รถไฟที่ไม่มีล้อ
รถไฟที่ไม่มีล้อ
โดยผู้เขียนตื่นเถิด! ในฮ่องกง
แม้แต่ก่อนที่จะได้ขึ้นรถไฟขบวนใหม่เอี่ยมอ่องที่มีรูปร่างเพรียวลมในเมืองเซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน พวกผู้โดยสารต่างก็รู้สึกว่าพวกเขากำลังจะเดินทางบนรถไฟที่ไม่ธรรมดา. ความรู้สึกนั้นยิ่งทวีขึ้นเมื่อรถไฟเคลื่อนขบวนอย่างเงียบเชียบออกจากสถานีที่ล้ำสมัย และเร่งความเร็วขึ้นอย่างรวดเร็วและนิ่มนวลจนทำความเร็วได้มากกว่า 430 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งนับว่าเป็นรถไฟพาณิชย์ที่วิ่งเร็วที่สุดในโลก. รถไฟขบวนนี้วิ่งไปถึงสนามบินนานาชาติผูตงที่มีระยะทาง 30 กิโลเมตรได้ภายในเวลาแค่แปดนาที. แต่รถไฟขบวนนี้มีอะไรบางอย่างที่พิเศษกว่านั้น คือมันไม่มีล้อ!
รถไฟสายเซี่ยงไฮ้-ผูตงเป็นรถไฟพาณิชย์เพียงขบวนเดียวของโลกที่ใช้พลังแม่เหล็ก หรือที่เรียกว่ารถไฟแมกเลฟ. แทนที่จะวิ่งบนล้อเหล็ก รถไฟแมกเลฟทรงตัวโดยอาศัยสนามแม่เหล็กล้วน ๆ. และแทนที่จะใช้มนุษย์เป็นผู้ขับ มีการติดตั้งเทคโนโลยีที่สามารถติดตามขบวนรถไฟได้ตลอดเวลาไม่ว่าจะวิ่งไปถึงที่ใด และใช้วิทยุส่งข้อมูลกลับไปยังสถานีควบคุมกลาง. ที่สถานีนั้น มนุษย์จะเป็นผู้ควบคุมโดยใช้คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องช่วย ซึ่งทำให้สามารถควบคุมการเคลื่อนขบวนของรถไฟได้อย่างแม่นยำ.
รถไฟแมกเลฟกับรถไฟธรรมดา
การสร้างรถไฟชนิดพิเศษนี้และทางวิ่ง (guideway) นั้นมีปัญหาหลายอย่าง. ตัวอย่างเช่น มีเพียงระยะห่างเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่อยู่ระหว่างรถไฟที่กำลังขับเคลื่อนกับทางวิ่งของรถไฟ. ดังนั้น เนื่องจากดินในเซี่ยงไฮ้เป็นดินอ่อน พวกวิศวกรจึงต้องใส่ข้อต่อชนิดพิเศษเข้าไปในทางวิ่งซึ่งสามารถปรับได้ตามการทรุดตัวตามธรรมชาติของดิน. นอกจากนี้ พวกเขายังต้องคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่เกิดขึ้นกับคานคอนกรีต รวมทั้งการขยายและการหดตัวอันเนื่องมาจากอุณหภูมิ.
ถึงกระนั้น เทคโนโลยีแมกเลฟก็มีข้อดีหลายประการ. ตัวอย่างเช่น เทคโนโลยีนี้ทำให้รถไฟวิ่งได้โดยไม่มีเสียงเครื่องยนต์หรือเสียงล้อรบกวน และรถไฟเองก็ไม่ปล่อยไอเสียที่เป็นอันตรายออกมา. ทางวิ่งและอุปกรณ์ต่าง ๆ ต้องการการซ่อมบำรุงน้อยกว่า. และเมื่อใช้ในการขนส่งมวลชน รถไฟนี้ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากกว่ารถยนต์ประมาณสามเท่า และมากกว่าเครื่องบินประมาณห้าเท่า. ที่จริง พลังงานที่รถไฟใช้ในการยกตัวก็ยังน้อยกว่าพลังงานที่ใช้ในระบบปรับอากาศของรถไฟด้วยซ้ำ! นอกจากนี้ รถไฟแมกเลฟยังสามารถไต่ขึ้นไปตามไหล่เขาที่ชันกว่า และเลี้ยวได้วงแคบกว่าเมื่อเทียบกับรถไฟแบบมีล้อ. ด้วยเหตุนี้ จึงช่วยลดความจำเป็นในการปรับสภาพภูมิประเทศ.
ด้วยข้อดีทั้งหมดนี้ จึงดูเหมือนเป็นเรื่องแปลกที่ไม่มีการสร้างรถไฟแมกเลฟให้มากขึ้น. ปัจจัยอย่างหนึ่งก็คือ ค่าใช้จ่ายในตอนเริ่มต้นสูงกว่า. ที่จริง เจ้าหน้าที่ของจีนได้ตัดสินใจพักโครงการก่อสร้างรถไฟแมกเลฟเส้นทางระหว่างเซี่ยงไฮ้กับปักกิ่งเอาไว้ก่อน เนื่องจากค่าก่อสร้างจะสูงกว่ารถไฟความเร็วสูงแบบธรรมดาถึงสองเท่า. นอกจากนี้ ทางรถไฟแมกเลฟนี้ยังเชื่อมต่อกับระบบทางรถไฟที่จีนมีอยู่แล้วไม่ได้.
