメートル（19マイル）の距離をわずか8分強で走行した。
磁気浮上システムはそれぞれ異なる方法で浮上を実現しており、大きく分けて電磁サスペンション（EMS）と電気力学的サスペンション（EDS）の2つのカテゴリに分類されます。推進力は通常、リニアモーターによって提供されます。[7]浮上に必要な電力は、通常、高速磁気浮上システムの総エネルギー消費量の大きな割合を占めることはありません。[8]むしろ、抗力を克服するために最も多くのエネルギーが必要です。この制限を克服する手段として、 Vactrainテクノロジーが提案されています。
1世紀以上にわたる研究開発にもかかわらず、現在稼働している磁気浮上式鉄道は中国に3台、韓国に2台、日本に1台の計6台しかありません。[9] [10]
歴史
発達
1940年代後半、インペリアル・カレッジ・ロンドンの教授で電気技師のエリック・レイスウェイトが、リニア誘導モーターの初の実物大の実用モデルを開発した。彼は1964年にインペリアル・カレッジの重電工学教授となり、そこでリニアモーターの開発を続けた。[11]リニアモーターは車両とガイドウェイの物理的な接触を必要としないため、1960年代から1970年代にかけて先進的な輸送システムによく使われるようになった。レイスウェイトはそのようなプロジェクトの1つである英国ケンブリッジ近郊を拠点とするトラックド・ホバークラフトRTV-31に参加したが、このプロジェクトは1973年に中止された。[12]
リニアモーターは当然ながら磁気浮上システムにも適していました。1970年代初頭、レイスウェイトは新しい磁石の配置である磁気リバーを発見しました。これにより、1つのリニアモーターで揚力と前進推力の両方を生成できるようになり、1組の磁石で磁気浮上システムを構築できるようになりました。ダービーの英国鉄道研究部門で、いくつかの土木工学会社のチームとともに、「横方向磁束」システムが実用的なシステムに開発されました。
最初の商業用磁気浮上式ピープルムーバーは単に「 MAGLEV 」と呼ばれ、1984年にイギリスのバーミンガム近郊で正式に開業した。バーミンガム空港とバーミンガム国際鉄道駅の間のモノレールの高架600メートル（2,000フィート）区間で運行され、最高時速42キロメートル（26マイル）で走行した。このシステムは信頼性の問題により1995年に閉鎖された。[13]
最初の磁気浮上式鉄道の特許
高速輸送の特許は世界中の様々な発明家に与えられました。[14]最初の関連特許である米国特許714,851号（1902年12月2日）は、アルバート・C・アルバートソンに付与され、従来の推進力を使用しながら磁気浮上を利用して車輪の重量の一部を軽減しました。
リニアモーターで駆動する列車に関する初期の米国特許は、ドイツの発明家アルフレッド・ツェデン [de]に与えられた。発明家は、米国特許 782,312 (1905 年 2 月 14 日) と米国特許 RE12700 (1907 年 8 月 21 日) を取得した。[注 1] 1907 年には、別の初期の電磁輸送システムが FS スミスによって開発された。[15] 1908 年、クリーブランド市長のトム・L・ジョンソンは、誘導磁場で浮上する車輪のない「高速鉄道」の特許を申請した。[16]冗談めかして「グリースド・ライトニング」と呼ばれたこの吊り下げ式車両は、ジョンソンの地下室にある 90 フィートの試験線路で「まったく騒音もなく、振動もまったくなく」走行した。[17]リニアモーターで駆動する磁気浮上列車に関する一連のドイツ特許は、 1937年から1941年にかけてヘルマン・ケンパーに与えられた。 [注 2]初期の磁気浮上列車は、 1959年8月25日にGRポルグリーンによって出願された米国特許3,158,765「磁気輸送システム」に記載されている。米国の特許で「磁気浮上」が初めて使用されたのは、カナダ特許開発株式会社による「磁気浮上誘導システム」 [18]である。
ニューヨーク、アメリカ合衆国、1912年
1912年、フランス系アメリカ人の発明家エミール・バチェレはニューヨーク州マウントバーノンで電磁浮上・推進の模型列車を実演した。[19]バチェレの最初の関連特許である米国特許第1,020,942号は1912年に付与された。電磁推進は、線路に沿って間隔を置いて配置された直流ソレノイドが列車内の鉄を引き付けることによって行われる。電磁浮上は、線路の下の脈動電流電磁石が列車のアルミニウムベースプレートを反発することによって行われる。パルスは、220 VACで供給されるバチェレ独自の同期遮断器米国特許第986,039号によって生成された。列車が動くと、列車が走行している線路セクションに電力が切り替わる。バチェレは1914年にイギリスのロンドンでこの模型の実演を続け、その結果、第一次世界大戦が始まるわずか数週間前の7月9日にロンドンでバチェレ浮上鉄道シンジケート株式会社が登録された。[20]
バチェレの2番目の関連特許である米国特許1,020,943号は、最初の特許と同日に付与されたもので、浮上用電磁石は列車内にあり、線路はアルミニウム板であった。特許では、これははるかに安価な構造であると述べられていたが、それを実証することはなかった。
ニューヨーク、アメリカ合衆国、1968年
1959年、スロッグスネック橋で渋滞に巻き込まれた際、ブルックヘブン国立研究所（BNL）の研究員ジェームズ・パウエルは磁気浮上式の交通手段を使うことを思いついた。 [21]パウエルとBNLの同僚ゴードン・ダンビーは、移動中の車両に取り付けられた静磁石を使用して、ガイドウェイ上の8の字コイルなどの特殊な形状のループに電気力学的揚力と安定化力を誘導する磁気浮上式のコンセプトを考案した。[22]これらは1968年から1969年に特許を取得しました。[23]
日本、1969年
日本は独自に開発した2つの磁気浮上式鉄道を運行しています。1つは日本航空のHSST（およびその後継のリニモ線）で、もう1つはよりよく知られている東海旅客鉄道のSCMaglevです。
後者の開発は1969年に始まりました。超電導リニアモーターカーの最初の走行は、 1972年に日本国有鉄道（JNR）の鉄道技術研究所の短い線路で成功しました。 [24]宮崎試験線（後の7kmの試験線）の磁気浮上列車は、1979年までに時速517キロメートル（321マイル）で定期的に走行しました。事故で列車が破壊された後、新しい設計が選ばれました。日本の岡崎（1987年）では、超電導リニアモーターカーが岡崎博覧会での試乗に使用されました。宮崎でのテストは1980年代を通じて続けられ、1997年に山梨の20キロメートル（12マイル）のはるかに長い試験線路に移されました。 2015年に有人列車の世界速度記録である時速603キロメートル（375マイル）がここで樹立された。
HSSTの開発は1974年に始まりました。日本のつくば（1985年）では、最高速度が時速30キロメートル（19マイル）と低かったにもかかわらず、 HSST-03（リニモ）がつくば万博で人気を博しました。日本の埼玉（1988年）では、HSST-04-1が熊谷のさいたま博覧会で公開されました。その最高記録は時速300キロメートル（190マイル）でした。[25]
新しい高速リニア中央新幹線の建設は2014年に始まった。山梨の超電導リニア実験線を両方向に延長することで建設されている。完成日は不明で、地方自治体が建設許可を拒否したため、2027年という見積もりは不可能になった。[26]
ハンブルク、ドイツ、1979年
トランスラピッド05は、旅客輸送用に認可されたロングステータ推進方式の初の磁気浮上式鉄道である。1979年、第1回国際交通博覧会 [de] (IVA 79)のためにハンブルクで908メートル(2,979フィート)の線路が開通した。関心が高かったため、博覧会終了後も3か月間運行が延長され、5万人以上の乗客を輸送した。1980年にカッセルで再組み立てされた。
ラメンスコエ、モスクワ、ソ連、1979年
1979年、ソ連のラメンスコエ（モスクワ州）の町は、磁気サスペンションを備えた自動車の走行実験を行うための実験場を建設した。この試験場は60メートルのランプで構成され、後に980メートルに延長された。[27] 1970年代後半から1980年代にかけて、TP-01（ТП-01）からTP-05（ТП-05）の名称が付けられた5台の自動車のプロトタイプが製造された。[28]初期の自動車は時速100キロメートル（62マイル）の速度に達することになっていた。
アルメニアSSRでは、ラメンスコエの技術を用いた磁気浮上式鉄道の建設が1987年に始まり[29]、1991年に完成する予定だった。この鉄道は、アボヴィアン市を経由してエレバン市とセヴァン市を結ぶことになっていた。[30]当初の設計速度は時速250キロメートル（160マイル）であったが、後に時速180キロメートル（110マイル）に引き下げられた。[31]しかし、 1988年のスピタク地震と第一次ナゴルノ・カラバフ戦争により、プロジェクトは凍結した。結局、高架道路は部分的にしか建設されなかった。[32]
