Podstawy magnetycznych pociągów lewitowanych (Maglev)

Lewitacja magnetyczna (maglev) to stosunkowo nowa technologia transportu, w której bezkontaktowe pojazdy poruszają się bezpiecznie z dużą prędkością od 250 do 300 mil na godzinę lub więcej, gdy są zawieszone, prowadzone i napędzane magnetycznie nad prowadnicą pola. Prowadnica jest fizyczną strukturą, wzdłuż której lewitują pojazdy Maglev. Zaproponowano różne konfiguracje prowadnic, np. W kształcie litery T, w kształcie litery U, w kształcie litery Y i belki skrzynkowej, wykonane ze stali, betonu lub aluminium.

Istnieją trzy podstawowe funkcje podstawowe dla technologii maglev: (1) lewitacja lub zawieszenie; (2) napęd; oraz (3) wytyczne. W większości współczesnych konstrukcji siły magnetyczne są wykorzystywane do spełnienia wszystkich trzech funkcji, chociaż można zastosować niemagnetyczne źródło napędu. Nie ma zgody co do optymalnego projektu do wykonywania każdej z podstawowych funkcji.

Zawieszenie elektromagnetyczne (EMS) to atrakcyjny system lewitacji siły, w którym elektromagnesy w pojeździe oddziałują z szynami ferromagnetycznymi na prowadnicy i przyciągają je. EMS został praktyczny dzięki postępom w elektronicznych systemach sterowania, które utrzymują szczelinę powietrzną między pojazdem a prowadnicą, zapobiegając w ten sposób kontaktowi.

Zmiany masy ładunku, obciążenia dynamiczne i nieregularności prowadnicy są kompensowane przez zmianę pola magnetycznego w odpowiedzi na pomiary szczeliny powietrznej pojazdu / prowadnicy.

Zawieszenie elektrodynamiczne (EDS) wykorzystuje magnesy w poruszającym się pojeździe do indukowania prądów w prowadnicy. Wynikająca z tego siła odpychająca wytwarza z natury stabilne podparcie i prowadzenie pojazdu, ponieważ odpychanie magnetyczne wzrasta wraz ze zmniejszaniem się szczeliny między pojazdem a prowadnicą. Jednakże pojazd musi być wyposażony w koła lub inne formy podparcia dla „startu” i „lądowania”, ponieważ EDS nie będzie lewitował przy prędkościach mniejszych niż około 25 km / h. Firma EDS poczyniła postępy w dziedzinie kriogeniki i technologii magnesów nadprzewodzących.

Wydaje się, że napęd „długiego stojana” z wykorzystaniem napędzanego elektrycznie uzwojenia silnika liniowego w prowadnicy jest preferowaną opcją dla szybkich systemów Maglev. Jest również najdroższy ze względu na wyższe koszty budowy prowadnic.

Napęd „krótkiego stojana” wykorzystuje uzwojenie liniowego silnika indukcyjnego (LIM) na pokładzie i pasywną prowadnicę. Podczas gdy napęd krótkiego stojana zmniejsza koszty prowadzenia, LIM jest ciężki i zmniejsza ładowność pojazdu pojemność, co skutkuje wyższymi kosztami operacyjnymi i niższym potencjałem przychodów w porównaniu do długiego stojana napęd. Trzecią alternatywą jest niemagnetyczne źródło energii (turbina gazowa lub turbośmigło), ale to również skutkuje ciężkim pojazdem i zmniejszoną wydajnością operacyjną.

Prowadzenie lub sterowanie odnosi się do sił bocznych, które są wymagane, aby pojazd poruszał się po prowadnicy. Niezbędne siły są dostarczane w dokładnie analogiczny sposób do sił zawieszenia, zarówno atrakcyjne, jak i odpychające. Te same magnesy w pojeździe, które zasilają windę, mogą być używane jednocześnie do prowadzenia lub mogą być używane oddzielne magnesy prowadzenia.

Systemy Maglev mogłyby stanowić atrakcyjną alternatywę transportu dla wielu podróży wymagających dużej ilości czasu o długości od 100 do 600 mil, zmniejszając w ten sposób zatory w powietrzu i na autostradzie, zanieczyszczenie powietrzaoraz zużycie energii i zwalnianie czasu na start lub lądowanie w celu wydajniejszej obsługi połączeń dalekiego zasięgu na zatłoczonych lotniskach. Potencjalna wartość technologii maglev została uznana w ustawie o wydajności transportu intermodalnego z 1991 r. (ISTEA).

