Kereta maglev
Kereta maglev (berasal dari kata magnetic levitation) atau kereta rel magnet (KRM) adalah jenis kereta api yang bergerak pada posisi melayang atau mengambang (levitasi). Posisi tersebut dihasilkan oleh gaya elektromagnetik, sehingga menghilangkan hambatan gelinding.[1][2][3]
Dibandingkan dengan kereta api konvensional, kereta maglev memiliki kecepatan yang lebih tinggi, akselerasi dan deselerasi yang lebih unggul, biaya perawatan yang lebih rendah, penanganan derajat yang lebih baik, dan tingkat kebisingan yang lebih rendah. Namun, biaya pembangunannya lebih mahal, tidak dapat menggunakan infrastruktur yang ada, dan memakan lebih banyak energi di fase kecepatan tinggi.[4]
Kereta Maglev telah mencetak beberapa rekor kecepatan. Rekor kecepatan 603 km/jam dipegang oleh maglev eksperimental Seri L0 dari Jepang pada tahun 2015.[5] Sejak tahun 2002 hingga 2021, rekor kecepatan maglev operasional tertinggi yaitu 431 km/jam dipegang oleh Maglev Shanghai, yang menggunakan teknologi Transrapid dari Jerman.[6] Maglev ini menghubungkan Bandara Internasional Pudong Shanghai dan pinggiran Pudong, Shanghai. Pada kecepatan tertinggi di sejarahnya, ia menempuh jarak 30,5 km hanya dalam waktu 8 menit.
Sistem maglev yang berbeda mencapai levitasi dengan cara yang berbeda, yang secara umum terbagi dalam dua kategori: suspensi elektromagnetik (EMS) dan suspensi elektrodinamik (EDS). Penggerak kereta maglev biasanya adalah motor linier.[7] Daya yang dibutuhkan untuk mengambang biasanya bukan merupakan persentase besar dari keseluruhan konsumsi energi sistem maglev berkecepatan tinggi.[8] Sebaliknya, mengatasi gaya hambat memerlukan energi paling besar. Teknologi kereta vakum (vactrain) telah diusulkan sebagai cara untuk mengatasi keterbatasan ini.
Meskipun penelitian dan pengembangan maglev telah dilakukan selama lebih dari satu abad, saat ini hanya ada enam kereta maglev yang beroperasi — tiga di Tiongkok, dua di Korea Selatan, dan satu di Jepang.
Riset dan pengembangan
suntingPaten pertama untuk kereta maglev didorong oleh motor "linear" adalah paten AS 3.470.828 dikeluarkan pada Oktober 1969 oleh James R. Powell dan Gordon T. Danby. Teknologi dasarnya ditemukan oleh Eric Laithwaite, dan dijelaskan olehnya dalam "Proceedings of the Institution of Electrical Engineers", vol. 112, 1965, pp. 2361–2375, dengan judul "Electromagnetic Levitation". Laithwaite mematenkan motor "linear" pada 1948.
Pada 31 Desember 2000, superkonduktor temperatur tinggi berawak pertama secara sukses diuji di barat daya Universitas Jiaotong, Chengdu, Tiongkok. Sistem ini berdasarkan prinsip "bulk" konduktor temperatur tinggi dapat diangkat atau dilayangkan secara stabil di atas atau di bawah magnet permanen. Muatannya di atas 530 kg dan jarak pelayangannya lebih dari 20 mm. Sistem ini menggunakan nitrogen cair, yang sangat murah, untuk mendinginkan superkonduktor.