1990年代初頭、磁気浮上技術は、今度はモスクワ政府からの命令により、工学研究センター「TEMP」（ИНЦ「ТЭМП」） [33]によって継続されました。プロジェクトはV250（В250）と名付けられました。アイデアは、モスクワとシェレメチェヴォ空港を結ぶ高速磁気浮上列車を建設することでした。列車は64人乗りの車両で構成され、時速250キロメートル（160マイル）で走行します。[28] 1993年に、金融危機のため、プロジェクトは中止されました。しかし、1999年から「TEMP」研究センターは、モスクワモノレールシステム用のリニアモーターの開発に共同開発者として参加していました。
バーミンガム、イギリス、1984年～1995年
世界初の商用磁気浮上システムは、1984年から1995年までバーミンガム国際空港の空港ターミナルと近くのバーミンガム国際駅の間を走っていた低速磁気浮上シャトルでした。 [34]線路の長さは600メートル（2,000フィート）で、列車は15ミリメートル（0.59インチ）の高度で電磁石で浮上し、リニア誘導モーターで推進しました。[35] 11年間運行され、当初は乗客に非常に人気がありましたが、[36]電子システムの老朽化の問題により、年月が経つにつれて次第に信頼性が低下し、 [37] 1995年に閉鎖されました。オリジナルの車両のうち1台は現在、ピーターバラのレールワールドにRTV31ホバー列車車両とともに展示されています。もう1台はヨークの国立鉄道博物館に展示されています。
リンクが構築されたとき、いくつかの有利な条件が存在しました: [引用が必要]
- 英国鉄道研究機関の車両は 3 トンであり、8 トン車両への拡張は容易でした。
- 電力は利用可能でした。
- 空港と鉄道の建物はターミナルのプラットフォームに適していました。
- 公道を横断する必要があるのは 1 回だけで、急勾配も必要ありませんでした。
- 土地は鉄道会社や空港会社が所有していました。
- 地元の業界や地方自治体も協力的だった。
- 政府からの資金提供もあり、業務を分担したため、組織あたりのコストは低く抑えられました。
1995年にシステムが閉鎖された後、元のガイドウェイは休止状態となったが[38]、2003年に代替のケーブル牽引システムであるエアレールリンクケーブルライナーピープルムーバーが開通した。[39] [40]
エムスラント、ドイツ、1984年～2011年
ドイツの磁気浮上鉄道会社トランスラピッドは、エムスラントに全長 31.5 キロメートル (19.6 マイル) の試験線を所有していた。単線路線はドルペンとラーテンの間を走り、両端に折り返しループがあった。列車は通常、最高時速 420 キロメートル (260 マイル) で走行した。試験プロセスの一環として、有料の乗客が輸送された。試験施設の建設は 1980 年に始まり、1984 年に完成した。
2006年、ラテンで磁気浮上列車の事故が発生し、23人が死亡した。事故は安全点検の実施における人為的ミスが原因だったことが判明した。2006年以降、乗客は運ばれなかった。2011年末に運行許可が失効し、更新されず、2012年初頭に線路や工場を含む施設の解体許可が出された。[41]
2021年3月、 CRRC がエムスラント試験トラックの復活を検討していると報じられた。 [42] 2019年5月、CRRCは時速600キロメートル（370マイル）に達するように設計された「CRRC 600」プロトタイプを発表した。
カナダのバンクーバーとドイツのハンブルク、1986～1988年
カナダのバンクーバーでは、HSST開発株式会社（日本航空と住友商事）のHSST-03が1986年万博に展示され、[43] 400メートル（0.25マイル）のテストコースを走行し、来場者は会場内の短い区間を1台の車両で走行することができた。[44]万博終了後は撤去された。1987年の葵博で公開され、現在は岡崎南公園で静態展示されている。
韓国、1993年～2023年
1993年、韓国は独自の磁気浮上式鉄道の開発を完了し、大田万博'93で披露された。この磁気浮上式鉄道は2006年に最高時速110キロメートル（68マイル）で走行可能な本格的な磁気浮上式鉄道へとさらに発展した。この最終モデルは、2016年2月3日に開通した仁川空港磁気浮上式鉄道に組み込まれ、これにより韓国は、イギリスのバーミンガム国際空港[46] 、ドイツのベルリンMバーン[47]、日本のリニモ[48]に続き、自主開発の磁気浮上式鉄道を運行する世界で4番目の国となった。この鉄道は、仁川国際空港と永宗島の龍遊駅およびレジャー施設を結んでいる。[49] AREX仁川国際空港駅でソウル地下鉄への乗り換えが可能で、誰でも無料で乗車でき、午前9時から午後6時まで15分間隔で運行しています。[50]
磁気浮上システムは、韓国機械材料研究院（KIMM）と現代ロテムが共同で開発した。[51] [52] [53]全長6.1キロメートル（3.8マイル）で、6つの駅があり、運行速度は時速110キロメートル（68マイル）である。[54]
さらに9.7キロメートル（6マイル）と37.4キロメートル（23.2マイル）の2つのステージが計画されており、完成すると環状線となる。
2023年9月に閉鎖されました。
ドイツ/中国、2010年～現在
トランスポートシステム・ベーグル（TSB）は、ドイツの建設会社マックス・ベーグルが2010年から開発している無人磁気浮上システムです。主な用途は短距離から中距離（最長30km）で、最高速度150km/hで空港シャトルなどに使用されます。同社は2012年からドイツ・オーバープファルツ州ゼンゲンタールの本社にある全長820メートルのテストトラックでテスト走行を行っており、2018年時点で65,000km以上の距離をカバーし、10万回以上のテストを記録しています。
2018年、マックス・ボーグルは中国企業の成都新竹路橋機械有限公司と合弁契約を結び、中国のパートナーには中国におけるシステムの独占的生産・販売権が与えられた。合弁会社は中国成都近郊に3.5km（2.2マイル）のデモラインを建設し、2020年6月に2台の車両が空輸された。[55] 2021年2月、中国のテストトラックで車両が最高速度169km/h（105mph）を記録した。[56]
中国、2000年以降
国際磁気浮上委員会によると、中国では少なくとも4つの磁気浮上研究プログラムが西南交通大学（成都）、同済大学（上海）、中車唐山・長春鉄道車両有限公司、成都飛機工業集団で進行中である。[57] 2021年7月に発表された最新の高速プロトタイプは、中車青島四方によって製造された。[58]
低速から中速
中国中車による低速から中速システム、すなわち時速100～200km（時速62～124マイル）の開発[59]により、 2016年の長沙リニアモーターカーや2017年の北京S1線などの路線が開通した。2020年4月には、長沙線に対応した時速160km（時速99マイル）の新型モデルが試験を完了した。2018年から開発が進められているこの車両は、同線でそれ以降使用されている車両に比べて牽引効率が30％向上し、速度が60％向上している。[60] この車両は2021年7月に最高速度140km/h（時速87マイル）で運行を開始した。[61] 中国中車株洲機関車は2020年4月、時速200km（時速120マイル）のモデルを開発中であると発表した。[60]
高速
300～620 km/h（190～390 mph）の高速磁気浮上システムについては、2つの競合する取り組みがあります。
- 最初のものは上海の磁気浮上式鉄道で使用されているトランスラピッド技術に基づいており、ティッセンクルップからのライセンスを受けて中国中央鉄道が開発しました。 [62]
- 2006年に最高速度500km/h（310mph）のCM1ドルフィンプロトタイプが発表され[63] 、上海の北西にある同済大学の新しい1.5km（0.93マイル）のテストトラックでテストが開始されました。
- 最高速度600km/h（370mph）のCRRC 600の試作車は2019年に開発され、2020年6月から試験が行われた。[64]
- 2021年3月に時速300km（190マイル）モデルの試験が開始された。[65]
- 2021年7月、最高時速600km（370mph）で走行する予定のCRRC600磁気浮上式鉄道が青島で公開された。 [66]これは世界最速の地上車両であると報告された。[67]
- 中国では高速テストコースの開発が進められており、また2021年4月にはドイツのエムスランド試験施設の再開も検討されている。[62]