Przed przejściem ISTEA Kongres przeznaczył 26,2 miliona dolarów na identyfikację systemu maglev koncepcje do wykorzystania w Stanach Zjednoczonych oraz oceny ich technicznej i ekonomicznej wykonalności systemy. Badania miały również na celu określenie roli maglevu w poprawie transportu międzymiastowego w Stanach Zjednoczonych. Następnie przeznaczono dodatkowe 9,8 miliona dolarów na dokończenie badań NMI.

Jakie są atrybuty magleva, które zasługują na rozważenie przez planistów transportu?

Szybsze przejazdy - wysoka prędkość szczytowa oraz wysokie przyspieszenie / hamowanie umożliwiają średnie prędkości od trzech do czterech razy większe od prędkości krajowej limit 65 mil na godzinę (30 m / s) i krótszy czas podróży od drzwi do drzwi niż szybka kolej lub powietrze (w przypadku podróży poniżej 300 mil lub 500 km). Możliwe są jeszcze wyższe prędkości. Maglev bierze udział tam, gdzie odjeżdża pociąg dużych prędkości, pozwalając na prędkości od 250 do 300 mph (112 do 134 m / s) i więcej.

Maglev ma wysoką niezawodność i jest mniej podatny na zatory i warunki pogodowe niż podróż samolotem lub autostradą. Odchylenie od harmonogramu może wynosić średnio mniej niż minutę w oparciu o doświadczenia zagranicznych kolei dużych prędkości. Oznacza to, że czas połączenia w ramach połączeń intermodalnych i intermodalnych można skrócić do kilku minut (zamiast pół godziny lub dłużej wymagane obecnie w liniach lotniczych i Amtrak) oraz że spotkania można bezpiecznie planować bez konieczności ich rozważania opóźnienia

Maglev daje ropa naftowa niezależność - w odniesieniu do powietrza i auto, ponieważ Maglev jest zasilany elektrycznie. Ropa naftowa nie jest potrzebna do produkcji energii elektrycznej. W 1990 r. Mniej niż 5 procent energii elektrycznej narodu pochodziło z ropy naftowej, podczas gdy ropa naftowa używana zarówno w trybie lotniczym, jak i samochodowym pochodzi głównie ze źródeł zagranicznych.

Maglev jest mniej zanieczyszczający - w odniesieniu do powietrza i auto, również ze względu na zasilanie elektryczne. Emisje można kontrolować skuteczniej u źródła wytwarzania energii elektrycznej niż w wielu punktach zużycia, takich jak w przypadku powietrza i samochodów.

Maglev ma większą przepustowość niż podróże lotnicze, z co najmniej 12 000 pasażerów na godzinę w każdym kierunku. Istnieje potencjał jeszcze wyższych pojemności przy 3 do 4 minutach wyprzedzenia. Maglev zapewnia wystarczającą pojemność, aby dobrze poradzić sobie ze wzrostem ruchu aż do XXI wieku i zapewnić alternatywę dla powietrza i samochodu w przypadku kryzysu dostępności ropy.

Maglev ma wysokie bezpieczeństwo - zarówno postrzegane, jak i faktyczne, oparte na doświadczeniach zagranicznych.

Maglev ma wygodę - ze względu na wysoką częstotliwość obsługi i możliwość obsługi centralnych dzielnic biznesowych, lotnisk i innych głównych węzłów aglomeracyjnych.

Maglev poprawił komfort - w odniesieniu do powietrza dzięki większej przestronności, co pozwala na oddzielne pomieszczenia do spożywania posiłków i konferencji ze swobodą poruszania się. Brak turbulencji powietrza zapewnia płynną jazdę.

Koncepcję pociągów lewitowanych magnetycznie po raz pierwszy zidentyfikowali na przełomie XIX i XX wieku dwaj Amerykanie, Robert Goddard i Emile Bachelet. W latach trzydziestych niemiecki Hermann Kemper opracowywał koncepcję i demonstrował wykorzystanie pól magnetycznych w celu połączenia zalet pociągi i samoloty. W 1968 r. Amerykanie James R. Powell and Gordon T. Danby uzyskał patent na ich konstrukcję dla pociągu lewitacji magnetycznej.

