MagMobil jako hipotetyczny środek transportu przyszłości oparty na magnetycznej lewitacji (MagLev-personal), [AKTUALIZOWANE] Rozkminki w dyskusji z chatem-GPT - miłej lektury Opcje

[Murphy]

Zapytałem chata-GPT w przybliżeniu o datę hipotetycznego opatentowania materiału nadprzewodnikowego działającego w temperaturze pokojowej i normalnym ciśnieniu atmosferycznym, którego właściwością jest lewitacja magnetyczna. Chatbot podał datę w przybliżeniu na okres lat 30 i 40-tych XXI wieku.

Na podstawie odpowiedzi chatbota zadałem z kolei poniższe pytanie od którego rozpoczęła się dyskusja:
*SPOJLER DYSKUSJI: Jeśli komuś nie chce się czytać całości to zaspojleruje że konkluzja dotyczy pojazdu posiadającego na podwoziu cztery adaptacyjne elektromagnesy które w trakcie jazdy można dobrowolnie sterować (ruch w przód/tył/wyhamowywanie/stabilizacja trakcji/brak ruchu/postój na jezdni) oraz współdzielonej z pojazdami kołowymi tych samych jezdni a nawet pasów jezdni oraz adaptacji dróg już istniejących w tym celu + ewentualne cewki rezonansowe usytuowane w jezdni co 3-5 metrów odpowiedzialne za doładowywanie pojazdów BEV w trakcie jazdy, jako że hipotetyczne MagMobile z natury są pojazdami elektrycznymi opartymi na zasilaniu bateryjnym. W hybrydowej nawierzchni jezdni pod ścieralną warstwą asfaltową i polimerową miałyby znajdować się specjalne płyty nadprzewodnikowe z cewkami ekranowane miedzią oraz aktywowane wyłącznie podczas przejazdu MagMobilu jak kołowych pojazdów BEV. Pole magnetyczne miałoby utrzymywać podwozie MagMobilu na wysokości 5-10 cm nad nawierzchnią jezdni. Oczywiście hybrydowość jezdni można jeszcze bardziej poszerzyć o inteligentne drogi skomunikowane z pojazdem (światłowody/wi-fi wbudowane w nawierzchnię) zwiększając przy tym funkcje autonomiczne pojazdu oraz dostarczając multum informacji, czy też funkcje/struktury energetyczne dróg generujących jak też magazynujących energię elektryczną dla potrzeb własnych lub doładowywania pojazdów, ale nie o tym mowa. Tutaj skupiłem się wyłącznie na MagMobilu jako hipotetycznym środku transportu przyszłości, płytach nadprzewodnikowych wbudowanych w już istniejące jezdnie na całej jej rozciągłości generujące pole magnetyczne, współdzieleniu infrastruktury przez pojazdy nowej generacji jak tradycyjne oparte na osi kół oraz odcinkach dróg z wbudowanymi cewkami doładowującymi w ruchu kołowe pojazdy EV jak MagMobile.





Murphy

Czy możliwe jest w przyszłości zastosowanie nadprzewodnictwa w temperaturze pokojowej przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym w segmencie motoryzacyjnym, gdzie pojazdy poruszają się w obrębie wytworzonego pola magnetycznego bez dotyku do podłoża, powiedzmy z podwoziem na wysokości ok. 1 metra nad nawierzchnią (załóżmy że do takiej wysokości działa pole magnetyczne). Czy wówczas taka nawierzchnia musiałaby zostać pokryta proszkiem lub substancją zawierającą nadprzewodnik?




Chatbot

Krótka odpowiedź: nie, nie trzeba „posypywać drogi proszkiem nadprzewodzącym” – i tak by to nie zadziałało. Jeśli kiedyś powstanie nadprzewodnik działający w temperaturze pokojowej i przy normalnym ciśnieniu, realny scenariusz dla transportu to dedykowane, precyzyjnie ustrukturyzowane tory/jezdnie (cewki, magnesy, segmenty nadprzewodzące), a nie luźna warstwa materiału. Natomiast utrzymanie pojazdu ~1 m nad nawierzchnią w polu magnetycznym jest skrajnie niepraktyczne: wymagałoby ogromnych pól/cewek i złożonej stabilizacji – dzisiaj maglevy pracują z prześwitem rzędu centymetrów, nie metrów.

Dlaczego proszek/„farba” z nadprzewodnika nie ma sensu

- Nadprzewodnik musi tworzyć zamknięte ścieżki prądowe (pierścienie/cewki/bulki), żeby utrzymywać prądy trwałe i zjawisko wypierania strumienia (Meissnera) oraz pinning strumienia (stabilność). Rozsypany proszek nie utworzy stabilnych pętli ani mechanicznie wytrzymałej warstwy.

- Trakcja i napęd wymagają ściśle zaprojektowanych geometrii (cewki LSM/LLS, układy Halbach, segmenty przełączane), sterowania oraz zasilania. To infrastruktura, nie powłoka.