- 2番目の互換性のない高速プロトタイプは、マックス・ボーグルと成都新竹路橋機械有限公司によって構築され、2021年1月に公開されました。成都の西南交通大学で開発されたスーパーブレット磁気浮上設計は、高温超伝導磁石を使用し、時速620キロメートル（390マイル）で設計されており、165メートル（180ヤード）のテストトラックで実証されました。[68]
テクノロジー
一般の人々がイメージする「磁気浮上式鉄道」というと、リニアモーター付きの高架モノレールを思い浮かべることが多い。磁気浮上式鉄道はモノレールまたは複線式鉄道の可能性があり、たとえばSCMaglev MLX01は溝状の線路を使用している。また、すべてのモノレール列車が磁気浮上式鉄道というわけではない。鉄道輸送システムの中にはリニアモーターを採用しているが、電磁力は推進力としてのみ使用し、車両を浮上させるものではない。このような列車は車輪を備えているが、磁気浮上式鉄道ではない。[注 3]モノレールであろうとなかろうと、磁気浮上式鉄道の線路は地上またはトンネル内の地下に建設することもできる。逆に、モノレールであろうとなかろうと、非磁気浮上式鉄道の線路は高架または地下に建設することもできる。一部の磁気浮上式鉄道には車輪が組み込まれており、低速ではリニアモーターで駆動する車輪付き車両のように機能するが、高速では浮上する。これは、電気力学的サスペンションを備えた磁気浮上式鉄道で典型的に見られる。空気力学的要因も、このような列車の浮上に影響する可能性がある。
磁気浮上式鉄道技術には主に2つの種類がある。[69]
- 電磁サスペンション（EMS）は、列車内の電子制御の電磁石が列車を磁気伝導性（通常は鋼鉄）の線路に引き寄せるものです。
- 電気力学的サスペンション(EDS) は、磁場を生成する超伝導電磁石または強力な永久磁石を使用し、相対的な動きがあるときに近くの金属導体に電流を誘導し、ガイドウェイ上の設計された浮上位置に向かって列車を押したり引っ張ったりします。
電磁サスペンション（EMS）
電磁サスペンション (EMS) システムでは、列車に取り付けられた電磁石が下からレールに向けられている間、列車は強磁性 (通常は鋼鉄) レールに引き寄せられて浮上します。このシステムは通常、一連の C 字型アーム上に配置され、アームの上部は車両に取り付けられ、下部の内側の端に磁石が含まれます。レールは C の内側、上端と下端の間にあります。
磁気吸引力は距離の2乗に反比例して変化するため、磁石とレールの間の距離がわずかに変化すると、大きく変化する力が生じる。この力の変化は動的に不安定であり、最適な位置からのわずかなずれが大きくなる傾向があるため、線路から一定の距離（約15ミリメートル[0.59インチ]）を維持するために高度なフィードバックシステムが必要となる。[72] [73]
懸架式磁気浮上システムの主な利点は、最低時速約 30 キロメートル (19 マイル) でしか機能しない電気力学システムとは異なり、あらゆる速度で機能することです。これにより、別の低速サスペンション システムが不要になり、線路レイアウトを簡素化できます。欠点は、動的不安定性により細かい線路許容誤差が必要になり、この利点が相殺される可能性があることです。エリック レイスウェイトは、必要な許容誤差を満たすには、磁石とレールの隙間を磁石が不当に大きくなるまで広げる必要があることを懸念していました。[74]実際には、この問題は、必要な許容誤差をサポートする改良されたフィードバック システムによって対処されました。エアギャップとエネルギー効率は、いわゆる「ハイブリッド電磁サスペンション (H-EMS)」を使用することで改善できます。このシステムでは、主な浮上力が永久磁石によって生成され、電磁石がエアギャップを制御します。[75]これは、電気永久磁石と呼ばれます。理想的にはサスペンションを安定させるのに必要な電力はごくわずかであり、実際にはサスペンションの全力が電磁石だけで提供される場合よりも必要な電力は少なくなります。[76]
電動サスペンション（EDS）
電気力学的サスペンション（EDS）では、ガイドウェイと列車の両方が磁場を及ぼし、列車はこれらの磁場間の反発力と吸引力によって浮上します。[77]一部の構成では、列車は反発力によってのみ浮上できます。宮崎試験線での磁気浮上式鉄道開発の初期段階では、後の反発力と吸引力を備えたEDSシステムの代わりに、純粋に反発的なシステムが使用されていました。[78]磁場は、超伝導磁石（JR-Maglevの場合）または永久磁石の配列（Inductrackの場合）によって生成されます。線路内の反発力と吸引力は、線路内のワイヤまたはその他の導電ストリップに 誘導された磁場によって生成されます。
EDS磁気浮上システムの主な利点は、動的安定性があることです。つまり、線路と磁石の間の距離の変化により、システムを元の位置に戻す強い力が発生します。[74]さらに、吸引力は反対方向に変化し、同様の調整効果をもたらします。アクティブなフィードバック制御は必要ありません。
しかし、低速では、これらのコイルに誘導される電流とその結果生じる磁束は、列車を浮上させるのに十分な大きさではありません。このため、列車には、離陸速度に達するまで列車を支える車輪またはその他の着陸装置が必要です。たとえば、機器の問題により、列車は任意の場所で停止する可能性があるため、線路全体が低速と高速の両方の運転をサポートできる必要があります。
もう一つの欠点は、EDS システムがリフト磁石の前後の軌道に自然に磁場を発生させ、それが磁石に逆らって磁気抵抗を生み出すことです。これは通常、低速時にのみ問題となり、JR が純粋な反発システムを放棄して側壁浮上システムを採用した理由の 1 つです。[78]高速時には、他の抗力モードが支配的になります。[74]
しかし、この抗力は電気力学システムの利点として利用することができる。なぜなら、この抗力はレールに変化する力を生み出し、それを反動システムとして利用して列車を駆動することができるからである。ほとんどのリニアモーターシステムのように、別個の反動プレートは必要ない。レイスウェイトは、インペリアルカレッジの研究所でこのような「トラバースフラックス」システムの開発を主導した。[74]あるいは、ガイドウェイ上の推進コイルを使って列車内の磁石に力を加え、列車を前進させる。列車に力を加える推進コイルは実質的にリニアモーターである。コイルを流れる交流電流は、線路に沿って前進する連続的に変化する磁場を生成する。交流電流の周波数は、列車の速度に合わせて同期される。列車の磁石によって発生する磁場と印加磁場のオフセットによって、列車を前進させる力が生成される。
トラック
「磁気浮上」という用語は、車両だけでなく、磁気浮上と推進のために特別に設計された鉄道システムも指します。磁気浮上技術のすべての運用実装では、車輪付き列車技術の使用は最小限であり、従来の鉄道線路とは互換性がありません。既存のインフラストラクチャを共有できないため、磁気浮上システムはスタンドアロンシステムとして設計する必要があります。SPM磁気浮上システムは、鋼鉄の鉄道線路と相互運用可能であり、磁気浮上車両と従来の列車が同じ線路で動作することを可能にします。[74]ドイツの MANも従来のレールで動作する磁気浮上システムを設計しましたが、完全に開発されることはありませんでした。[引用が必要]
評価
列車タイプの移動における磁気浮上原理の実装にはそれぞれ利点と欠点があります。
Inductrackも超伝導 EDS も車両を停止状態で浮上させることはできませんが、Inductrack ははるかに低速での浮上が可能であり、これらのシステムには車輪が必要です。EMS システムには車輪がありません。
ドイツのトランスラピッド、日本のHSST（リニモ）、韓国のロテムEMS磁気浮上式鉄道は、停止時に浮上します。後者2社は電力レールを使用してガイドウェイから電力を抽出し、トランスラピッドはワイヤレスで抽出します。走行中にガイドウェイの電力が失われた場合でも、トランスラピッドは搭載バッテリーの電力を使用して、時速10キロメートル（6.2マイル）の速度まで浮上することができます[要出典]。これはHSSTとロテムのシステムには当てはまりません。
推進
HSST/ Linimoなどの EMS システムは、搭載されたリニア モーターを使用して浮上と推進の両方を提供できます。ただし、EDS システムや Transrapid などの一部の EMS システムは浮上しますが、推進は行いません。このようなシステムでは、推進のために別の技術が必要です。線路に取り付けられたリニア モーター (推進コイル) が 1 つの解決策です。長距離では、コイルのコストが法外に高くなる可能性があります。
安定性
アーンショウの定理によれば、静磁石の組み合わせは安定な平衡状態にはあり得ない。[85]したがって、安定化には動的な（時間変化する）磁場が必要である。EMSシステムは、ベアリング距離を常に測定し、それに応じて電磁石の電流を調整する能動的な電子安定化に依存している。EDSシステムは、変化する磁場を利用して電流を作り出し、受動的な安定性をもたらす。