Sejarah singkat
sunting
Pembuatan maglev diawali oleh empat penemuan awal yaitu kereta motor linear (Alfred Zehden, 1907), sistem transportasi elektromagnetik (F.S. Smith), kereta pengangkatan magnet dengan motor linear (Hermann Kemper, 1937), dan sistem magnetik transportasi (G.R. Polgreen, 1959). Pengembangan awal kereta maglev dimulai di Inggris pada periode tahun 1960-an. Kekurangan dana menyebabkan pengembangan sempat dihentikan pada tahun 1973. Kereta maglev pertama baru berhasil dibuat pada tahun 1984. Perhubungan yang dilakukan antara Bandar Udara Internasional Birmingham dan Stasiun Kereta Internasional Birmingham. Negara lain seperti Jepang juga telah memulai riset kereta maglev sejak tahun 1969. Japan Airlines berhasil membuat transportasi permukaan kecepatan tinggi, sedangkan Japan Railways Group berhasil membuat JR-Maglev. Pengembangan kereta maglev juga diakukan oleh Jerman melalui teknik suspensi elektromagnetik dan suspensi elektrodinamik.[9] Nama maglev diperoleh dari singkatan magnetically levitated trains.
Teknologi
suntingAda empat jenis teknologi maglev:
- tergantung pada magnet superkonduktivitas (suspensi elektrodinamik);
- tergantung pada elektromagnetik terkontrol (suspensi elektromagnetik); atau yang
- terbaru, mungkin lebih ekonomis, menggunakan magnet permanen (Inductracker)
- tergantung pada arah magnet (courasnet)
Suspensi elektromagnetik (EMS)
sunting
Dalam sistem suspensi elektromagnetik (EMS), kereta melayang karena tarikan ke rel feromagnetik (biasanya dari baja), sementara elektromagnet yang dipasang pada kereta diorientasikan ke arah rel dari bawah. Sistem ini biasanya disusun pada serangkaian lengan berbentuk C, dengan bagian atas lengan menempel pada kendaraan, dan tepi bawah bagian dalam berisi magnet. Rel terletak di dalam huruf C, di antara tepi atas dan bawah.
Daya tarik magnet berbanding terbalik dengan kuadrat jarak, sehingga perubahan kecil pada jarak antara magnet dan rel menghasilkan gaya yang sangat bervariasi. Perubahan gaya ini tidak stabil secara dinamis—sedikit perbedaan dari posisi optimal cenderung bertambah, sehingga memerlukan sistem umpan balik yang canggih untuk menjaga jarak konstan dari lintasan, (kira-kira 15 mm).[10][11]
Kelebihan sistem maglev ini adalah dapat bekerja pada kecepatan apapun, tidak seperti sistem elektrodinamik yang hanya bekerja pada kecepatan minimum (sekitar 30 km/jam). Hal ini menghilangkan kebutuhan akan sistem suspensi kecepatan rendah yang terpisah, dan dapat menyederhanakan tata letak lintasan. Kekurangannya, ketidakstabilan dinamis memerlukan toleransi lintasan yang baik, yang dapat mengimbangi keunggulan ini. Eric Laithwaite mengatakan bahwa untuk memenuhi toleransi yang disyaratkan, jarak antara magnet dan rel harus ditingkatkan hingga titik di mana magnet akan menjadi terlalu besar.[12] Dalam praktiknya, masalah ini telah diatasi melalui sistem umpan balik yang lebih baik, yang mendukung toleransi yang disyaratkan. Celah udara dan efisiensi energi dapat ditingkatkan dengan menggunakan apa yang disebut "Hybrid Electromagnetic Suspension (H-EMS)", di mana gaya angkat utama dihasilkan oleh magnet permanen, sedangkan elektromagnet mengontrol celah udara[13] yang disebut magnet elektropermanen. Idealnya diperlukan daya kecil untuk menstabilkan suspensi, dan dalam praktiknya kebutuhan daya akan lebih kecil dibandingkan jika seluruh gaya suspensi disediakan oleh elektromagnet saja.[14]
Suspensi elektrodinamik (EDS)
sunting
Dalam suspensi elektrodinamik (EDS), baik jalur maupun kereta mengerahkan medan magnet, dan kereta melayang karena gaya tolak-menolak dan gaya tarik-menarik antara medan magnet ini.[15] Dalam beberapa konfigurasi, kereta hanya dapat melayang dengan gaya tolak-menolak. Pada tahap awal pengembangan maglev di jalur pengujian Miyazaki, sistem tolak-menolak murni digunakan, bukan sistem EDS yang tolak-menolak dan atraktif.[16] Medan magnet dihasilkan baik oleh magnet superkonduktor (seperti pada JR – Maglev) atau oleh serangkaian magnet permanen (seperti pada Inductrack). Gaya tolak-menolak dan gaya tarik-menarik pada lintasan diciptakan oleh induksi elektromagnet pada kabel atau strip penghantar lainnya di lintasan.