Na mocy ustawy o szybkim transporcie naziemnym z 1965 r. FRA sfinansowała szeroki zakres badań nad wszystkimi formami HSGT do wczesnych lat siedemdziesiątych. W 1971 r. FRA przyznała zamówienia Ford Motor Company oraz Stanford Research Institute do analitycznego i eksperymentalnego rozwoju systemów EMS i EDS. Badania sponsorowane przez FRA doprowadziły do ​​opracowania liniowego silnika elektrycznego, mocy napędowej wykorzystywanej przez wszystkie obecne prototypy Maglev. W 1975 r., Po zawieszeniu przez Federację finansowania szybkich badań maglev w Stanach Zjednoczonych, przemysł praktycznie zrezygnował z zainteresowania maglevem; jednak badania nad wolną prędkością maglev trwały w Stanach Zjednoczonych do 1986 roku.

W ciągu ostatnich dwóch dekad programy badawczo-rozwojowe w dziedzinie technologii maglev były prowadzone przez kilka krajów, w tym Wielką Brytanię, Kanadę, Niemcy i Japonię. Niemcy i Japonia zainwestowały ponad 1 miliard USD każdy w rozwój i demonstrację technologii Maglev dla HSGT.

Niemiecki projekt maglev EMS, Transrapid (TR07), został certyfikowany do działania przez rząd niemiecki w grudniu 1991 roku. Linia maglev między Hamburgiem a Berlinem jest rozważana w Niemczech z prywatnym finansowaniem i potencjalnie przy dodatkowym wsparciu poszczególnych krajów w północnych Niemczech wzdłuż proponowanego trasa. Linia łączyłaby się z szybkim pociągiem Intercity Express (ICE), a także z pociągami konwencjonalnymi. TR07 został szeroko przetestowany w Emsland w Niemczech i jest jedynym szybkim systemem maglev na świecie gotowym do obsługi przychodów. TR07 jest planowany do wdrożenia w Orlando na Florydzie.

Opracowywana w Japonii koncepcja EDS wykorzystuje nadprzewodzący system magnetyczny. W 1997 roku zostanie podjęta decyzja, czy użyć magleva do nowej linii Chuo między Tokio a Osaką.

Od czasu zakończenia wsparcia federalnego w 1975 r. Niewiele badań poświęcono szybkim technologiom maglev w Stanach Zjednoczonych do 1990 r., Kiedy powstała National Maglev Initiative (NMI). NMI to wspólny wysiłek FRA DOT, USACE i DOE, przy wsparciu innych agencji. Celem NMI była ocena potencjału Maglev w zakresie usprawnienia transportu międzymiastowego i rozwój informacji konieczne dla administracji i Kongresu, aby określić odpowiednią rolę rządu federalnego w tym zakresie technologia.

W rzeczywistości od samego początku Rząd Stanów Zjednoczonych wspierał i promował innowacyjny transport ze względów rozwoju gospodarczego, politycznego i społecznego. Istnieje wiele przykładów. W dziewiętnastym wieku rząd federalny zachęcał do rozwoju kolei połączenia międzykontynentalne poprzez takie działania, jak ogromna dotacja gruntów dla Illinois Central-Mobile Ohio Kolej w 1850 r. Począwszy od lat dwudziestych rząd federalny zapewnił komercyjny bodziec dla nowej technologii lotnictwa poprzez umowy o trasach lotniczych i funduszach, które opłacały pola do lądowania awaryjnego, oświetlenie trasy, raportowanie pogody i komunikacja Później w XX wieku fundusze federalne zostały wykorzystane do budowy międzystanowego systemu autostrad i pomocy państwom i gminom w budowie i obsłudze lotnisk. W 1971 r. Rząd federalny utworzył Amtrak, aby zapewnić kolejowe usługi pasażerskie w Stanach Zjednoczonych.

Aby ustalić techniczną wykonalność wdrożenia maglev w Stanach Zjednoczonych, Biuro NMI przeprowadziło kompleksową ocenę najnowocześniejszej technologii maglev.