磁気浮上式車両は基本的に空を飛ぶため、ピッチ、ロール、ヨーの安定化が必要です。回転に加えて、サージ（前後方向の動き）、スウェイ（横方向の動き）、ヒーブ（上下方向の動き）も問題となる可能性があります。
永久磁石でできた線路の上にある列車の超伝導磁石は、列車を横方向に固定します。列車は線路に沿って直線的に移動できますが、線路から外れることはありません。これは、マイスナー効果と磁束ピンニングによるものです。
誘導システム
いくつかのシステムでは、ヌル電流システム（ヌルフラックスシステムとも呼ばれる）が使用されています。[77] [86]これらのシステムでは、2つの反対の交互の磁場に入るように巻かれたコイルを使用し、ループ内の平均磁束がゼロになります。車両が直進位置にあるときは電流は流れませんが、ラインから外れると磁束が発生し、自然にラインに戻る磁場が生成されます。
提案された技術強化
真空管
いくつかのシステム（特にスイスメトロシステムとハイパーループ）では、真空（空気のない）チューブ内で使用される磁気浮上列車技術である真空トレインの使用を提案しており、空気抵抗がなくなる。従来の磁気浮上列車のエネルギーのほとんどが空気抵抗で失われているため、これにより速度と効率が大幅に向上する可能性があります。[87]
真空チューブ内で運行される列車の乗客にとっての潜在的なリスクは、列車の故障や事故の際にトンネル安全監視システムがチューブを再加圧できない限り、客室の減圧のリスクにさらされる可能性があることである。ただし、列車は地表またはその近くで運行される可能性が高いため、緊急時の大気圧の回復は簡単なはずである。ランド研究所は、理論上は大西洋または米国を約21分で横断できる真空チューブ列車を描いている。[88]
鉄道と磁気浮上式のハイブリッド
ポーランドの新興企業Nevomo（旧Hyper Poland）は、既存の鉄道線路を磁気浮上システムに改造するシステムを開発しており、従来の車輪付きレール列車だけでなく磁気浮上車両も走行できる。[89]このいわゆる「マグレール」システムの車両は、スタンドアロンの磁気浮上線よりも大幅に低いインフラコストで、時速300キロメートル（190マイル）の速度に達することができる。2023年にNevomoは、同社が以前にポーランドに建設したヨーロッパ最長の受動磁気浮上試験線で、最初のマグレール試験を実施した。[90]
エネルギー使用
磁気浮上式鉄道のエネルギーは、列車を加速するために使用されます。列車が減速すると、回生ブレーキによってエネルギーが回収されます。また、回生ブレーキは列車の動きを浮上させ、安定させます。エネルギーのほとんどは、空気抵抗を克服するために必要です。一部のエネルギーは、空調、暖房、照明、その他の用途に使用されます。
低速では浮上に使用される電力の割合がかなり大きくなり、地下鉄やライトレールサービスよりも最大15％多くの電力を消費します。[91]短距離では加速に使用されるエネルギーが相当な量になる可能性があります。
空気抵抗を克服するために使用される力は速度の2乗で増加するため、高速では支配的になります。単位距離あたりに必要なエネルギーは速度の2乗で増加し、時間は直線的に減少します。ただし、出力は速度の3乗で増加します。たとえば、時速400キロメートル（250マイル）で移動するには、時速300キロメートル（190マイル）で移動するよりも2.37倍の電力が必要であり、抗力は元の力の1.77倍に増加します。[92]
航空機は、高度を巡航することで低気圧と低温を利用し、エネルギー消費を削減しますが、列車とは異なり、燃料を搭載する必要があります。このため、磁気浮上車両を部分的に真空にしたチューブで輸送するという提案が生まれました。
高速リニアモーターカーと従来の高速鉄道の比較
磁気浮上式輸送は非接触で電気で駆動します。車輪付き鉄道システムに共通する車輪、ベアリング、車軸にほとんど依存しません。[93]
- 速度:磁気浮上式鉄道は従来の鉄道よりも高い最高速度を実現します。実験的な車輪式高速列車は同様の速度を実証していますが、従来の列車は車輪と線路の間の摩擦に悩まされるため、浮上式磁気浮上式列車とは異なり、そのような速度で運行するとメンテナンスコストが高くなります。
- メンテナンス：現在運行中の磁気浮上列車は、ガイドウェイのメンテナンスが最小限で済むことを実証している。車両のメンテナンスも最小限で済む（速度や走行距離ではなく、運行時間に基づく）。従来のレールは機械的摩耗の影響を受けやすく、速度とともに急速に増加するため、メンテナンスも増加する。[93]たとえば、ブレーキの摩耗や架線の摩耗は、ファステック360レール新幹線に問題を引き起こした。磁気浮上列車はこれらの問題を解消するだろう。
- 天候: 理論上は、磁気浮上列車は雪、氷、極寒、雨、強風の影響を受けないはずです。しかし、今のところ、そのような厳しい気候の場所には磁気浮上システムが設置されていません。
- 加速：磁気浮上式鉄道は非接触式であるため、ガイドウェイの滑り具合や勾配に関係なく、機械式システムよりも加速と減速が速くなります。[93]
- 線路: 磁気浮上列車は従来の線路と互換性がないため、全路線にカスタムのインフラが必要です。対照的に、TGVなどの従来の高速列車は、速度は低下しますが、既存の鉄道インフラで走行できるため、新しいインフラに特に費用がかかる場所(都市ターミナルへの最終アプローチなど)や、交通量が新しいインフラを正当化しない延長部分での支出を削減できます。連邦鉄道局の元主任磁気浮上科学者であるジョン・ハーディング氏は、独立した磁気浮上インフラは、全天候型の運用可用性のレベルが高く、名目上の保守コストが低いため、十分に元が取れると主張しました。これらの主張は、厳しい運用環境ではまだ証明されておらず、磁気浮上建設コストの増加は考慮されていません。ただし、中国などの国では、いくつかの主要な従来の高速鉄道トンネル/橋を、磁気浮上へのアップグレードを可能にする基準で建設する議論が行われています。
- 効率: 従来の鉄道は、低速ではおそらくより効率的です。しかし、線路と車両の間に物理的な接触がないため、磁気浮上列車は転がり抵抗がなく、空気抵抗と電磁抵抗のみが残り、電力効率が向上する可能性があります。[ 94 ]ただし、東海旅客鉄道のSCMaglevなど の一部のシステムでは、低速でゴムタイヤを使用するため、効率の向上が減少します。[引用が必要]
- 質量: 多くのEMSおよびEDS設計の電磁石は、1トンあたり1〜2キロワットを必要とします。[95]超伝導磁石を使用すると、電磁石のエネルギー消費を削減できます。50トンのトランスラピッド磁気浮上車両はさらに20トンを持ち上げることができ、合計70トンになりますが、70〜140キロワット（94〜188馬力）を消費します。[引用が必要] TRIのエネルギー使用のほとんどは、時速100マイル（160 km / h）を超える速度での推進と空気抵抗を克服するためです。[引用が必要]
- 重量負荷：高速鉄道は車輪の集中荷重に対応するため、より多くの支持と構造を必要とする。磁気浮上式車両はより軽量で、重量をより均等に分散する。[96]
- 騒音: 磁気浮上列車の主な騒音源は、レールに接触する車輪ではなく、空気の移動によるものであるため、磁気浮上列車は、同等の速度であれば、従来の列車よりも騒音が少ない。しかし、磁気浮上列車の心理音響プロファイルにより、この利点が減る可能性がある。ある研究では、磁気浮上列車の騒音は道路交通と同様に評価されるべきであるが、従来の列車は同じ音量レベルではそれほど迷惑ではないため、5～10 dBの「ボーナス」があると結論付けられている。[97] [98] [99]
- 磁石の信頼性:超伝導磁石は、通常、列車を浮上させて推進するための強力な磁場を生成するために使用されます。これらの磁石は臨界温度 (材質によって 4.2 K ～ 77 K) 未満に保たれる必要があります。超伝導体と冷却システムにおける新しい合金と製造技術は、この問題の解決に役立っています。
- 制御システム: 高速磁気浮上式鉄道はコンピュータ制御なので、信号システムは必要ありません。[要出典]人間の運転手は高速列車を操縦するのに十分な速さで反応できません。高速システムには専用の通行権が必要で、通常は高架です。2 つの磁気浮上式システムのマイクロ波塔が常に列車と連絡しています。列車の汽笛や警笛も必要ありません。
- 地形：磁気浮上式鉄道は高勾配でも登ることができ、ルートの柔軟性が高まり、トンネル掘削の必要性が減ります。[100]
高速磁気浮上式鉄道と航空機の比較
飛行機と磁気浮上式鉄道の旅行の違い:
- 効率: 磁気浮上システムでは、揚抗比が航空機を上回ることがあります (たとえば、インダクトラックは高速で 200:1 に近づくことができ、これはどの航空機よりもはるかに高い値です)。これにより、磁気浮上は 1 キロメートルあたりの効率が向上します。ただし、巡航速度が高い場合、空気抵抗は揚力誘導抵抗よりもはるかに大きくなります。ジェットエンジン搭載の航空機は、高高度での空気密度の低さを利用して空気抵抗を大幅に低減します。そのため、揚抗比の不利にもかかわらず、海面で運行する磁気浮上列車よりも高速で効率的に移動できます。[引用が必要]