Keuntungan utama sistem maglev EDS adalah stabil secara dinamis—perubahan pada jarak antara lintasan dan magnet menciptakan gaya yang kuat untuk mengembalikan sistem ke posisi semula.[12] Selain itu, gaya tarik-menarik bervariasi dalam cara yang berlawanan, memberikan efek penyesuaian yang sama. Tidak diperlukan kontrol umpan balik yang aktif.
Namun, pada kecepatan lambat, arus yang diinduksi dalam kumparan ini dan fluks magnet yang dihasilkan tidak cukup besar untuk membuat kereta melayang. Oleh karena itu, kereta harus mempunyai roda atau roda pendaratan untuk menopang kereta hingga mencapai kecepatan yang cukup untuk melayang. Karena kereta dapat berhenti di lokasi mana pun (misalnya karena masalah teknis), seluruh jalur harus mampu mendukung pengoperasian baik untuk kecepatan rendah dan tinggi.
Kelemahan lainnya adalah sistem EDS secara alami menciptakan medan pada lintasan di depan dan belakang magnet pengangkat, yang bekerja melawan magnet dan menciptakan tarikan magnet. Hal ini umumnya hanya terjadi pada kecepatan rendah, dan merupakan salah satu alasan mengapa JR meninggalkan sistem ini dan mengadopsi sistem levitasi dinding samping.[16] Pada kecepatan yang lebih tinggi, mode gaya hambat lain mendominasi.[12]
Kelebihan dan kekurangan
suntingKelebihan utama dari kereta ini adalah kemampuannya yang bisa melayang di atas rel, sehingga tidak menimbulkan gesekan. Konsekuensinya, secara teoretis tidak akan ada penggantian rel atau roda kereta, karena tidak akan ada yang aus (biaya perawatan dapat dihemat). Keuntungan sampingan lainnya adalah tidak ada gaya resistansi akibat gesekan. Gaya resistansi udara tentu masih ada. Untuk itu dikembangkan lagi Kereta Maglev yang lebih aerodinamis.
Dikarenakan bentuk dan kecepatan kereta yang fantastis ini, kebisingan (suara) yang ditimbulkan ketika kereta ini bergerak hampir sama dengan sebuah pesawat jet, dan diperhitungkan lebih mengganggu dibanding kereta konvensional. Dalam salah satu studi, suara yang ditimbulkan oleh kereta maglev dengan kereta konvensional biasa lebih bising, sekitar 5 desibel atau 78 persen-nya. Kekurangan lain kereta ini adalah mahalnya investasi terutama pengadaan relnya.
Jaringan maglev
suntingBeroperasi saat ini
suntingKecepatan tinggi
sunting
Kecepatan rendah
sunting
Changsha Maglev Express[17]- Jalur S1[18]
- Fenghuang Maglev[19]
Linimo[20]
Maglev Bandara Incheon[21]- Daejeon Expo Maglev [ko] (dihentikan dari tahun 2020)[22]
![Daejeon Expo Maglev [ko]](/wiki/Berkas:Maglev_in_Daejeon_03.jpg)
Dalam pembangunan
sunting- Chūō Shinkansen (2027)[23]
- Qingyuan Maglev (2024)[24]
Dalam tahap pengusulan
sunting
Amerika Serikat
- Washington, D.C.–New York City[25]
- Union Pacific freight conveyor
- California-Nevada Interstate Maglev[26]
- The Pennsylvania Project[27]
- San Diego–Imperial County Airport
- Orlando International Airport–Orange County Convention Center[28]
- San Juan–Caguas
Australia
- Sydney–Illawarra[29]
- Melbourne[30]
Maglev Melbourne direncanakan akan menghubungkan kota Geelong melalui koridor dari pinggiran luar kota metropolitan Melbourne, terminal domestik dan internasional Tullamarine dan Avalon dalam waktu kurang dari 20 menit, dan ke Frankston, Victoria, dalam waktu kurang dari 30 menit.