รถไฟแมกเลฟในเซี่ยงไฮ้ใช้เทคโนโลยีของประเทศเยอรมนี และมีการศึกษาวิจัยเรื่องนี้อย่างต่อเนื่องทั้งในเยอรมนี, ญี่ปุ่น, และที่อื่น ๆ ในโลก. ในเดือนธันวาคมปี 2003 ญี่ปุ่นได้พัฒนารถไฟแมกเลฟที่ทำความเร็วได้ 581 กิโลเมตรต่อชั่วโมงซึ่งถือเป็นสถิติโลกของรถไฟ. จนถึงบัดนี้รถไฟแมกเลฟในเซี่ยงไฮ้ยังคงเป็นรถไฟแมกเลฟที่ใช้ในเชิงพาณิชย์แห่งเดียวเท่านั้น.
เมื่อรถไฟแมกเลฟออกจากผูตงเที่ยวกลับสู่เมืองเซี่ยงไฮ้ ผู้โดยสารจะจับตาดูมาตรวัดความเร็วแบบดิจิตอลซึ่งติดตั้งไว้ในรถไฟแต่ละคัน เพื่อดูว่าเมื่อไรความเร็วจะเพิ่มขึ้นไปจนถึงจุดสูงสุด. ที่จริง ในการขึ้นรถไฟเที่ยวแรกผู้โดยสารหลายคนแทบไม่ได้ดูทิวทัศน์เท่าไรนัก ดังนั้น พวกเขาจึงขึ้นอีกเป็นเที่ยวที่สอง. เมื่อเฝ้าดูภาพข้างทางที่ผ่านไปอย่างรวดเร็ว พวกเขาจึงเข้าใจถ่องแท้ว่าทำไมผู้คนจึงเรียกรถไฟพลังแม่เหล็กว่า “เครื่องบินไร้ปีก.”
[กรอบ/แผนภูมิหน้า 24]
ระบบรถไฟพลังแม่เหล็กทำงานอย่างไร?
แม่เหล็กไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ (1) ซึ่งติดอยู่ที่แผงด้านล่างของรถแต่ละคันพร้อมกับแม่เหล็กที่ติดอยู่ใต้ทางวิ่งของรถไฟ (2) ยกตัวรถไฟให้ลอยขึ้นจนกระทั่งแม่เหล็กทั้งสองชุดแยกห่างจากกันเกือบครึ่งนิ้ว. แม่เหล็กตัวอื่น ๆ (3) ช่วยบังคับรถไฟไม่ให้เคลื่อนไปเสียดสีกับทางวิ่ง. ขดลวด (4) ที่อยู่ในทางวิ่งสร้างสนามแม่เหล็กเพื่อผลักดันรถไฟให้เคลื่อนตัวไป.
เพื่อจะประหยัดพลังงานไฟฟ้า สถานีควบคุมกลางจะจ่ายกระแสไฟฟ้าไปที่ทางวิ่งช่วงหนึ่ง (5) เฉพาะตอนที่รถไฟวิ่งผ่านทางวิ่งช่วงนั้น. มีการจ่ายกระแสไฟฟ้ามากขึ้นในช่วงที่รถไฟต้องเร่งความเร็วหรือไต่ขึ้นที่สูง. เมื่อรถไฟต้องชะลอความเร็วลง หรือต้องวิ่งกลับไปอีกทางหนึ่ง สนามแม่เหล็กในขดลวดที่อยู่ในทางวิ่งก็จะกลับขั้ว.
ปลอดภัยไหม?
แม้ว่ารถไฟแมกเลฟจะวิ่งด้วยความเร็วสูงมาก แต่ส่วนแผงด้านข้างของรถไฟแต่ละคันจะ (6) ครอบทางวิ่งเอาไว้ทำให้มันแทบไม่มีโอกาสตกรางได้เลย. ไม่จำเป็นต้องใช้เข็มขัดนิรภัย และผู้โดยสารก็สามารถเดินไปเดินมาได้แม้แต่ตอนที่รถไฟกำลังวิ่งด้วยความเร็วปกติ. ในกรณีที่ไฟฟ้าดับ เบรกพิเศษที่ทำงานโดยอาศัยแบตเตอรี่ที่มีอยู่บนรถไฟจะผลิตสนามแม่เหล็กกลับขั้ว ซึ่งจะทำให้รถไฟวิ่งช้าลงจนถึง 10 กิโลเมตรต่อชั่วโมง. แล้วรถไฟก็จะค่อย ๆ ลดระดับลงจนแถบใต้ท้องรถไฟมาแตะกับทางวิ่งแล้วไถลไปจนกระทั่งรถหยุด.
พลังแม่เหล็กกำลังแรงของรถไฟจะมีอันตรายต่อสุขภาพไหม? ตัวอย่างเช่น ในกรณีของผู้โดยสารที่ใส่เครื่องกระตุ้นหัวใจ. ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า ไม่มีเหตุผลที่จะต้องเป็นห่วง. ที่จริง สนามแม่เหล็กภายนอกนี้ยังอ่อนกว่าสนามแม่เหล็กที่อยู่รอบ ๆ รถไฟธรรมดาบางประเภทด้วยซ้ำ.
[ภาพหน้า 24, 25]
เร็วกว่า 430 กิโลเมตรต่อชั่วโมง!
[ที่มาของภาพหน้า 24]
Pages 24 and 25: All photos and diagrams: © Fritz Stoiber Productions/Courtesy Transrapid International GmbH & Co. KG