Jak to wyglądałoby w praktyce (gdyby RT nadprzewodnik istniał)

Istnieją dwie główne szkoły lewitacji magnetycznej, które RT-SC mogłyby „odmrozić” z kriogeniki:

1. EDS (Electro-Dynamic Suspension) – typowo: pojazd ma nadprzewodniki, tor ma magnesy/cewki (lub odwrotnie). Stabilność daje pinning strumienia w nadprzewodniku typu II; napęd to zwykle liniowy silnik synchroniczny w torze.

2. EMS (Electro-Magnetic Suspension) – aktywne przyciąganie elektromagnesów do ferromagnetyka w torze; z RT-SC można by obniżyć straty w uzwojeniach/napędzie.

W obu przypadkach nawierzchnia to moduły konstrukcyjne (cewki, rdzenie, magnesy, ewentualnie bloki nadprzewodzące), a nie sypka substancja.

Skąd problem z „1 metrem” prześwitu

- Pole magnetyczne szybko słabnie z odległością (dla układów dipolowych ~1/r³). Utrzymanie sensownej siły nośnej na 1 m wymagałoby pól rzędu wielu tesli nad dużą szczeliną i gigantycznych średnic cewek – to ogromna energia, masa, koszty i problemy BHP (wpływ na rozruszniki, implanty, narzędzia, przedmioty ferromagnetyczne).

- Stabilność (Earnshaw): pasywna lewitacja wymaga pinningu/układów stabilizujących. Na 1 m robi się to trudne, bo rosną momenty przechylające i wrażliwość na podmuchy/crosswindy.

- Aerodynamika i bezpieczeństwo: im wyżej, tym większy opór i podatność na wiatr; awaryjne „lądowanie z metra” to już wymogi jak dla lotnictwa.

Dlatego obecne maglevy trzymają prześwity ~10–150 mm – to kompromis sił, stabilności, hałasu i kosztów. Gdyby RT-SC istniał, sensowny prześwit dalej byłby raczej centymetrowy, a zysk poszedłby w niższe straty, mniejsze układy, tańszą eksploatację.

Co realnie zmieniłby nadprzewodnik pokojowy

- Znika kriogenika → spadają koszty i złożoność pojazdów/torów.

- Wyższe pola/prądy bez strat → bardziej kompaktowe napędy liniowe, mocniejsze hamowanie rekuperacyjne, większa sprawność.

- Nowe architektury torów: więcej segmentów przełączanych, lepsza kontrola profilu pola, być może tańsze Halbachy hybrydowe (magnesy + pętle nadprzewodzące).

Odpowiedzi wprost na Twoje pytania

- Czy możliwe? Teoretycznie tak – jeśli pojawi się stabilny, tani nadprzewodnik pokojowy. Praktycznie byłaby to dedykowana infrastruktura maglev, nie „wolne latanie” nad zwykłą drogą.

- 1 m prześwitu? W praktyce nieopłacalne i trudne; sensowne prześwity pozostaną w centymetrach.

- Czy trzeba pokrywać nawierzchnię nadprzewodnikiem/proszkiem? Nie. Potrzebna jest modułowa, sztywna infrastruktura (cewki/magnesy/bloki SC), zasilanie i sterowanie. Proszek nie spełni wymogów elektrycznych ani mechanicznych.

Jeśli chcesz, mogę naszkicować dwie referencyjne architektury toru (EDS i EMS) z orientacyjnymi gęstościami pola, siłami nośnymi na metr toru i szacunkowym zużyciem energii – tak, żeby zobaczyć, jak bardzo „odjeżdża” koszt dla 1 m vs. 2–5 cm prześwitu.




Murphy

Tak zrób! Zapytam jeszcze o czy byłoby możliwe zastosowanie takiej nawierzchni nadprzewodnikowej w pokryciu zwykłej jezdni, np. poprzez usunięcie obecnej nawierzchni asfaltowej a w jej miejscu zastosowania owej nawierzchni nadprzewodnikowej, tak żeby zarówno pojazdy oparte na osi kół jak pojazdy magnetyczne nowej generacji mogły współużytkować wspólnie jedną drogę. Czy w tym przypadku dla zachowania stabilności trakcji pojazdu magnesy/cewki/elektromagnesy usytuowane na podwoziu pojazdu nie mogłyby być skierowane wprost prostopadle na nawierzchnię lecz pod pewnym kątem rozwartym żeby zachować stabilizację z jeździe przy zastosowaniu nadprzewodnika na tak szerokiej powierzchni jezdni.




Chatbot

Przygotowałem dla Ciebie krótki „inżynierski szkic” z dwoma architekturami (EDS i EMS) pod hipotetyczny nadprzewodnik pokojowy, obliczeniami nośności (ciśnienie magnetyczne), przykładową mocą napędu liniowego oraz analizą nawierzchni mieszanej (wspólne użytkowanie przez pojazdy kołowe i magnetyczne). Uwzględniłem też ideę pochylonych (canted) cewek/magnesów dla stabilizacji bocznej i kompromis ich kąta z nośnością.