Britania Raya
- UK Ultraspeed (London–Glasgow)[31]
Hong Kong[32]
India
Iran
- Teheran–Mashhad[36]
Italia
Kanada
- Toronto Zoo[37]
Swiss
- SwissRapide[38]
- Swissmetro[39]
- Tiongkok
Insiden
sunting11 Agustus 2006
suntingPada 11 Agustus 2006 terjadi kebakaran di kereta Transrapid di Shanghai, beberapa saat setelah meninggalkan terminal di Longyang. Peristiwa kebakaran ini merupakan yang pertama pada sebuah trayek komersial.
22 September 2006
sunting
Pada tanggal 22 September 2006 sebuah kereta Transrapid layang menabrak sebuah gerbong pemeliharaan di Lathen (Emsland, Sachsen Hilir, Jerman). Kecelakaan ini menewaskan 23 jiwa dan sepuluh orang luka-luka.
Maglev ini merupakan kecelakaan Maglev pertama yang mengakibatkan korban jiwa.
Lihat pula
suntingCatatan kaki
sunting- ^ JRailPass (2017-02-27). "Japanese Maglev Train: World's Fastest Bullet Train - JRailPass". Japan Rail Pass Travel Blog | JRailPass (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2024-05-14.
- ^ "Magnetic Levitation - an overview | ScienceDirect Topics". www.sciencedirect.com. Diakses tanggal 2024-05-14.
- ^ Qadir, Zakria; Munir, Arslan; Ashfaq, Tehreem; Munawar, Hafiz Suliman; Khan, Muazzam A.; Le, Khoa (2021-10-01). "A prototype of an energy-efficient MAGLEV train: A step towards cleaner train transport". Cleaner Engineering and Technology. 4: 100217. doi:10.1016/j.clet.2021.100217. ISSN 2666-7908.
- ^ Kingsland, Patrick (2018-01-17). "Will maglev ever become mainstream?". Railway Technology (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2024-05-14.
- ^ McCurry, Justin (2015-04-21). "Japan's maglev train breaks world speed record with 600km/h test run". The Guardian (dalam bahasa Inggris). ISSN 0261-3077. Diakses tanggal 2024-05-14.
- ^ a b "Everything about Shanghai Maglev Train: Speed, Station, Map, Ticket & Price, Facts..." www.chinadiscovery.com (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2024-05-14.
- ^ Yaghoubi, Hamid (2013-03-27). "The Most Important Maglev Applications". Journal of Engineering (dalam bahasa Inggris). 2013: e537986. doi:10.1155/2013/537986. ISSN 2314-4904.
- ^ "ThyssenKrupp Transrapid GmbH". web.archive.org. 2013-09-27. Diakses tanggal 2024-05-14.
- ^ Haroen, Yanuarsyah (2017). Sistem Transportasi Elektrik. Bandung: ITB Press. hlm. 31–32. ISBN 978-602-7861-65-7.
- ^ Tsuchiya, M.; Ohsaki, H. (September 2000). Characteristics of electromagnetic force of EMS-type maglev vehicle using bulk superconductors. 5 (edisi ke-36). IEEE Transactions on Magnetics. hlm. 3683–3685. Bibcode:2000ITM....36.3683T. doi:10.1109/20.908940.
- ^ Goodall, R. (September 1985). "The theory of electromagnetic levitation". Physics in Technology. 16 (5): 207–213. Bibcode:1985PhTec..16..207G. doi:10.1088/0305-4624/16/5/I02.
- ^ a b c Corporation, Bonnier (1973-12). Popular Science (dalam bahasa Inggris). Bonnier Corporation.
- ^ Groom, Nelson J. (1991-03-01). "Permanent magnet flux-biased magnetic actuator with flux feedback".
- ^ Lluesma Rodríguez, Federico (2023-01-20). "Design and Optimisation of a Virtual Prototype of a Ground Transportation System at Very High-Speeds in Conditions Close to Vacuum". Universitat Politècnica de València.