W ciągu ostatnich dwóch dekad opracowano różne systemy transportu naziemnego za granicą prędkości operacyjne przekraczające 150 mph (67 m / s), w porównaniu do 125 mph (56 m / s) w USA Metroliner. Kilka pociągów ze stalowymi kołami na szynie może utrzymywać prędkość od 167 do 186 mph (75 do 83 m / s), w szczególności japońska seria Shinkansen 300, niemiecki ICE i francuski TGV. Niemiecki pociąg Transrapid Maglev wykazał prędkość 270 mil na godzinę (121 m / s) na torze testowym, a Japończycy obsługiwali samochód testowy maglev z prędkością 321 mil na godzinę (144 m / s). Poniżej znajdują się opisy systemów francuskiego, niemieckiego i japońskiego używanych do porównania z koncepcjami SCD U.S. Maglev (USML).

TGV Francuskiej Kolei Narodowej jest reprezentatywny dla obecnej generacji szybkich pociągów ze stalowym kołem na szynie. TGV działa od 12 lat na trasie Paryż-Lyon (PSE) i przez 3 lata na początkowej części trasy Paryż-Bordeaux (Atlantique). Pociąg Atlantique składa się z dziesięciu samochodów osobowych z wagonem silnikowym na każdym końcu. Samochody elektryczne wykorzystują synchroniczne obrotowe silniki trakcyjne do napędu. Montaż na dachu pantografy zbierają energię elektryczną z sieci trakcyjnej. Prędkość rejsu wynosi 83 km / h. Pociąg nie przechyla się, a zatem wymaga stosunkowo prostego ustawienia trasy w celu utrzymania dużej prędkości. Chociaż operator kontroluje prędkość pociągu, istnieją blokady, w tym automatyczne zabezpieczenie przed przekroczeniem prędkości i wymuszone hamowanie. Hamowanie polega na połączeniu hamulców oporowych i tarczowych hamulców osiowych. Wszystkie osie posiadają układ zapobiegający blokowaniu kół. Osie napędowe mają kontrolę antypoślizgową. Struktura toru TGV jest typowa dla konwencjonalnej linii kolejowej o standardowej szerokości toru z dobrze zaprojektowaną podstawą (zagęszczone materiały ziarniste). Tor składa się z szyny spawanej w sposób ciągły na wiązaniach betonowych / stalowych z elastycznymi łącznikami. Jego szybki przełącznik jest konwencjonalnym rozjazdem z rozwieranym skrzydłem. TGV działa na wcześniej istniejących torach, ale przy znacznie zmniejszonej prędkości. Ze względu na dużą prędkość, wysoką moc i kontrolę poślizgu kół TGV może pokonywać wzniesienia, które są około dwa razy lepsze niż normalnie w praktyce na amerykańskiej kolei, a zatem może podążać łagodnie toczący się teren Francji bez obszernych i drogich wiaduktów i tuneli.

Niemiecki TR07 to szybki system Maglev najbliższy gotowości handlowej. Jeśli uda się uzyskać finansowanie, przełomowe nastąpi na Florydzie w 1993 r. Dla 14-kilometrowego (23 km) transferu między międzynarodowym lotniskiem Orlando a strefą rozrywki na International Drive. System TR07 jest również brany pod uwagę w przypadku szybkiego połączenia między Hamburgiem a Berlinem oraz między centrum Pittsburgha a lotniskiem. Jak sugeruje to oznaczenie, TR07 poprzedziło co najmniej sześć wcześniejszych modeli. Na początku lat siedemdziesiątych niemieckie firmy, w tym Krauss-Maffei, MBB i Siemens, przetestowały na pełną skalę wersje pojazdu z poduszką powietrzną (TR03) i odpychającego pojazdu maglev wykorzystującego nadprzewodnictwo magnesy Po podjęciu decyzji o skoncentrowaniu się na maglevie przyciągania w 1977 r. Postępy następowały w znacznych przyrostach, a system ewoluował od indukcji liniowej silnik (LIM) z pobocznym zbieraniem mocy do liniowego silnika synchronicznego (LSM), który wykorzystuje cewki o zmiennej częstotliwości, zasilane elektrycznie prowadnica. TR05 działał jako motorower na Międzynarodowych Targach Ruchu w Hamburgu w 1979 roku, przewożąc 50 000 pasażerów i zapewniając cenne doświadczenie operacyjne.