- ルーティング: 磁気浮上式鉄道は、800 キロメートル (500 マイル) 以下の距離であれば、競争力のある移動時間を提供します。さらに、磁気浮上式鉄道は中間目的地への移動も容易に行えます。航空路線では、出発空港と到着空港の間にインフラストラクチャを必要としないため、必要に応じてサービス エンドポイントを変更できる柔軟性が高くなります。
- 利用可能性: 磁気浮上式鉄道は天候の影響をほとんど受けません。[要出典]
- 移動時間: 磁気浮上式鉄道は、飛行機で移動する旅行者が直面する厳しいセキュリティ プロトコルを必要とせず、タキシングや離着陸の待ち行列に時間がかかることもありません。[要出典]
経済
専門家は、より多くの磁気浮上システムが導入されるにつれて、新しい建設方法の採用と規模の経済によって建設コストが下がると予想している。[101]
高速システム
上海の磁気浮上実証線は、2004年に建設に12億ドルかかりました。[102]この総額には、用地の整地、大規模な杭打ち、現地でのガイドウェイ製造、25メートル（82フィート）間隔での現地での橋脚建設、保守施設と車両ヤード、いくつかの分岐器、2つの駅、操作および制御システム、電力供給システム、ケーブルとインバータ、および操作トレーニングなどの資本コストが含まれています。龍陽路駅は上海の東の郊外にあるため、乗客数はこの実証線の主な焦点ではありません。経済的な理由から実現しない可能性もありますが、路線が上海南駅と虹橋空港駅まで延長されると、乗客数で運用および保守コストをカバーし、かなりの純収益を生み出すことが期待されていました。[誰によると? ]
南上海延伸の費用は1キロメートルあたり約1,800万ドルと予想された。2006年、ドイツ政府はガイドウェイのコスト削減開発に1億2,500万ドルを投資し、建設がより速く、30％のコスト削減を実現する全コンクリートモジュール設計を生み出した。他の新しい建設技術も開発され、磁気浮上式鉄道の価格は新しい高速鉄道建設と同等かそれ以下になった。[103]
アメリカ連邦鉄道局は、2005年に議会に提出した報告書の中で、1マイル当たりのコストを5,000万～1億ドルと見積もっている。[104]メリーランド州交通局（MTA）の環境影響評価書では、建設費を49億ドル、プロジェクトの運営費を年間5,300万ドルと見積もっている。[105]
日本で提案されている中央新幹線のリニアモーターカーは、長いトンネルを必要とするルートで、建設に約 820 億ドルかかると見積もられています。東海道リニアモーターカーは、新しいトンネルが不要なため、新幹線の 10 分の 1 のコストで済みますが、騒音公害の懸念から実現不可能です。[要出典] [中立性は議論中]
低速システム
日本のリニモHSSTは、建設に1キロメートルあたり約1億ドルの費用がかかりました。[106]他の交通システムよりも運用と保守のコストが低いことに加えて、これらの低速磁気浮上式鉄道は、非常に高いレベルの運用信頼性を提供し、騒音が少なく、密集した都市環境に大気汚染をまったく発生させません。
記録
磁気浮上式鉄道の最高速度は時速603キロメートル（375マイル）で、2015年4月21日にJR東海のL0超電導磁気浮上式鉄道によって達成され、 [107]従来のTGV車輪・レール速度記録よりも時速28キロメートル（17マイル）速い。しかし、これら2つの非常に異なる技術間の運用上および性能上の差ははるかに大きい。TGVの記録は、72.4キロメートル（45マイル）のわずかな下り坂を加速して達成され、13分を要した。その後、TGVが停止するまでにさらに77.25キロメートル（48マイル）を要し、テストには合計149.65キロメートル（93マイル）の距離を要した。[108]しかし、L0記録は42.8キロメートル（26.6マイル）の山梨試験線で達成されたものであり、距離は3分の1以下である。[109]時速500キロメートル（310マイル）を超える速度での磁気浮上式鉄道や車輪付きレールの商業運転は実際には試みられていない。
磁気浮上式鉄道の速度記録の歴史
システム
運用システム
高速
上海リニアモーターカー（2003年）
ドイツのトランスラピッドシステムを採用した上海リニアモーターカーは、最高時速300キロメートル（190マイル）のスピードを誇ります。[6]この路線は、商業的に運行される最速かつ初の高速リニアモーターカーです。上海浦東国際空港と上海浦東中心部の郊外を結びます。このサービスは、わずか8分で30.5キロメートル（19.0マイル）の距離を走行します。[112]
2001年1月、中国はトランスラピッド社とEMS高速リニアモーターカーを建設する契約を締結し、上海浦東国際空港と上海南東端の龍陽路地下鉄駅を結んだ。この上海リニアモーターカーの実証線、または初期運行区間（IOS）は、2004年4月から商業運転されており[113]、現在は1日115便（2010年の110便から増加）を運行しており、2つの駅間の30キロメートル（19マイル）を8分で横断し、最高時速300キロメートル（190マイル）、平均時速224キロメートル（139マイル）を達成している。2021年5月以前は、最高時速431キロメートル（268マイル）で運行され、所要時間はわずか7分だった。[114] 2003年11月12日のシステム試運転では、設計された最高巡航速度である時速501キロメートル（311マイル）を達成しました。上海の磁気浮上式鉄道はバーミンガムの技術よりも高速で、秒単位の定時運行信頼性は99.97％を超えています。[115]
上海北西端の上海南駅と虹橋空港まで路線を延長する計画は保留されている。2010年後半に上海・杭州旅客鉄道が運行を開始した後、磁気浮上式の延長はやや不要となり、中止される可能性がある。
低速
リニモ (東武丘陵線、日本) (2005)
商業用自動化「都市型リニア」システムは、2005年3月に愛知県で運行を開始した。東部丘陵線、別名リニモ線は、9キロメートル（5.6マイル）をカバーしている。最小運行半径は75メートル（246フィート）、最大勾配は6％である。リニアモーター磁気浮上列車の最高速度は時速100キロメートル（62マイル）である。運行開始から3か月で、1,000万人以上の乗客がこの「都市型リニア」線を利用した。時速100キロメートル（62マイル）のこの速度は、頻繁に停車するのに十分な速さであり、周辺地域への騒音の影響はほとんどないかまったくなく、短い半径の線路を走行でき、悪天候でも運行できる。列車は中部高速鉄道開発株式会社によって設計され、同社は名古屋で試験線も運営している。[116]
大田エキスポ 磁気浮上式鉄道 (2008)
電磁サスペンションを使用した最初の磁気浮上試験は、 1993年大田万博のために現代重工業が5年間の研究と2つのプロトタイプHML-01とHML-02の製造を経て製造したHML-03であった。[117] [118] [119]電磁サスペンションを使用した都市型磁気浮上に関する政府の研究は1994年に始まりました。[119]最初に運用された都市型磁気浮上式鉄道は、14年間の開発と1つのプロトタイプUTM-01の後、2008年4月21日に大田で開始されたUTM-02でした。 この列車はエキスポ公園と国立科学博物館の間の1キロメートル(0.6マイル)の線路を走ります[120] [121]この線路はエキスポ公園の再開発により短縮されました。現在、線路は科学博物館に平行する通りで終わります。 一方、UTM-02は世界初の磁気浮上シミュレーションを実施しました。[122] [123]しかし、UTM-02はまだ最終モデルの2番目のプロトタイプです。ロテムの都市型磁気浮上式の最終UTMモデルであるUTM-03は、2016年に仁川の永宗島に開通した仁川国際空港と接続する新路線に使用されました（下記参照）。[124]
長沙リニアモーターカー（2016年）
湖南省政府は、長沙黄花国際空港と長沙南駅を結ぶ全長18.55kmのリニアモーターカーの建設を開始した。建設は2014年5月に始まり、2015年末に完成した。 [125] [126]試運転は2015年12月26日に始まり、2016年5月6日に試験運用が開始された。[127] 2018年6月13日現在、長沙リニアモーターカーは170万kmを走行し、約600万人の乗客を運んだ。最高速度160km/h（99mph）の第2世代車両が製造されている。[128] 2021年7月、新モデルが最高速度140km/h（87mph）で運行を開始し、移動時間が3分短縮された。[129]
北京線S1（2017年）