- ^ "公益財団法人鉄道総合技術研究所". 公益財団法人鉄道総合技術研究所 (dalam bahasa Jepang). Diakses tanggal 2024-05-14.
- ^ a b He, J. L.; Rote, D. M.; Coffey, H. T. (1994-04-01). "Study of Japanese electrodynamic-suspension maglev systems" (dalam bahasa English).
- ^ 江巍. "New maglev train improves service in Hunan". www.chinadaily.com.cn. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "唐车造北京S1线磁浮列车开始以100km/h载客运行 - 中国日报网". heb.chinadaily.com.cn. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ 严茂强. "Maglev line opens to tourists in Fenghuang". www.chinadaily.com.cn. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "Nagoya builds Maglev Metro International Railway Journal - Find Articles". web.archive.org. 2007-01-29. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "S. Korea launches maglev train service at main airport". koreatimes (dalam bahasa Inggris). 2016-02-02. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "Korea launches maglev train| Korea.net News". web.archive.org. 2009-07-25. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "10-year countdown begins for launch of Tokyo-Nagoya maglev service". The Japan Times. 19 November 2017.
- ^ "清远磁浮旅游专线进行预可行性评估-南方都市报·奥一网". web.archive.org. 2019-08-03. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "A 311 MPH floating train could link DC & Baltimore – neighbors, the NSA & a nation in gridlock take notice". wusa9.com (dalam bahasa Inggris). 2019-11-20. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "America's fastest train moves ahead". NBC News (dalam bahasa Inggris). 2008-06-25. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ www.maglevpa.com http://www.maglevpa.com/index.html. Diakses tanggal 2024-05-15. Tidak memiliki atau tanpa
|title=(bantuan) - ^ "Orlando MagLev Plan Gets Tentative Approval | WNYC | New York Public Radio, Podcasts, Live Streaming Radio, News". WNYC (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ Christodoulou, Mario (2008-08-01). "Maglev train reappears on agenda". Illawarra Mercury (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "Windana Research - Melbourne Concepts - E Page 3". web.archive.org. 2013-05-12. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "FT.com / World / UK - Japan inspires Tories' land of rising green tax". web.archive.org. 2007-03-02. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "Hong Kong part of national plan for maglev train network, transport ministry says". South China Morning Post (dalam bahasa Inggris). 2021-03-24. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "Mumbai to Delhi: 3 hours by train". web.archive.org. 2010-02-11. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "6 routes identified for MagLev". The Times of India. 2007-06-22. ISSN 0971-8257. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "Yahoo Search - Web Search". in.search.yahoo.com. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "Page 4 | B2B Wholesale Trade & eCommerce Tips | Alibaba Seller Blog". seller.alibaba.com. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ Chief, David Rider City Hall Bureau (2018-11-29). "Toronto Zoo 'maglev' train floats closer to reality as board approves proposal". Toronto Star (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "In 20 Minuten von Zürich nach Bern" (PDF). Neue Zürcher Zeitung.
- ^ "Aktuelles". web.archive.org. 2014-09-01. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "China lays out maglev plans from Beijing and Shanghai to Guangzhou". Business Traveller (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "Maglev finally given approval -- china.org.cn". www.china.org.cn. Diakses tanggal 2024-05-15.
- ^ "CNN.com - Shanghai welcomes high speed train - Dec. 31, 2002". edition.cnn.com. Diakses tanggal 2024-05-15.
Pranala luar
sunting
- International Maglev Board: Info, Photos
- MLX01 Diarsipkan 2005-02-05 di Wayback Machine. - Kereta api tercepat di Jepang.
- Urban Maglev Interest Group
- Lawrence Livermore's InducTrack Site
- Slideshow on the Transrapid Diarsipkan 2005-03-09 di Wayback Machine.
- Maglev in Asia (China, Japan) and Europe. Photos and Info
- Shanghai Pudong Airport Maglev in depth Diarsipkan 2005-08-23 di Wayback Machine..
- UniModal PRT system
- UK Ultraspeed Project Diarsipkan 2006-10-08 di Wayback Machine.