ไหนๆ ก็พูดเรื่องรถไฟความเร็วสูง มามากมายแล้ว จึงขอถือโอกาสเขียนถึงเรื่อง รถไฟแม่เหล็ก หรือชื่อในภาษาอังกฤษ เรียกว่า Magnetic Levitation Train (Maglev) ซึ่งเป็นรถไฟความเร็วสูง แห่งอนาคต ที่จะมาแทนที่รถไฟแบบมีล้อ (หมายถึงว่า ที่คิดและทดลองทำอยู่ประสบความสำเร็จ)
ทำไมจึงต้องรถไฟแม่เหล็ก ?
มนุษย์ใฝ่ฝัน เรื่องความเร็วอยู่เสมอ ตลอดเวลา เมื่อแรกสร้างรถไฟ มนุษย์ปรารถนา ขอเพียงเป็นอะไรก็ได้ ที่วิ่งได้เร็วกว่ารถเทียมม้า เสร็จแล้ว ก็อยากให้วิ่งได้สัก 100 กม./ชม. ซึ่งเป็นความเร็วสูงสุด ของรถจักรไอน้ำ จริงอยู่ที่ว่า เคยมีการทดลองวิ่งรถจักรไอน้ำเร็วถึง 160 กม./ชม. แต่ก็เป็นเพียงแค่การทดลอง ส่วนมากก็วิ่งกันอยู่ที่ความเร็วประมาณ 80 กม. / ชม. เมื่อถึงยุคสมัยของเครื่องยนต์ดีเซล การวิ่งเร็วกว่า 100 กม./ ชม. กลายเป็นเรื่องปกติ รถไฟใช้เครื่องยนต์ดีเซล ในยุโรปส่วนมาก วิ่งเร็วที่สุด 160 กม./ชม. ยกเว้นกรณีรถไฟ ใช้เครื่องยนต์ดีเซลในอังกฤษ ที่วิ่งเร็วถึง 200 กม./ชม.
ในระยะแรกที่รถไฟฟ้าถูกสร้างขึ้น วิศวกรไม่ได้คิดว่าจะเป็นรถไฟความเร็วสูง แต่คิดว่า รถไฟฟ้าจะสามารถ ลดค่าใช้จ่าย และเป็นการเปิดทางเลือก ในการใช้พลังงานรูปแบบอื่น มาทำการขนส่ง จนกระทั่งญี่ปุ่นบุกเบิก เรื่องรถไฟความเร็วสูงขึ้น ความคิดที่จะทำให้รถไฟฟ้า วิ่งได้เร็วกว่า 200 กม./ชม. จึงก่อตัวเป็นรูปเป็นร่าง แต่ในช่วงเวลานั้น ก็ยังมีแนวคิดอื่น ปรากฏขึ้นด้วย เช่น การใช้ เครื่องยนต์เจ็ต (Jet Engine) ทำการขับเคลื่อน ขบวนรถไฟเหมือนเครื่องบิน เพราะในขณะนั้น ยังไม่รู้ว่าจะสร้างมอเตอร์ ที่ใช้ขับเคลื่อน ขบวนรถไฟที่ความเร็วสูงได้อย่างไร เป็นต้น แต่แม้ว่ารถไฟขับเคลื่อน ด้วยเครื่องยนต์เจ็ต จะไม่ใช่ปลายทาง ของการพัฒนารถไฟความเร็วสูงก็ดี รถไฟเช่นที่ว่านี้ ก็เป็นต้นแบบ ในการทดลอง เพื่อหาคำตอบอื่น ในขณะที่ระบบขับเคลื่อน ด้วยไฟฟ้า กำลังอยู่ในช่วงการวิจัย เรียกว่าไม่ต้องเสียเวลารอ
ตัวอย่างของคำตอบอื่นที่ว่า ได้แก่ การสั่นสะเทือน ของรถไฟที่ความเร็วสูง ซึ่งวิศวกรต้องออกแบบ รถต้นแบบ แล้วนำมาวิ่งทดลอง อย่าลืมว่า เมื่อตอนเริ่มต้นนั้น สิ่งเหล่านี้ไม่เป็นที่รู้กันมาก่อน มองดูรถไฟความเร็วสูง ที่ทำสำเร็จรูปมาแล้ว จนเคยตัว บางครั้ง ทำให้เรา มองเห็นอะไรง่ายไปหมด นี่คือ ความแตกต่าง ระหว่างการเป็น ผู้ใช้อย่างเดียว กับการเป็นผู้สร้าง และผู้ผลิต
รถไฟแม่เหล็ก Maglev ของประเทศจีน (Shanghai Maglev Train)
(Image by http://en.wikipedia.org/wiki/Shanghai_Maglev_Train)
วันนี้ วิศวกรผู้สร้างรถไฟความเร็วสูงคิดว่า รถไฟแบบมีล้อ คงจะพัฒนาความเร็ว ขึ้นไปได้ไม่เกิน 350 กม. / ชม. แต่ความใฝ่ฝัน ที่จะวิ่งเร็วขึ้นไปกว่านั้นยังมีอยู่ ........ ปัญหาในการวิ่งเร็วเกินไปกว่านั้น คือ
-
ประการแรก อุปกรณ์ที่ติดตั้งบนตัวรถ มีน้ำหนักมากขึ้นเป็นลำดับ เรียกว่า มี Sprung Weight สูง ใช้พลังงาน ในการขับเคลื่อนสูง การออกแบบอุปกรณ์ ที่เกี่ยวข้อง ก็ยากมากขึ้น เสียค่าใช้จ่าย ในการสร้าง และบำรุงรักษา