Najważniejsze wnioski pod Twoje pytania

1. Czy da się zrobić „superprzewodzącą jezdnię” współdzieloną przez auta kołowe i maglev?
Technicznie tylko w formie modułowych kaset wtopionych w jezdnię (magnesy Halbach +/- cewki, ewentualnie nadprzewodzące), a nie „farby/proszku”. Potrzebne byłoby:

- segmentowanie i aktywacja tylko pod pojazdem,

- separacja pasów (ekranowanie) od ruchu kołowego i elementów stalowych,

- zabezpieczenie przed wodą, solą, uderzeniami, zanieczyszczeniami.

2. Czy można ustawiać elektromagnesy w pojeździe pod kątem, a nie pionowo?
Tak — pochylenie cewek (np. 10–30°) daje składową boczną sił (stabilizacja/„samocentrowanie”), ale zmniejsza pionową nośność o czynnik cos θ. Z raportu:

- 10° → F_lat/F_z ≈ 0.176; nośność pionowa spada tylko do 98.5%,

- 30° → F_lat/F_z ≈ 0.577; nośność pionowa spada do 86.6%.

W praktyce używa się raczej niewielkich kątów + geometrii Halbach/kształtów prowadzących do wysokich gradientów pola, niż dużych pochyłeń, które zbyt mocno „zjadają” udźwig.

3. Prześwit 1 m nad jezdnią
Z obliczeń w PDF: nawet przy lokalnym polu 0.5 T blisko źródła, dla odległości ~1 m (zanik ~1/r³) wymagane pola i powierzchnie czynne stają się absurdalne (setki tys. m² równoważnej powierzchni nośnej), więc praktycznie niewykonalne dla drogi publicznej. Sensowny prześwit — dalej centymetry, nie metry.

Jeśli chcesz, mogę:

- dorysować schematy przepływów (ETS vs EMS, canted coils) i dołączyć je do PDF,

- doprecyzować kosztorys modułów jezdni (gęstość mocy segmentów, odstępy cewek, sterowanie, diagnostyka),

- policzyć wariant dla cięższego pojazdu albo innego prześwitu (np. 5 cm vs 10 cm).




Murphy

Tak zrób! Jeszcze w uproszczeniu na schemacie chciałem przedstawić mój zamysł stabilizacji trakcji pojazdu i jego ruchu po nawierzchni nadprzewodnikowej jako jezdni współdzielonej z pojazdami opartymi na osi kół. Czy jest słuszny?

https://zapodaj.net/plik-7hDSM6T2I0

https://zapodaj.net/plik-Q4Hda8wHnm




Chatbot

Świetne szkice – dobrze chwytają ideę „składowej pionowej + bocznej” z pochylonych elektromagnesów. Kierunek jest sensowny, ale żeby to działało na prawdziwej, współdzielonej jezdni, trzeba wprowadzić kilka ważnych korekt projektowych.

Co się zgadza w Twojej koncepcji

- Pochylenie cewek = rozkład siły: kąt θ daje pionową nośność Fz=Fcos⁡θ i boczną stabilizację/sterowanie
Flat=Fsin⁡θ. To dobry sposób na „samocentrowanie” i tłumienie kołysania.

- Tryby pracy (odpychanie/przyciąganie): logiczne jako stany serwisowe (dokowanie, parkowanie) vs. jazda.

Co wymaga zmiany, żeby to było fizycznie i inżyniersko wykonalne

1. „Nadprzewodnikowa farba/proszek” nie zadziała
Nadprzewodnik potrzebuje zamkniętych pętli prądowych (kasety/cewki/bloki), nie sypkiej warstwy. Jezdnia musi być z modułów (np. płyt z magnesami Halbach + cewki LSM/cewki nadprzewodzące), zalanych cienką warstwą jezdną.

2. Szeroka, jednorodna powierzchnia SC = brak gradientów
Bez „rysunku” pola (szyn prowadzących, wzorów pinningu) nie uzyskasz stabilnej pozycjonującej siły bocznej. Potrzebne są pasy prowadzące (np. dwa równoległe tory Halbach/pattern pinningu), które tworzą użyteczne gradienty.

3. Napęd liniowy ≠ pochylone cewki
Przyspieszanie/hamowanie efektywnie realizuje liniowy silnik (LSM/LIM) w jezdni. Pochylone cewki w pojeździe zostawiłbym do stabilizacji i drobnych korekt, a nie do ciągłego ciągu – inaczej tracisz sporo nośności i sprawności.

4. Tryb „przyciągania” do nawierzchni
Użyteczny tylko do dokowania/parkowania/serwisu. W jeździe preferuj odpychanie/pinning (EDS) – jest pasywnie stabilniejsze i bezpieczniejsze.

5. Hamowanie
Na nadprzewodniku typ II z mocnym pinningiem nie zadziała klasyczne hamowanie wirowe (eddy current). Zaprojektuj dedykowane sekcje hamujące (płyty przewodzące Cu/Al lub aktywne cewki), osobno od sekcji SC.

6. Współdzielona jezdnia z autami kołowymi
Potrzebne wydzielone pasy magnetyczne (ekranowane bocznie), a obok zwykły asfalt/beton dla kół. Jedna, szeroka „płyta SC” pod całą drogą grozi interferencją z metalem samochodów, kratami, odwodnieniami itd.