北京は、中国で2番目の低速リニア鉄道である北京地下鉄S1号線を、国立国防科学技術大学が開発した技術を使用して建設した。この路線は2017年12月30日に開通した。この路線は時速100キロメートル（62マイル）で運行される。[130]
鳳凰リニアモーターカー（2022年）
鳳凰磁気浮上（ほうおうまがくじょう）は、中国湖南省湘西省鳳凰県にある中低速の磁気浮上式鉄道である。最高時速は100キロメートル（62マイル）である。第一期は9.12キロメートル（5.67マイル）で、4つの駅（将来的にはさらに2つの駅が建設予定）がある。第一期は2022年7月30日に開業し[131] 、張家界・吉首・懐化高速鉄道の鳳凰古城駅と鳳凰民俗園を結んでいる。[132]
建設中のリニアモーターカー
中央新幹線（日本）
中央新幹線は日本の高速リニアモーターカー路線である。建設は2014年に始まり、2027年までに営業運転が開始される予定であった。[133] 2027年の目標は2020年7月に断念された。 [134]リニア中央新幹線プロジェクトは、愛知県の県都である名古屋を経由して東京と大阪を約1時間で結ぶことを目指しており、これは3つの大都市を結ぶ最速の既存の新幹線の半分以下の移動時間である。[135]東京と大阪間の全線開通は当初2045年に予定されていたが、運営者は現在2037年を目指している。[136] [137] [138]
L0系電車は、中央新幹線での使用に向けて東海旅客鉄道（JR東海）によって試験運用中である。 2015年4月21日、有人走行の世界最高速度時速603キロメートル（時速375マイル）を記録した。 [107]この列車は最高時速505キロメートル（時速314マイル）で走行する予定で、[139]東京（品川駅）と名古屋間を40分、東京と大阪（新大阪駅）間を1時間7分で走行する。[140]
清遠リニアモーターカー（中国）
清遠磁気浮上観光線（清遠マグレブツーリストライン）は、中国広東省清遠市にある中低速の磁気浮上式鉄道である。この路線は時速100キロメートル（62マイル）で運行される。[141 ]第一フェーズは8.1キロメートルで、3つの駅（および将来的にさらに1つの駅）がある。[141]第一フェーズは当初2020年10月に開業する予定で[142] 、広州・清遠都市間鉄道の銀站駅と清遠長隆テーマパークを結ぶ。 [143]長期的には路線は38.5キロメートルになる予定である。[144]
テストトラック
AMT テスト トラック – 米国ジョージア州パウダー スプリングス
2番目のプロトタイプシステムは、米国ジョージア州パウダースプリングスにアメリカン・マグレブ・テクノロジー社によって建設された。テストトラックは長さ610メートル（2,000フィート）、カーブは168.6メートル（553フィート）である。車両は時速60キロメートル（37マイル）で運転され、提案されている最高時速97キロメートル（60マイル）を下回っている。2013年6月の技術レビューでは、システムがアメリカ土木学会（ASCE）ピープルムーバー基準を含むさまざまな規制要件に準拠していることを確認するために、大規模なテストプログラムを実行することが求められた。レビューでは、テストトラックは提案されている最高速度での車両のダイナミクスを評価するには短すぎると指摘された。[145]
FTAのUMTDプログラム、米国
米国では、連邦交通局(FTA) の都市磁気浮上技術実証プログラムが、いくつかの低速都市磁気浮上実証プロジェクトの設計に資金を提供しました。このプログラムでは、メリーランド州運輸局のHSSTとコロラド州運輸局の磁気浮上技術を評価しました。FTA はまた、ペンシルベニア州カリフォルニア大学のゼネラル アトミックスによるMagneMotion M3 とフロリダ州の Maglev2000 超伝導 EDS システムの評価作業にも資金を提供しました。その他の米国の都市磁気浮上実証プロジェクトとして、ワシントン州の LEVX とマサチューセッツ州の Magplane があります。
米国カリフォルニア州サンディエゴ
ジェネラル・アトミックスはサンディエゴに120メートル（390フィート）の試験施設を所有しており、ロサンゼルスにあるユニオン・パシフィックの8キロメートル（5マイル）の貨物シャトルの試験に使用されている。この技術は「受動的」（または「永久的」）であり、ハルバッハ配列の永久磁石を揚力に使用し、浮上または推進に電磁石を必要としない。ジェネラル・アトミックスは連邦政府から9000万ドルの研究資金を受け取っている。同社はまた、この技術を高速旅客サービスに利用することも検討している。[146]
超電導リニア、山梨県
日本には山梨県に実証線があり、そこでは試験列車である超電導リニアL0系新幹線が時速603キロメートル（375マイル）に達し、車輪付きの列車としては最速を記録した。[107]この実証線は、現在建設中の東京と名古屋を結ぶ 中央新幹線の一部となる予定である。
これらの列車は、より大きなギャップを可能にする超伝導磁石と反発/吸引型の電気力学的サスペンション（EDS）を使用しています。 [77] [147]これと比較して、トランスラピッドでは従来の電磁石と吸引型の電磁サスペンション（EMS）を使用しています。[148] [149]
2014年11月15日、東海旅客鉄道は山梨県の試験線で実験用リニア新幹線の8日間の試験走行を行った。100人の乗客が上野原市と笛吹市間の42.8キロメートル（26.6マイル）のルートを走行し、最高時速500キロメートル（310マイル）に達した。[150]
ドイツのゼンゲンタールと中国の成都
ドイツの建設会社マックス・ボーグルの一部門であるトランスポートシステム・ボーグルは、ドイツ・バイエルン州ゼンゲンタールに試験線路を建設した。見た目はトランスラピッドシステムというよりドイツのMバーンに似ている。[151] この線路で試験された車両は、マックス・ボーグルによって米国で特許を取得している。[152]同社は中国企業との合弁事業も行っている。中国の成都近郊に3.5km（2.2マイル）の実証線が建設され、2000年6月に2台の車両が空輸された。 [55] 2021年4月、中国の試験線で車両が最高速度169km/h（105mph）を記録した。[153]
西南交通大学（中国）
2000年12月31日、中国成都の西南交通大学で、初の有人高温超伝導磁気浮上式鉄道の試験に成功した。このシステムは、バルクの高温超伝導体を永久磁石の上または下に安定して浮上させることができるという原理に基づいている。荷重は530キログラム（1,170ポンド）を超え、浮上ギャップは20ミリメートル（0.79インチ）を超えた。このシステムでは、超伝導体を冷却するために液体窒素を使用する。[154] [155] [156]
中国同済大学嘉定キャンパス
上海北西部の同済大学嘉定キャンパスでは、全長1.5kmの磁気浮上試験線路 [de]が2006年から運用されている。この線路は、運用中の上海磁気浮上式鉄道と同じ設計を採用している。線路の長さと地形の関係で、最高速度は時速120km(時速75マイル)に制限されている。
MagRail 試験線路、ポーランド
2022年第1四半期、ポーランドのテクノロジー系スタートアップ企業Nevomoは、受動磁気浮上のための欧州最長の試験線路の建設を完了した。ポーランドのカルパチア県にある全長700メートルの鉄道線路では、同社のMagRailシステムを搭載した車両が最高時速160キロで走行することができる。[157]必要な沿線設備の設置は2022年12月に完了し、2023年春に試験が開始された。[158]
提案されている磁気浮上システム
北米、アジア、ヨーロッパ、そして月では多くの磁気浮上システムが提案されている。[159] [160]多くは計画の初期段階にあるか、明確に拒否されている。
オーストラリア
- シドニー-イラワラ
シドニーとウーロンゴンの間に磁気浮上式の路線が提案された。[161]この提案は1990年代半ばに注目を集めた。シドニー・ウーロンゴン間の通勤路線はオーストラリア最大で、毎日2万人以上が通勤している。既存の列車はイラワラ断崖の断崖面と太平洋の間を通るイラワラ線を使い、所要時間は約2時間である。この提案により所要時間は20分に短縮される。
- メルボルン
2008年後半、地上交通の選択肢を調査しなかったエディントン交通報告書への対応として、ビクトリア州政府に、メルボルン大都市圏にサービスを提供する民間資金で運営される磁気浮上式鉄道を建設する提案が提出された。 [162] [163]この磁気浮上式鉄道は400万人以上の人口にサービスを提供する予定で[要出典]、提案の費用は80億豪ドルと見積もられた。
しかし、道路の混雑とオーストラリアの一人当たりの道路面積が最も広いにもかかわらず、[要出典]政府は提案を却下し、85億豪ドルの道路トンネル、60億ドルのイーストリンクから西環状道路への延伸、7億ドルのフランクストンバイパスを含む道路拡張を支持した。
カナダ