TR07, który działa na prowadnicy o długości 19,6 mil (31,5 km) na torze testowym Emsland na północnym zachodzie Niemcy są zwieńczeniem prawie 25 lat niemieckiego rozwoju Magleva, kosztującego ponad 1 USD miliard. Jest to zaawansowany system EMS, wykorzystujący oddzielne konwencjonalne elektromagnesy przyciągające rdzeń żelazny do generowania siły nośnej i prowadzenia pojazdu. Pojazd owija się wokół prowadnicy w kształcie litery T. Prowadnica TR07 wykorzystuje stalowe lub betonowe belki skonstruowane i wzniesione z zachowaniem bardzo wąskich tolerancji. Układy sterujące regulują lewitację i siły prowadzące, aby zachować odstęp cala (8–10 mm) między magnesami a żelaznymi „torami” na prowadnicy. Przyciąganie między magnesami pojazdu a szynami prowadzącymi zamontowanymi na krawędziach zapewnia prowadzenie. Przyciąganie między drugim zestawem magnesów pojazdu a pakietami stojana napędu pod prowadnicą generuje siłę nośną. Magnesy podnoszące służą również jako wtórny lub wirnik LSM, którego pierwotnym lub stojanem jest uzwojenie elektryczne biegnące wzdłuż prowadnicy. TR07 wykorzystuje w komplecie dwa lub więcej pojazdów nieprzechylnych. Napęd TR07 odbywa się za pomocą długiego stojana LSM. Uzwojenia stojana z prowadnicą wytwarzają falę przemieszczającą się, która oddziałuje z magnesami lewitacji pojazdu w celu napędu synchronicznego. Centralnie sterowane stacje przydrożne zapewniają LSM wymaganą moc o zmiennej częstotliwości i zmiennym napięciu. Hamowanie pierwotne jest regeneracyjne przez LSM, z hamowaniem wiroprądowym i płozami o wysokim tarciu na wypadek awarii. TR07 wykazał bezpieczną eksploatację przy prędkości 121 mil / h (121 m / s) na torze Emsland. Jest przeznaczony do prędkości przelotowych 311 mph (139 m / s).

Japończycy wydali ponad 1 miliard dolarów na rozwój systemów przyciągania i odpychania. System atrakcji HSST, opracowany przez konsorcjum często utożsamiane z Japan Airlines, jest w rzeczywistości serią pojazdów zaprojektowanych do prędkości 100, 200 i 300 km / h. Sześćdziesiąt mil na godzinę (100 km / h) Maglevs HSST przetransportował ponad dwa miliony pasażerów na kilku targach w Japonia oraz 1989 Canada Transport Expo w Vancouver. Szybki system odpychania japońskiego Maglev jest opracowywany przez Railway Technical Research Institute (RTRI), ramię badawcze nowo sprywatyzowanej Japan Rail Group. Pojazd badawczy RTRI ML500 osiągnął rekordowy światowy szybki pojazd naziemny z prędkością 321 mil / h (144 m / s) w grudniu 1979 r. rekord, który nadal obowiązuje, choć przybył specjalnie zmodyfikowany francuski pociąg kolejowy TGV blisko. Załogowy trzy-samochód MLU001 rozpoczął testy w 1982 roku. Następnie pojedynczy samochód MLU002 został zniszczony przez pożar w 1991 roku. Jego zamiennik, MLU002N, jest używany do testowania lewitacji ściany bocznej, która jest planowana na ewentualne wykorzystanie systemu dochodów. Obecnie podstawową działalnością jest budowa linii testowej Maglev o wartości 2 miliardów dolarów i 27 mil (43 km) przez góry prefektury Yamanashi, gdzie rozpocznie się testowanie prototypu przychodu w 1994 r.