7. Pola i prześwit
Praktyczny prześwit pozostanie centymetrowy (10–40 mm). Na ~1 m siły spadają ~ 1/r3 – potrzeba pól i energii nieakceptowalnych na drodze publicznej.

Propozycja „wersji działającej” Twojego pomysłu

Jezdnia (infrastruktura):

- Dwa równoległe pasy prowadzące Halbach + w nich segmenty LSM (co 0.5–1 m), wszystko w modułach kasetowych, zalanych warstwą jezdną.

- Sekcje hamujące z płyt Cu/Al + cewki aktywne (awaryjne).

- Ekranowanie boczne pasów magnetycznych (blacha Cu/µ-metal) od reszty jezdni.

Pojazd:

- Zestaw cewek pionowych (nośność) + małe cewki pochylone ±10–20° przy rogach (stabilizacja boczna/yaw).

- Czujniki szczeliny (mm), IMU, kamera/uframe do detekcji pasa.

- Tryb przyciągania tylko <5 km/h do parkowania/dokowania.

Sterowanie (wysoki poziom):

- Fz: regulacja cewek pionowych do utrzymania szczeliny.

- Flat,Myaw: różnicowanie prądu w cewkach pochylonych (małe kąty – mniejsze straty nośności).

- Trakcja: wektorowanie prądu w LSM w jezdni (to „silnik” drogi).

Jak „przetłumaczyć” Twoje plansze na tę architekturę

- Górne rzędy („stabilizacja trakcji”): zostaw pochylone cewki do bocznej stabilizacji i mikrokorekty wysokości – super.

- Dolne rzędy („generowanie ruchu”): zamiast pochylonych cewek do ciągu – dodaj pasy LSM w jezdni; Twoje cewki boczne zostają do stabilizacji i tłumienia (jak stery strugające).

Dlaczego to ma sens energetycznie

- Pochylanie o 10–20° daje Flat/Fz≈0.18–0.36 przy utracie zaledwie 2–6% nośności (cos θ), więc to dobry trade-off.

- Napęd liniowy w torze ma wysoką sprawność i eliminuje potrzebę generowania dużej składowej poziomej po stronie pojazdu.

Jeśli chcesz, przerobię Twoje dwa obrazy na schematy „docelowe”: pokażę pasy Halbach/LSM w jezdni, zaznaczę cewki pionowe i pochylone w pojeździe, oraz dodam bloczek sterowania (Fz / Flat / yaw). Mogę też dorzucić prostą symulację sterowania (PID wysokości + regulator boczny) i wykresy odpowiedzi na podmuch boczny.




Murphy

Tak zrób. Dodam że taki nowatorski pojazd magnetyczny powinien bez problemu przeprowadzać manewry typu:
crab driving – jazda na boki;
obrót w miejscu (zero turn) – 360-stopniowy skręt właściwie bez ruchu pojazdu;
ruch po skosie (diagonal driving);
pivot turn – obrót wokół zadanego punktu jako centrum obrotu.




Chatbot

Super – czyli chcesz, żeby ten magnetyczny pojazd nowej generacji zachowywał się podobnie jak samochody z Hyundai e-Corner albo roboty mobilne (AGV/AMR), tylko w wariancie lewitującym na nadprzewodniku. To jak najbardziej możliwe – pod warunkiem, że odpowiednio rozłożymy i sterujemy cewkami stabilizacyjnymi w podwoziu.

Możliwości manewrowe dzięki układowi cewek

1. Crab driving (jazda bokiem)

- Regulując pochylone cewki boczne po obu stronach (przód i tył), możemy wygenerować czystą składową Flat.

- Pojazd przesuwa się równolegle do osi – tak jak przy czterech kołach skrętnych.

2. Zero turn (obrót w miejscu 360°)

- Przeciwne sterowanie momentami bocznymi: lewa strona generuje +Flat, prawa −Flat.

- Tworzy się moment skręcający wokół środka geometrycznego – pełny obrót bez ruchu w przód/tył.

3. Diagonal driving (po skosie)

- Wektor siły wynikowy uzyskujemy poprzez odpowiednie zsumowanie składowej wzdłużnej (LSM w jezdni) i bocznej (pochylone cewki).

- Pojazd porusza się po dowolnym kierunku – sterowanie wektorowe siły.

4. Pivot turn (obrót wokół punktu)

- Wybieramy dowolny punkt referencyjny (np. narożnik pojazdu).

- System różnicuje siły w cewkach, aby wygenerować moment względem tej osi – pojazd obraca się tak, jakby miał „zawias” w wybranym miejscu.

Jak to osiągnąć w architekturze sterowania

- Cewki pionowe (Fz) – utrzymanie wysokości (1–4 cm).

- Cewki pochylone ±10–20° – używane do bocznej siły + momentów yaw/pitch/roll.

- Algorytm sterowania:
Wektor siły docelowej F⃗=[Fx,Fy,Fz] oraz moment M⃗=[Mx,My,Mz].
Rozdział na cewki (podobnie jak sterowanie wektorowe w dronach).

- Napęd główny – liniowy silnik w jezdni (ciąg wzdłużny).

- Manewry boczne/obrotowe – realizowane przez macierzowe sterowanie prądem w cewkach w pojeździe.