トロント動物園：エドモントンを拠点とするマグノベートは、 1994年に2度の重大な事故が発生して閉鎖されたトロント動物園のドメインライドシステムを復活させ、トロント動物園に新しい乗り物と輸送システムを提案しました。動物園の理事会は2018年11月29日にこの提案を満場一致で承認しました。
同社は、ドメインライド（地元ではモノレールと呼ばれているが、そうではない）の旧ルートに2500万ドルのシステムを動物園に無償で建設・運営し、15年間運営して動物園と利益を分け合う計画である。この乗り物は動物園の敷地内を一方向にループし、5つの駅に停車し、現在のズーモービルツアートラムサービスに取って代わる可能性が高い。早くても2022年に運用開始予定で、承認されれば北米初の商業用磁気浮上システムとなる。[164]
中国
北京 – 広州線
湖北省の咸寧と湖南省の長沙を結ぶリニア実験線の建設が2020年に始まる。実験線の長さは約200キロメートル（120マイル）で、長期計画では北京-広州リニアの一部となる可能性がある。[165] [166] 2021年に広東省政府は香港と広州を深セン経由で北京まで結ぶリニア実験線を提案した。 [167] [168]
その他の提案路線
- 上海 – 杭州
中国は既存の上海磁気浮上鉄道を、当初は上海虹橋空港まで約35キロメートル（22マイル）、その後杭州市まで200キロメートル（120マイル）延長する計画であった（上海-杭州磁気浮上鉄道）。建設されれば、商業運行される最初の都市間磁気浮上鉄道 となる。[169]
このプロジェクトは物議を醸し、何度も延期された。2007年5月、当局はプロジェクトを中止したが、これはシステムからの放射線に対する国民の懸念のためと報じられている。[170] 2008年1月と2月には、数百人の住民が上海の中心部で、強い磁場への曝露による病気、騒音、汚染、線路付近の資産価値の低下を懸念し、線路のルートが自宅に近すぎるとしてデモを行った。 [171] [172]線路建設の最終承認は2008年8月18日に与えられた。当初は2010年の万博までに完成する予定だったが、[173]計画では2014年までに完成することになっていた。上海市政府は、国民の不安を和らげるために線路を地下に建設するなど、複数の選択肢を検討した。この同じ報告書では、最終決定は国家発展改革委員会の承認が必要であると述べられていた。[174]
2007年、上海市政府は都市部での使用を目的とした低速磁気浮上式鉄道を生産するために南匯区に工場を建設することを検討していた。 [175]
- 上海 – 北京
提案された路線は、上海と北京を1,300キロメートル（800マイル）の距離で結び、推定費用は155億ポンドでした。[176] 2014年時点ではプロジェクトは発表されていませんでした。[177]
ドイツ
2007年9月25日、バイエルン州はミュンヘンから同州空港までの高速磁気浮上鉄道サービスを発表した。バイエルン州政府は、18億5000万ユーロのプロジェクトについて、ドイツ鉄道、トランスラピッド、シーメンス、ティッセンクルップと契約を締結した。 [178]
2008年3月27日、ドイツ運輸大臣は、線路建設に伴うコストの上昇によりプロジェクトが中止されたと発表した。新たな見積もりでは、プロジェクトの費用は32億～34億ユーロとされている。[179]
香港
2021年3月、政府関係者は、中国全土に計画されているリニアモーターカーネットワークに香港も含まれる予定であり、時速600キロメートル（時速370マイル）で運行し、2030年までに開業する予定であると述べた。[180]
香港は、2018年9月23日日曜日に開通した 広州・深圳・香港高速鉄道によってすでに中国の高速鉄道網に接続されています。
インド
ムンバイ – デリー:アメリカの企業が当時のインド鉄道大臣（ママタ・バネルジー）にムンバイとデリーを結ぶプロジェクトを提案した。当時の首相マンモハン・シンは、この路線プロジェクトが成功すればインド政府は他の都市間やムンバイ中央駅とチャトラパティ・シヴァージー国際空港間にも路線を建設するだろうと述べた。[181]
ムンバイ – ナグプール：マハラシュトラ州は、約1,000キロメートル（620マイル）離れたムンバイとナグプール間の磁気浮上鉄道の実現可能性調査を承認した。[182]
チェンナイ – バンガロール – マイソール:チェンナイからバンガロールを経由してマイソールまでを結ぶ路線の詳細な報告書が2012年12月までに作成され、提出されることになっていた。この路線は1キロメートルあたり2,600万ドルの費用がかかり、最高速度は時速350キロメートル（220マイル）に達する予定であった。[183]
イラン
2009年5月、イランとドイツ企業は、テヘランとマシュハドを結ぶために磁気浮上鉄道を使用する協定に署名した。この協定は、イラン道路交通省とドイツ企業の間でマシュハド国際見本市会場で締結された。900キロメートル（560マイル）の路線は、テヘランとマシュハド間の移動時間を約2.5時間に短縮する可能性がある。[要出典]ミュンヘンに拠点を置くシュレーゲル・コンサルティング・エンジニアズは、イラン運輸省およびマシュハド知事と契約を結んだと述べた。「当社はこのプロジェクトでドイツのコンソーシアムを率いるよう委任されています」と広報担当者は述べた。「準備段階にあります」。シュレーゲルの広報担当者は、このプロジェクトの価値は100億ユーロから120億ユーロになる可能性があると述べた。[184]
イタリア
最初の提案は2008年4月にブレシアでジャーナリストのアンドリュー・スパナウスによって正式に発表され、マルペンサ空港とミラノ、ベルガモ、ブレシアの各都市を結ぶ高速鉄道を提唱した。[185]
2011年3月、ニコラ・オリヴァはピサ空港とプラート市およびフィレンツェ市（サンタ・マリア・ノヴェッラ駅およびフィレンツェ空港）を結ぶ磁気浮上式鉄道を提案した。[186] [187]移動時間は通常の1時間15分から約20分に短縮される。[188]路線の2番目の部分はリボルノへの接続で、海上、航空、陸上の輸送システムを統合する。[189] [190]
マレーシア/シンガポール
UEMグループとARAグループが率いるコンソーシアムは、マレーシアの都市とシンガポールを結ぶ磁気浮上技術を提案した。このアイデアはYTLグループによって最初に提案された。当時の技術パートナーはシーメンスと言われていた。高額な費用のため、この提案は頓挫した。クアラルンプールからシンガポールへの高速鉄道リンクの構想が再び浮上した。これは2010年に発表された経済改革プログラム（ETP）で提案された「高影響」プロジェクトとして挙げられた。[191]クアラルンプール-シンガポール高速鉄道プロジェクトは承認されているが、磁気浮上技術は使用されていない。[要出典]
月
NASAが発表したフレキシブル軌道浮上（FLOAT）プロジェクトは、月面に磁気浮上式鉄道を建設する計画である。[160] [192]
フィリピン
フィルトラムコンソーシアムの セブモノレールプロジェクトは、当初はモノレールシステムとして建設される予定である。将来的には、スピン誘導レンツの法則磁気浮上列車と呼ばれる特許取得済みの磁気浮上技術にアップグレードされる予定である。[193]
スイス
SwissRapide : SwissRapide AGはSwissRapideコンソーシアムと共同で、国内主要都市間の都市間交通のための初の磁気浮上式モノレールシステムを計画・開発していた。SwissRapideは民間投資家の資金で運営される予定だった。長期的には、SwissRapide Expressはジュネーブとザンクトガレン間のアルプス北部の主要都市、ルツェルンやバーゼルを結ぶ予定だった。最初のプロジェクトはベルン–チューリッヒ、ローザンヌ– ジュネーブ、チューリッヒ–ヴィンタートゥールだった。最初の路線（ローザンヌ – ジュネーブまたはチューリッヒ – ヴィンタートゥール）は早ければ2020年に運行を開始する可能性がある。[194] [195]
スイスメトロ：以前のプロジェクトでは、スイスメトロAGは部分的に真空にした地下の磁気浮上式鉄道（真空列車）を構想していた。スイスラピッドと同様に、スイスメトロはスイスの主要都市を相互に接続することを構想していた。2011年にスイスメトロAGは解散し、組織の知的財産権はローザンヌのEPFLに引き継がれた。 [196]
イギリス
ロンドン – グラスゴー:イギリスではロンドンからグラスゴーまでの路線[197]が提案され、イングランドのミッドランド、北西部、北東部を通る複数のルートが提案された。政府はこの路線を好意的に検討していると報じられた。[198]この案は、2007年7月24日に発表された政府の持続可能な鉄道実現白書で却下された。[199]グラスゴーとエディンバラの間にも高速鉄道が計画されたが、技術が未解決のままであった。[200] [201] [202]
アメリカ合衆国