Central Japan Railway Company planuje rozpocząć budowę drugiej linii dużych prędkości z Tokio do Osaki na nowej trasie (w tym odcinek testowy Yamanashi) od 1997 roku. Zapewni to ulgę wysoce dochodowemu Tokaido Shinkansenowi, który zbliża się do nasycenia i wymaga rehabilitacji. Aby zapewnić stale ulepszane usługi, a także zapobiegać ingerencji linii lotniczych w jego usługi obecny 85 procentowy udział w rynku, uważa się za wyższe prędkości niż obecne 171 mph (76 m / s) niezbędny. Chociaż prędkość projektowa systemu Maglev pierwszej generacji wynosi 139 km / s, 311 mph (223 m / s), przewidywane są przyszłe systemy. Maglev odpychania został wybrany zamiast maglev przyciągania ze względu na jego rzekomy większy potencjał prędkości i ponieważ większa szczelina powietrzna dostosowuje się do ruchu naziemnego w Japonii narażonego na trzęsienia ziemi terytorium. Projekt japońskiego systemu odpychania nie jest solidny. Szacunkowy koszt z 1991 r. Sporządzony przez japońską spółkę Central Railway Company, która byłaby właścicielem linii, wskazuje, że nowa linia dużych prędkości przez górzysty teren na północ od Mt. Fuji byłby bardzo drogi, około 100 milionów dolarów na milę (8 milionów jenów na metr) dla konwencjonalnych kolej żelazna. System Maglev kosztowałby o 25 procent więcej. Znaczną część kosztów stanowi koszt pozyskania ROW powierzchniowego i podpowierzchniowego. Wiedza na temat szczegółów technicznych japońskiego szybkiego Magleva jest niewielka. Wiadomo, że będzie miał nadprzewodzące magnesy w wózkach z lewitacją ściany bocznej, liniowym synchronicznym napędem z wykorzystaniem cewek prowadzących i prędkością przelotową wynoszącą 139 m / s.

Trzy z czterech koncepcji SCD wykorzystują system EDS, w którym indukują magnesy nadprzewodzące w pojeździe odpychające siły podnoszenia i naprowadzania poprzez ruch wzdłuż systemu pasywnych przewodników zamontowanych na prowadnica. Czwarta koncepcja SCD wykorzystuje system EMS podobny do niemieckiego TR07. W tej koncepcji siły przyciągania generują siłę nośną i prowadzą pojazd wzdłuż prowadnicy. Jednak w przeciwieństwie do TR07, który wykorzystuje konwencjonalne magnesy, siły przyciągania w koncepcji SCD EMS są wytwarzane przez magnesy nadprzewodzące. Poniższe indywidualne opisy podkreślają istotne cechy czterech amerykańskich płyt SCD.

Koncepcja Bechtel to system EDS, który wykorzystuje nowatorską konfigurację montowanych w pojeździe magnesów redukujących strumień. Pojazd zawiera sześć zestawów ośmiu nadprzewodzących magnesów na stronę i leży na betonowej prowadnicy skrzynkowej. Interakcja między magnesami pojazdu a laminowaną aluminiową drabiną na każdej ścianie bocznej prowadnicy generuje siłę nośną. Podobna interakcja z cewkami o zerowym strumieniu zamontowanym na prowadnicy zapewnia prowadzenie. Uzwojenia napędowe LSM, również przymocowane do ścian bocznych prowadnicy, oddziałują z magnesami pojazdu, wytwarzając ciąg. Centralnie sterowane stacje przydrożne zapewniają LSM wymaganą moc o zmiennej częstotliwości i zmiennym napięciu. Pojazd Bechtel składa się z jednego samochodu z wewnętrzną przechylną skorupą. Wykorzystuje aerodynamiczne powierzchnie kontrolne do zwiększenia sił naprowadzania magnetycznego. W sytuacji awaryjnej lewituje na poduszkach powietrznych. Prowadnica składa się z naprężonego dźwigara betonowego. Ze względu na duże pola magnetyczne koncepcja wymaga niemagnetycznych, wzmocnionych włóknami prętów z tworzywa sztucznego (FRP) po naprężeniu prętów i strzemion w górnej części belki skrzynkowej. Przełącznik jest belką zginaną zbudowaną w całości z FRP.