Co mogę przygotować dla Ciebie

1. Schemat koncepcyjny pojazdu – z rozmieszczeniem cewek (pionowe + pochylone), torów Halbach w jezdni i modułów LSM.

2. Schemat blokowy sterowania – jak rozdzielany jest wektor siły na cewki.

3. Animowane wizualizacje/rysunki – crab drive, zero turn, diagonal, pivot.

4. Prosta symulacja (Python) – pokazująca trajektorię pojazdu pod zadane komendy sterujące (np. skręt o 360° w miejscu).

Chcesz, żebym przygotował rysunki + schemat sterowania w pierwszej kolejności, czy od razu przejść do symulacji manewrów (np. crab/zero turn na wykresach toru ruchu)?




Murphy

jedno i drugie




Chatbot

Gotowe! Poniżej masz komplet


Schemat koncepcyjny jezdni + pojazdu:

https://zapodaj.net/plik-Bmc4VF4iNb


Schemat blokowy sterowania (alokacja sił/momentów):

https://zapodaj.net/plik-8vUXllA0T8


Prócz tego trajektorie manewrów których nie będę tu wrzucał

Co pokazują wyniki:

- Crab/Diagonal – sterowanie wektorowe jest naturalne: boczna składowa pochodzi z cewek pochylonych, wzdłużna z LSM w jezdni.

- Zero-turn – czysty moment yaw (przeciwne „Flat” po obu stronach) działa bez translacji środka masy.

- Pivot turn – dzięki odpowiedniemu rozdziałowi sił obrót może zachodzić wokół dowolnego punktu (tu narożnik).

Chcesz, żebym dorobił jeszcze widok z góry pojazdu z podpisanymi wektorami Fx,Fy,Fz i momentami Mx,My,Mz, albo zasymulował odpowiedź na podmuch boczny i korektę regulatora?




Murphy

Tak, zrób jedno i drugie. Jeszcze odnośnie twoich wniosków dotyczących współużytkowania jezdni przez pojazdy magnetyczne nowej generacji oraz tych opartych na osi kół. Otóż cała idea dotyczy tego by zarówno jedne jak drugie pojazdy mogły użytkować wspólnie te same pasy ruchu na jezdni.




Chatbot

Gotowe

Nowe materiały


Widok z góry z wektorami sił/momentów:

https://zapodaj.net/plik-FHmBNWaFAJ


Innych schematów symulacji podmuchu bocznego nie będę wrzucał

Co widać w symulacji

- Model PD dla Flat (cewki pochylone) i Mz (moment skrętny) skutecznie gasi zakłócenie 600 N od 1 s, stabilizując pozycję y≈0 i ψ≈0. To pokazuje, że boczna stabilizacja i yaw mogą być realizowane czysto elektromagnetycznie.

Wspólne pasy dla pojazdów magnetycznych i kołowych — jak to zrobić

Twoje założenie „te same pasy ruchu dla obu klas pojazdów” da się zrealizować, ale wymaga kilku kluczowych rozwiązań:

1. Warstwa jezdna neutralna + aktywna podbudowa

- Na wierzchu: standardowy asfalt/beton polimerowy (ścieralna, szorstka, naprawialna).

- 3–8 cm pod spodem: kasety z pasami Halbach / cewkami LSM i ekranami bocznymi.

- Dzięki temu samochód kołowy jedzie po normalnej nawierzchni; pojazd magnetyczny „widzi” pola przez cienką, niemagnetyczną warstwę.

2. Ekranowanie i kształtowanie pola

- Użycie układów Halbacha + bocznych ekranów (Cu/µ-metal) ogranicza upływ strumienia do strefy nad pasem.

- Spełnienie limitów EMF (np. ICNIRP) w kabinie aut kołowych i dla pieszych na poboczu.

3. Czujna aktywacja segmentów

- Segmenty LSM i ewentualne cewki aktywne włączane tylko pod pojazdem magnetycznym (detekcja + komunikacja V2I).

- Dla aut kołowych segmenty nieaktywne → brak sił/oddziaływań, jedziesz jak po zwykłej drodze.

4. Geometria pasów „w pasie ruchu”

- Dwa wąskie pasy prowadzące (np. rozstaw ~1.6–1.8 m) wkomponowane w oś pasa jezdni.

- Auta kołowe nie odczuwają różnicy; pojazd magnetyczny utrzymuje się nad nimi z tolerancją ±0.2–0.3 m dzięki pinningowi/sterowaniu.

5. Strefy specjalne

- Sekcje hamujące (Cu/Al + cewki) i dokowania/parkowania – z trybem „przyciągania” i mechanicznymi podporami.

- Rozjazdy/skrzyżowania: dodatkowe wzory prowadzące i/lub niewielkie prowadnice ferromagnetyczne w podbudowie.

6. Kompatybilność i bezpieczeństwo

- Ograniczenie elementów ferromagnetycznych na powierzchni (studzienki, odwodnienia) – wersje kompozytowe lub ekranowane.

- Kontrola poślizgu opon: na powierzchni wciąż musi być makro/mikro-tekstura jak na zwykłej drodze.