ワシントンDCからニューヨーク市まで：東海旅客鉄道株式会社が開発した超電導リニア（SCMAGLEV）技術を使用した北東リニアは、最終的には時速480キロメートル（時速300マイル）以上で北東部の主要都市ハブと空港を結び、[203]ワシントンDCとニューヨーク市間の1時間のサービスを目標としています。[204] 2019年現在、連邦鉄道局とメリーランド州運輸省は、ワシントンDCとメリーランド州ボルチモア間の途中停車駅であるBWI空港を経由するシステムの最初の区間を建設および運営することによる潜在的な影響を評価するための環境影響評価書（EIS）を準備していました。[205][アップデート]
ユニオン・パシフィック貨物コンベア：アメリカの鉄道会社ユニオン・パシフィックは、ロサンゼルス港とロングビーチ港の間に、UPの複合コンテナ移送施設を利用して7.9キロメートル（4.9マイル）のコンテナシャトルを建設する計画を進めている。このシステムは「パッシブ」技術に基づいており、車内に電力を必要としないため、特に貨物移送に適している。車両は目的地まで滑走するシャーシである。このシステムはゼネラル・アトミックス社によって設計されている。[146]
カリフォルニア・ネバダ州間磁気浮上式鉄道：カリフォルニア・ネバダ州間磁気浮上式鉄道プロジェクトを通じて、南カリフォルニアの主要都市とラスベガスを結ぶ高速磁気浮上線が研究されている。[206]この計画はもともとI-5またはI-15拡張計画の一部として提案されたが、連邦政府は州間公共事業プロジェクトとは切り離す必要があると判断した。
この決定の後、ネバダ州の民間団体は、ラスベガスからロサンゼルスまで、ネバダ州プリム、カリフォルニア州ベイカー、サンバーナーディーノ郡のその他の地点を経由してロサンゼルスに至る路線を提案した。政治家らは、州外への高速鉄道路線は旅行者とともに州外への支出をもたらさないかと懸念を表明した。
ペンシルバニアプロジェクト：ペンシルバニア高速磁気浮上プロジェクトの回廊は、ピッツバーグ国際空港からグリーンズバーグまで伸びており、ピッツバーグのダウンタウンとモンロービルに途中停車する。この当初のプロジェクトは、ピッツバーグ都市圏の約240万人にサービスを提供するとされていた。ボルチモアの提案は、9000万ドルの連邦補助金をめぐってピッツバーグの提案と競合した。[207]
サンディエゴ・インペリアル郡空港: 2006年、サンディエゴはインペリアル郡に建設予定の空港への磁気浮上鉄道の調査を委託した。SANDAGは、このコンセプトは「ターミナルのない空港」であり、乗客はサンディエゴのターミナル（「サテライトターミナル」）でチェックインし、列車で空港まで行き、直接飛行機に搭乗できると主張した。さらに、列車は貨物を運ぶ可能性もある。さらなる調査が求められたが、資金は合意されなかった。[208]
オーランド国際空港からオレンジカウンティコンベンションセンターまで：2012年12月、フロリダ州運輸省は、オーランド国際空港からオレンジカウンティコンベンションセンターまでの14.9マイル（24km）、 5駅の民間運営の路線を建設するというアメリカンマグレブの提案を条件付きで承認した。運輸省は技術評価を要求し、競合する計画があれば明らかにするために提案依頼書を発行すると述べた。このルートは公道の使用を必要とする。[209]第1フェーズが成功した場合、アメリカンマグレブは、ウォルトディズニーワールドまで路線を運ぶためにさらに2つのフェーズ（4.9マイルと19.4マイル[7.9kmと31.2km]）を提案するだろう。[210]
サンファン – カグアス:サンファンのトレン・ウルバーノのクペイ駅とサンファンの南にあるカグアス市の2つの計画駅を結ぶ16.7マイル (26.9 km) の磁気浮上鉄道プロジェクトが提案された。磁気浮上鉄道は高速道路PR-52に沿って走り、両都市を結ぶ。アメリカン・マグレブによると、プロジェクトの費用は約3億8000万ドルとなる。[211] [212] [213]
事件
火災が発生した事故は2件ある。宮崎の日本の試験列車MLU002号は1991年に火災で完全に焼失した。[214]
2006 年 8 月 11 日、上海トランスラピッド商用列車が龍陽ターミナルに到着して間もなく火災が発生した。乗客は無事に避難し、煙が駅に充満するのを防ぐため車両は約 1 キロメートル移動された。NAMTI 職員は 2010 年 11 月に SMT メンテナンス施設を視察し、火災の原因はバッテリー トレイの「熱暴走」であることを知った。その結果、SMT は新しいバッテリー ベンダーを確保し、新しい温度センサーと絶縁体を設置し、トレイを再設計した。[引用が必要]
2006年9月22日、トランスラピッド社の列車が、テスト走行中（ドイツ北西部ニーダーザクセン州）のラテンで保守車両と衝突した。 [215] [216] 23人が死亡、10人が負傷した。これは磁気浮上式鉄道の事故による初の死亡事故であった。この事故は人為的ミスが原因であった。1年に及ぶ調査の後、トランスラピッド社の従業員3人が告訴された。[217]
高速公共交通機関では、大きな衝撃力と多数の死傷者が発生する可能性があるため、安全性がより大きな懸念事項となっています。従来の高速鉄道だけでなく、磁気浮上式鉄道の場合も、停電などの人為的ミスや、地震による地盤変動など、人間の制御が及ばない要因によって事故が発生する可能性があります。
参照
- ボンバルディア アドバンスト ラピッド トランジット–リニア誘導モーターを使用した交通システム
- 電磁サスペンション
- 地面効果列車
- ハイパーループ
- 鉄道車両の地上速度記録
- 打ち上げループは、軌道または脱出速度まで打ち上げるための磁気浮上システムになります。
- マスドライバー
- 長堀鶴見緑地線
- オレグ・トゾーニは、非線形安定化磁気浮上式鉄道の設計に取り組みました。
- スタートラム– 磁気浮上式発射システム
- 転送テーブル
注記
- ^ ツェデンは、リニアモーターを鋼鉄の梁の下で使用して、車両を部分的に浮上させる形状について説明しています。これらの特許は後に、ジャン・カンデラスによる滑走磁場を生成する電磁装置（米国特許 4,131,813）、ハリー・A・マッキーによるエアクッションで支えられ、全方向に操縦可能な移動磁場推進装置（米国特許 3,357,511）、シュワルツァーらによる特に懸架車両用の両面リニア誘導モーター（米国特許 3,820,472）によって引用されました。
- ^ これらのドイツの特許は、GR643316 (1937)、GR44302 (1938)、GR707032 (1941) となります。
- ^これは モスクワモノレールの場合であり、現在運行されている唯一の非磁気浮上式リニアモーター駆動モノレール列車である。
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- ^ 「ドイツの検察官、1年前の災害でトランスラピッド社の従業員3人を起訴」AFXニュース、2007年9月30日。2011年6月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。
さらに読む
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- フッド、クリストファー・P. (2006)。『新幹線 ― 弾丸列車から近代日本の象徴へ』。ラウトレッジ。ISBN 0-415-32052-6。
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- ロスバーグ、ラルフ・ローマン（1983年）。ラドロスはズクンフトにいますか？ Die Entwicklung neuer Bahnsysteme。オーレル・フュスリ・フェルラーク。ASIN B002ROWD5M。
- ロスバーグ、ラルフ・ローマン (1993)。ラドロスはズクンフトにいますか？ Die Entwicklung neuer Bahnsysteme。オレル・フュスリ・フェルラーク。ISBN 978-3-280-01503-2。
- シモンズ、ジャック、ビドル、ゴードン (1997)。『オックスフォード英国鉄道史概説: 1603年から1990年代まで』オックスフォード: オックスフォード大学出版局。p. 303。ISBN 0-19-211697-5。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズの磁気浮上列車に関するメディア
ウィクショナリーの「maglev」の辞書定義- アメリカ連邦鉄道局
- 米国マグネティックグライド
- 国際磁気浮上委員会は、磁気浮上輸送システムと関連技術全般に関する磁気浮上専門家の情報プラットフォームです。
- Maglev Net – 磁気浮上に関するニュースと情報
- 日本鉄道総合技術研究所（RTRI）
- カーリーの磁気浮上
- 輸送用磁気浮上