Koncepcja Foster-Miller jest EDS podobnym do japońskiego szybkiego Magleva, ale ma kilka dodatkowych funkcji poprawiających potencjalną wydajność. Koncepcja Foster-Miller ma konstrukcję przechylania pojazdu, która pozwoliłaby mu poruszać się po zakrętach szybciej niż japoński system, zapewniając ten sam poziom komfortu pasażerów. Podobnie jak japoński system, koncepcja Foster-Miller wykorzystuje nadprzewodzące magnesy pojazdu do generować siłę nośną poprzez interakcję z cewkami lewitacyjnymi o zerowym strumieniu umieszczonymi w ścianach bocznych w kształcie litery U. prowadnica. Oddziaływanie magnetyczne z zamontowanymi na prowadnicach cewkami napędowymi zapewnia przewodnictwo zerowe. Jego innowacyjny układ napędowy nazywa się lokalnie komutowanym liniowym silnikiem synchronicznym (LCLSM). Poszczególne falowniki „mostka H” sekwencyjnie zasilają cewki napędowe bezpośrednio pod wózkami. Falowniki syntetyzują falę magnetyczną, która porusza się wzdłuż prowadnicy z taką samą prędkością jak pojazd. Pojazd Foster-Miller składa się z przegubowych modułów pasażerskich oraz sekcji ogona i nosa, które utwórz wiele samochodów „składa się”. Moduły mają wózki magnetyczne na każdym końcu, które dzielą z sąsiednimi samochody. Każdy wózek zawiera cztery magnesy na stronę. Prowadnica w kształcie litery U składa się z dwóch równoległych, naprężonych belek betonowych połączonych poprzecznie prefabrykowanymi betonowymi membranami. Aby uniknąć niekorzystnych efektów magnetycznych, górne pręty naprężające są wykonane z FRP. Przełącznik dużej prędkości wykorzystuje przełączane cewki o zerowym strumieniu do prowadzenia pojazdu przez rozjazd pionowy. Zatem przełącznik Foster-Miller nie wymaga ruchomych elementów konstrukcyjnych.

Koncepcja Grummana to EMS o podobieństwie do niemieckiego TR07. Jednak pojazdy Grummana owijają się po prowadnicy w kształcie litery Y i używają wspólnego zestawu magnesów pojazdu do lewitacji, napędu i prowadzenia. Szyny prowadzące są ferromagnetyczne i mają uzwojenia LSM do napędu. Magnesy pojazdu są cewkami nadprzewodzącymi wokół rdzeni żelaznych w kształcie podkowy. Powierzchnie biegunów przyciągają żelazne szyny na spodzie prowadnicy. Nieprzewodzące cewki sterujące na każdej z nich żelazo-stopień nogi moduluje siły lewitacji i siły prowadzące, aby utrzymać szczelinę powietrzną o średnicy 40 mm. W celu utrzymania odpowiedniej jakości jazdy nie jest wymagane dodatkowe zawieszenie. Napęd odbywa się za pomocą konwencjonalnego LSM osadzonego w szynie prowadzącej. Pojazdy Grumman mogą być jedno- lub wielosamochodowe z funkcją przechyłu. Innowacyjna nadbudowa prowadnicy składa się z smukłych odcinków prowadnic w kształcie litery Y (po jednym dla każdego kierunku) montowanych przez podpory co 15 stóp do 90 stóp (4,5 m do 27 m) dźwigara wielowypustowego. Strukturalny dźwigar wielowypustowy służy w obu kierunkach. Przełączanie odbywa się za pomocą giętej belki prowadzącej w stylu TR07, skróconej za pomocą sekcji przesuwnej lub obrotowej.

Koncepcja Magneplane to EDS dla pojedynczego pojazdu, wykorzystujący prowadnicę aluminiową w kształcie koryta o grubości 0,8 cala (20 mm) do lewitacji arkuszy i prowadzenia. Pojazdy Magneplane mogą przechylać się na zakrętach do 45 stopni. Wcześniejsze prace laboratoryjne nad tą koncepcją potwierdziły schematy lewitacji, kierowania i napędu. Nadprzewodzące magnesy lewitujące i napędowe są zgrupowane w wózkach z przodu i z tyłu pojazdu. Magnesy na linii środkowej współdziałają z konwencjonalnymi uzwojeniami LSM w celu napędzania i wytwarzają pewien elektromagnetyczny „moment obrotowy prostowania” zwany efektem kilu. Magnesy po bokach każdego wózka reagują na aluminiowe blachy prowadzące, zapewniając lewitację. Pojazd Magneplane wykorzystuje aerodynamiczne powierzchnie kontrolne, aby zapewnić aktywne tłumienie ruchu. Aluminiowe arkusze lewitujące w rynnie prowadzącej tworzą szczyty dwóch konstrukcyjnych aluminiowych belek skrzynkowych. Te belki skrzynkowe są obsługiwane bezpośrednio na filarach. Przełącznik wysokiej prędkości wykorzystuje przełączane cewki o zerowym strumieniu do prowadzenia pojazdu przez widelec w rynnie prowadzącej. Zatem przełącznik Magneplane nie wymaga ruchomych elementów konstrukcyjnych.

• _{Źródła: National Transportation Library http://ntl.bts.gov/}