- Diagnostyka segmentów: system wyłącza uszkodzone kasety i informuje pojazdy (VMS/V2I).

7. Energetyka

- Lewitacja (dla hipotetycznych RTSC) ma niski pobór; energia idzie głównie w napęd LSM.

- Tryb współdzielony = mniejsza gęstość mocy niż autostradowy, ale wystarczająca dla manewrów miejskich i 50–90 km/h.

Co mogę dorobić

- Wersję schematu „przekrój pasa ruchu” z warstwami (ścieralna, kasety Halbach/LSM, ekran).

- Symulację jazdy w tym samym pasie: samochód kołowy + pojazd magnetyczny, gdzie segmenty aktywują się tylko pod maglevem.

- Analizę limitów EMF vs. dystans do kabiny auta kołowego oraz wpływu stalowych elementów nadwozia.

Daj znać, czy chcesz te rozszerzenia – przygotuję rysunki i dorzucę do PDF.




Murphy

Tak chce. Zapytam jeszcze czy wspólne użytkowanie ruchu na jednym pasie jezdni jest możliwe na już istniejących jezdniach, np. w miastach i jak ewentualnie da się przygotować taką infrastrukturę na już istniejących drogach. Jakie prace należałoby wykonać?




Chatbot

Świetne pytanie! To jest absolutnie kluczowe, bo jeśli takie rozwiązanie miałoby kiedykolwiek wejść w życie, to adaptacja istniejącej infrastruktury (a nie budowa całkowicie nowych dróg) byłaby decydująca o kosztach i tempie wdrożenia.

Czy wspólne użytkowanie istniejących jezdni jest możliwe?

Tak, ale nie „od razu”. Wymagałoby to częściowej rekonstrukcji nawierzchni i wbudowania warstw nadprzewodnikowych/cewkowych w podbudowę jezdni. Na powierzchni wciąż byłaby klasyczna warstwa asfaltowa/betonowa, żeby kołowe pojazdy mogły normalnie jeździć.

Kluczowy pomysł: „droga hybrydowa”

- Warstwa górna (3–6 cm): asfalt SMA / beton polimerowy – standardowa, odporna na ruch kołowy i czynniki atmosferyczne.

- Warstwa nośna specjalna (10–20 cm): prefabrykowane moduły z nadprzewodnikiem / układem cewek Halbach + ekranem magnetycznym.

- Podbudowa istniejąca: może zostać w dużej mierze zachowana (po wzmocnieniu).

Dzięki temu:

- auta spalinowe/elektryczne na kołach → jadą normalnie;

- pojazdy magnetyczne → aktywują pole pod spodem i lewitują nad asfaltem.

Jak przygotować już istniejące drogi?

1. Frezowanie/zdjęcie warstwy ścieralnej

- Na głębokość 6–12 cm (w zależności od technologii).

- Zostawienie podbudowy zasadniczej nienaruszonej.

2. Wbudowanie prefabrykowanych kaset magnetycznych

- Montaż modułów Halbach/LSM w pasach prowadzących (np. dwa równoległe tory szerokości 50–60 cm w obrębie pasa jezdni).

- Moduły osadza się w specjalnych rowkach i kotwi w podbudowie.

3. Ekranowanie boczne

- Wzdłuż kaset montuje się ekrany (miedź, µ-metal) ograniczające „rozlanie się” pola na sąsiednie pasy i obiekty infrastruktury (rury, kable).

4. Nowa warstwa wiążąca + ścieralna

- Zalanie kaset cienką, niemagnetyczną, odporną na ścieranie warstwą asfaltu polimerowego (~4 cm).

- Zapewnienie klasycznej faktury i przyczepności (dla opon).

5. Instalacja systemów sterowania

- Segmenty LSM i cewki aktywne muszą być podpięte do zasilania + sieci sterowania.

- Wdrożenie V2I (vehicle-to-infrastructure): pojazdy magnetyczne identyfikują się i włączają tylko swoje sekcje.

6. Modernizacja odwodnienia i studzienek

- Elementy żeliwne wymienia się na kompozytowe lub ekranowane (żeby nie zakłócały pola).

7. Testy kompatybilności

- Sprawdzenie, czy auta kołowe nie odczuwają zakłóceń, a pola EMF w kabinach mieszczą się w normach.

- Badania wpływu na elektronikę pojazdów spalinowych/EV.

Scenariusze wdrożeniowe

- Miasta (odcinki pilotażowe) – pasy autobusowe/tramwajowe mogłyby być przerobione jako pierwsze.

- Autostrady – jeden pas np. „express maglev” → przebudowa modułowa wzdłuż jednego toru.

- Centra logistyczne / porty – odcinki dedykowane pojazdom bezkierowcowym ®.

Podsumowanie

- Tak, wspólne użytkowanie jednej jezdni jest możliwe, ale wymaga wymiany górnych 10–20 cm nawierzchni i wbudowania prefabrykowanych modułów.

- Klucz to zachowanie klasycznej nawierzchni na wierzchu, tak aby koła miały przyczepność.

- Największe prace: frezowanie, wbudowanie kaset, odtworzenie warstwy ścieralnej, modernizacja odwodnienia.