-
ประการที่สอง คือ ไม่สามารถสร้างอุปกรณ์ ที่สามารถส่งกระแสไฟฟ้า ให้กับขบวนรถ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ต้องมี สาลี่ (Pantograph) สำหรับรับกระแสไฟฟ้า ครูดไปกับ สายส่งไฟฟ้า (Contact Wire) ซึ่งการวิ่งความเร็วสูง จะทำให้เกิดการสึกหรอมาก สาลี่ไม่แนบชิดกับสายส่ง (Lost Of Contact) ทำให้กำลังขับเคลื่อนตก และเกิดการสึกหรอที่ระบบส่งกระแสไฟฟ้า
-
ประการสุดท้าย คือ ล้อจะไม่สัมผัสแนบกับรางดีนัก เมื่อวิ่งเกิน 350 กม. /ชม. ปัญหานี้ ไม่ใช่ว่าจะเป็นเหต ุให้ขบวนรถ ลอยหลุดออกจากราง แต่เป็นปัญหาเรื่อง ล้อดิ้น (Wheel slip) คือ ล้อหมุนฟรีตอนเร่งความเร็ว ซึ่งจะทำให้รางเป็นแผล และปัญหา ล้อจับตาย (Wheel slide) ตอนเบรค ซึ่งทำให้ล้อเป็นแผล แผลทั้งสองประเภทนี้ ถ้าเกิดขึ้นเพียงเล็กน้อยก็แค่ทำให้เกิดเสียงดังน่ารำคาญ ถ้ามาก ก็อาจรุนแรงถึงขั้นเกิดอันตราย ล้อแตก รางหัก รถตกรางได้
ตามเหตุผลข้างต้น วิศวกรจึงเชื่อว่า รถไฟความเร็วสูง แบบมีล้อ คงจะเหมาะ ในการนำมาวิ่ง รับส่งผู้โดยสารได้ไม่เกิน 350 กม. /ชม. ถ้าจะวิ่งเร็วกว่า 350 กม. /ชม. คงต้องเป็นรถไฟแม่เหล็ก
เหตุผลเพราะ รถไฟแม่เหล็ก มีข้อได้เปรียบตรงกันข้าม กล่าวคือ ตัวรถเบา ส่วนรับกระแสไฟฟ้าอยู่กับที่ และประการสุดท้ายคือ ไม่มีล้อ
คนที่ริเริ่มคิดเรื่องรถไฟแม่เหล็ก ก็คือ คนอังกฤษ (บอกแล้วไงว่า ชอบคิดอะไรแปลกๆ) วิศวกรที่คิดเรื่องนี้ เกิดมีความคิดว่า มอเตอร์ไฟฟ้า ที่หมุนเป็นวงกลมนี้ หากเอามาผ่า แล้วคลี่ออกตามยาว ก็จะกลายเป็นมอเตอร์ ที่หมุนในแนวเส้นตรง มอเตอร์อย่างนี้ จึงถูกขนานนามว่า Linear Motor คนอังกฤษก็คิดทิ้งไว้แค่นั้น เพราะไม่มีกำลังเงิน จะทำการวิจัยต่อไป หรืออย่างไรก็ไม่ทราบ
ผู้ที่นำแนวคิด เรื่องนี้ไปสานต่อ มีอยู่สองชาติ คือ เยอรมัน และญี่ปุ่น แต่จะว่าอังกฤษ ทิ้งเรื่องนี้ไปเสียทีเดียว ก็คงไม่ถูก เพราะเมื่อปี 2527 ผู้เขียนได้มีโอกาส ไปเข้าหลักสูตรฝึกอบรม เกี่ยวกับเรื่องรถไฟ ที่มหาวิทยาลัย นอตติ้งแฮม ประเทศอังกฤษ ก็มีโอกาสได้ไปชม การใช้รถไฟแม่เหล็ก ที่ขับเคลื่อนด้วยลิเนียร์มอเตอร์ ซึ่งเชื่อมระหว่าง สนามบินนานาชาติที่เมืองเบอร์มิงแฮม กับสถานีรถไฟ แต่รถไฟแม่เหล็ก ที่ใช้เป็นแบบความเร็วต่ำ หลังจากนั้น ก็ไม่ได้ยินว่า มีการวิจัยและพัฒนาเรื่องนี้ ในประเทศอังกฤษอีกเลย
ความจริงชื่อ Maglev นี่ เป็นการตั้งชื่อ ที่ไม่ค่อยถูก เพราะไม่ได้เก็บ เอาความหมาย หรืออธิบายเทคโนโลยี ที่ใช้ได้ครบถ้วนดีนัก กล่าวคือ เอามาแต่ความหมาย ของการใช้แม่เหล็ก ยกตัวรถ ให้ลอยขึ้นพ้นทางเท่านั้น ไม่ได้อธิบาย ระบบการขับเคลื่อนตัวรถ ถ้าเรียกให้ถูก ต้องเรียกว่า Magnetic Levitation And Linear Motor Propulsion Vehicle อย่างนี้ก็มีความหมายครบ แต่ออกจะยาวไปสักหน่อย เมื่อเปิดตัวครั้งแรกก็เรียกอย่างนี้ แล้วจึงค่อยหดสั้นลงจนเหลือ Maglev ซึ่งก็เป็นที่เข้าใจกันว่า หมายถึงทั้งสองอย่าง |