- Stopień trudności podobny do wymiany całej nawierzchni autostrady, ale bardziej precyzyjny (prefabrykaty).

Mogę przygotować schemat przekroju istniejącej drogi przed/po modernizacji z pokazaniem: asfaltu, kaset z nadprzewodnikami, ekranów, oraz przykładowego samochodu kołowego i pojazdu magnetycznego nad tym samym pasem.

Chcesz żebym zrobił taki rysunek + mini-tabelę etapów modernizacji?




Murphy

Tak zrób i zrób jeszcze to o czym mówiłeś w poprzednim poście




Chatbot

Gotowe

Nowe materiały


Przekrój pasa ruchu (modernizacja istniejącej jezdni) oraz widok z góry - wspólne użytkowanie pasa (aktywne segmenty tylko pod maglevem)

https://zapodaj.net/plik-rLsAxHOi6M


Ilustracje zaniku pola sobie darowałem


Mini-tabela etapów modernizacji (rysunek)

https://zapodaj.net/plik-ezRvwLR22Y


Wnioski praktyczne (pod Twoje „te same pasy”):

1. Da się to zrobić jako retrofit: frezowanie górnych warstw, wbudowanie kaset Halbach/LSM z ekranowaniem, odtworzenie cienkiej warstwy jezdnej – koła jadą normalnie, maglev „widzi” pole spod spodu.

2. Aktywacja tylko pod maglevem eliminuje wpływ na auta kołowe i obniża zużycie energii.

3. Zgodność EMF trzymamy geometrią Halbacha + ekranami; wykresy pokazują, że natężenie szybko spada z wysokością i na boki (model poglądowy).

4. Kluczowe roboty: 1) frezowanie i gniazda kaset, 2) osadzenie prefabrykatów + ekrany, 3) okablowanie/sterowanie, 4) odtworzenie nawierzchni, 5) wymiana elementów żeliwnych na kompozytowe/ekranowane, 6) testy.

Chcesz, żebym dodał jeszcze:

- szacunkową wycenę na km pasa (wariant miejski vs. ekspresowy),

- rysunek rozjazdu/skrzyżowania dla maglevu i auta kołowego,

- lub animację manewrów (crab/zero-turn/diagonal/pivot) na tej samej infrastrukturze?




Murphy

Tak zrób. Zapytam jeszcze czy opcjonalnie da się to połączyć z cewkami bezstykowo doładowującymi pojazdy bateryjne w trakcie ruchu?




Chatbot

Tak – i to jest świetny pomysł, bo łączenie toru nadprzewodnikowego/maglevowego z bezstykowym ładowaniem dynamicznym daje efekt synergii.

Czy da się to zrobić?

Tak – układy cewek LSM/halbach w nawierzchni mogą być uzupełnione o cewki rezonansowe (o wysokiej częstotliwości, rzędu 20–100 kHz) służące do dynamicznego bezstykowego ładowania EV podczas jazdy.

- Magnesy/curricula sterujące poduszką magnetyczną to jeden tor, a energia przesyłana indukcyjnie do baterii EV to drugi, równoległy.

- Oba mogą korzystać z tej samej infrastruktury energetycznej, tylko trzeba rozdzielić częstotliwości i kanały sterowania.

Jak to zintegrować?

1. Warstwa nośna – prefabrykaty z układami LSM + nadprzewodnikowe prowadnice (dla maglevów).

2. Warstwa ładowania indukcyjnego – równoległe cewki rezonansowe co 3–5 m wbudowane w tę samą strukturę, pracujące w trybie dynamicznego ładowania.

3. Odbiorniki w pojeździe – płaskie cewki na podwoziu (jak w standardach WiTricity / SAE J2954).

4. Sterowanie – system zarządzania ruchem aktywuje odpowiedni zestaw cewek tylko pod przejeżdżającym autem (zarówno maglev, jak i klasycznym EV).

Korzyści:

- EV na kołach → ładowanie w ruchu (brak konieczności długiego postoju).

- Maglevy → oprócz lewitacji mogą korzystać z dynamicznego transferu energii (mniejsze baterie).

- Jedna droga → dwie funkcje: trakcja magnetyczna + ładowanie indukcyjne.

Wyzwania:

- Separacja częstotliwości (żeby pole zasilające lewitację nie zakłócało przesyłu energii).

- Chłodzenie układów przy dużych prądach.

- Wysoka gęstość mocy → potrzeba segmentacji wzdłuż pasa.

- Koszt – droższe niż samo maglev albo samo ładowanie indukcyjne, ale potencjalnie bardziej opłacalne w skali sieciowej (jedna modernizacja = dwa systemy).

Proponuję dorobić dla Ciebie schemat przekroju jezdni 3-warstwowej:

- warstwa drogowa (asfalt/beton dla kół),

- warstwa cewek nadprzewodnikowych/LSM,

- warstwa ładowania indukcyjnego.

I dodatkowo małą tabelkę z plusami i minusami takiego połączenia.

Chcesz żebym zrobił to teraz?




Aktualizacja 1



Chatbot

ZAKRES DO OPRACOWANIA

Warianty

1. Wariant A – tylko trakcja magnetyczna (Halbach/LSM + nadprzewodnik).

2. Wariant B – trakcja magnetyczna + dynamiczne ładowanie indukcyjne (EV).

Elementy do uwzględnienia:

1. Szacunkowa wycena (na km pasa):

- miejski vs. ekspresowy,

- różne prześwity pojazdu (5 cm vs. 10 cm),

- osobowe vs. cięższe pojazdy.

2. Schemat rozjazdu/skrzyżowania – wspólna geometria dla auta kołowego i magleva.

3. Animacja manewrów (crab / zero-turn / diagonal / pivot) – pokazanie, że maglev to potrafi na tej samej infrastrukturze.

4. Schematy przepływów – ETS vs. EMS, pochylone cewki („canted coils”).

5. Kosztorys modułów jezdni – gęstość mocy segmentów, odstępy cewek, moduły sterowania/diagnostyki.

6. Symulacja obciążenia – wpływ masy pojazdu i prześwitu.

7. Przeróbka Twoich obrazów – naniesienie układu Halbach/LSM, cewek pionowych i pochylonych, bloczek sterowania (Fz / Flat / yaw).

8. Symulacja sterowania – regulator wysokości (PID) + regulator boczny; wykres odpowiedzi na podmuch boczny.

9. Schemat przekroju pasa ruchu – warstwy: asfalt/beton + kasety Halbach/LSM + ekran + cewki indukcyjne (wariant .

10. Symulacja współużytkowania pasa – auto kołowe + maglev, segmenty aktywne tylko pod maglevem.

11. Analiza EMF – natężenie pola vs. odległość do kabiny samochodu kołowego; wpływ stalowych elementów podwozia/nadwozia.

Mogę teraz przygotować:

1. Schemat przekroju jezdni w wariancie 3-warstwowym:

- warstwa górna: asfalt/beton (dla aut kołowych),

- warstwa środkowa: kasety cewek nadprzewodnikowych/LSM,

- warstwa dolna: cewki ładowania indukcyjnego (wariant .

2. Małą tabelę porównawczą: zalety i wady łączenia trakcji magnetycznej z ładowaniem indukcyjnym w tej samej infrastrukturze.


https://zapodaj.net/plik-rZh9JVlasF


Dla przejrzystości bazuję na danych porównawczych z:

- budowy odcinków maglev (np. Szanghaj, Tokio),

- projektów dynamicznego ładowania indukcyjnego (np. w Korei i Szwecji),

- kosztów modernizacji nawierzchni drogowych w UE.

Szacunkowy kosztorys (EUR / km / 1 pas ruchu)

Element \\\\ Wariant miejski \\\\ Wariant ekspresowy \\\\ Uwagi
1. Warstwa nośna (beton/asfalt wzmocniony) \\\\ 1,2 mln \\\\ 1,5 mln \\\\ grubsza warstwa na ekspresowej
2. Kasety Halbach / LSM (moduły napędowe i lewitacyjne)\\\\6–8 mln \\\\ 7–9 mln \\\\ gęstsze rozmieszczenie w mieście dla manewrowości
3. Warstwa nadprzewodnikowa / ekranowanie EMF \\\\ 1,5 mln \\\\ 1,8 mln \\\\ zabezpieczenie przed zakłóceniami
4. Cewki ładowania indukcyjnego (opcjonalnie) \\\\ 2–3 mln \\\\ 2,5–3,5 mln \\\\ wbudowane między segmentami LSM
5. Sterowanie, diagnostyka, ETCS/EMS \\\\ 0,8 mln \\\\ 1,0 mln \\\\ czujniki, serwery, redundancja
6. Instalacja i integracja \\\\ 1,5 mln \\\\ 2,0 mln \\\\ montaż, podłączenia, kalibracja
7. Razem bez indukcji \\\\ 11–13 mln \\\\ 13–15 mln \\\\ —
8. Razem z indukcją \\\\ 13–16 mln \\\\ 15,5–18 mln \\\\ —

Warianty prześwitu

- 5 cm prześwitu → mniejsze wymagania mocy (ok. 20–25% oszczędności), niższe pole EM.

- 10 cm prześwitu → większa stabilność, ale +15–20% kosztów cewek i wyższe zużycie energii.

Wariant pojazdów

Pojazd \\\\ Moc segmentów (średnia) \\\\ Koszt dodatkowy infrastruktury
Auto osobowe 2 t \\\\ 40–60 kW/km \\\\ —
Bus / dostawczy 10 t \\\\ 150–200 kW/km \\\\ +20% gęstsze cewki
Ciężarówka 30 t \\\\ 400–500 kW/km \\\\ +40–50% wzmocnione moduły

Plusy i minusy wariantu 3-warstwowego (asfalt + LSM + indukcja)

Zalety:

- współużytkowanie przez auta kołowe i magnetyczne,

- możliwość bezstykowego ładowania BEV w ruchu,

- przyszłościowy standard (scalanie dróg i transportu).

Wady:

- bardzo wysoki koszt początkowy,

- trudna integracja z istniejącymi drogami miejskimi,

- potrzeba ciągłej diagnostyki i serwisu cewek.




W aktualizacji

[Wspieraj forum]