iPon Cikkek

Liftforradalom a láthatáron

Dátum | 2013. 06. 16.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Amikor Elisha Otis 1854-ben, a New York-i világkiállításon bemutatta az általa tervezett biztonsági felvonót, örökre megváltoztatta a városok arculatát. Egy finn liftgyártó most hasonlóan drámai változásokat hozhat magas épületek építészetében, mérnökei ugyanis olyan rendszert hoztak létre, amely állítólag egy kilométerre vagy még annál magasabbra is képes felemelni egy-egy felvonófülkét. A liftek története az ókorig nyúlik vissza. Első szöveges emlékünk az ókori Rómából való: Vitruvius római építész írásai szerint Arkhimédész i. e. 236 körül építette meg felvonóját, de a jelek arra utalnak, hogy már az egyiptomi piramisok építésekor is használtak valamiféle emelő szerkezetet a terhek mozgatására. A középkorban és a kora-újkorban a nagyobb kastélyokban, várakban és bányákban több helyen is megtalálhatók voltak az emberi vagy állati erővel hajtott felvonók. 1743-ban XV. Lajos már ellensúllyal ellátott liftet rendelt versailles-i kastélyába, 1835-ben pedig egy angliai gyárban először alkalmaztak szíjhajtású felvonót. 1846-ban készült el az első hidraulikus, vízzel működő felvonó, majd Otis 1852-ben kidolgozta a biztonsági lift terveit, amely automatikusan lelassít, majd megáll, ha a kabin sebessége túl nagyra nő, vagyis a kábel elszakad. Otis a világkiállításon egy drámai bemutató során prezentálta találmányát: segítője fejszével vágta el annak felvonónak a függesztőkötelét, amelyben maga a feltaláló tartózkodott. A lift pár centi „zuhanás” után megállt, mivel működésbe lépett az automata fékrendszer. A nagyközönséget és az építésztársadalmat meggyőzte az előadás: az amerikai és később a világ más részein található nagyvárosok épületei ekkor kezdtek hat emeletnél magasabbra nőni, a másfél évszázada kezdődő magassági verseny pedig azóta is egyre intenzívebb ütemben folyik. Az első, még gőz hajtotta biztonsági liftet 1857-ben helyezték üzembe, és a cég sikere napjainkban is töretlen: az Otis Elevator Company a világ legnagyobb felvonógyártójának számít.

Ahogy azonban már említettük, rövidesen újabb fordulat következhet be a liftek történetében, mivel egy finn cég, a Kone a héten bejelentette, hogy mérnökei egy évtizedes munkával megalkottak egy olyan rendszert, amelynek révén még magasabb épületek lesznek építhetők. A Kone egy Finnország déli részén található város, Lohja egy használaton kívüli bányájában teszteli fejlesztéseit. A tárna 333 méter mély, de a cég mérnökei szerint az újfajta felvonó akár háromszor (vagy még többször) ilyen magasra is fel tud majd emelkedni, ez pedig több mint duplája annak az útnak, amelyre a jelenlegi legmodernebb rendszerek képesek. A liftaknák hosszának legnagyobb korlátozó tényezője, hogy a felvonót tartó acélkábel jelentős tömeggel rendelkezik. Egy 500 méter magasságba emelkedő felvonó esetében a kábel háromszor annyit nyom, mint maga a fülke, megnégyszerezve a mozgatandó részek tömegét. Minél nehezebb a lift és a kábel, annál több energia kell a működtetéshez, így a nagy magasságokba emelkedő felvonók üzemeltetése egy ponton túl rendkívül költségessé válik. Arról az apróságról nem is beszélve, hogy az acélkábel egy bizonyos hosszúság fölött már saját súlyát sem bírja el, így az anyagiakon túl fizikai tényezők is korlátozzák a jelenlegi felvonó-konstrukciók maximális magasságát. A Kone mérnökei viszont azt állítják, hogy egy UltraRope névre keresztelt, szénszálas kábel használata révén azonos teherbírás mellett kevesebb mint tizedére csökkenthető a liftkábelek tömege. A szénszál erősebb, ugyanakkor könnyebb az acélnál, különösen szakítószilárdsága jelentős, ami a szénatomok közti rendkívül stabil kémiai kötések eredménye. A Kone által kifejlesztett kábelekben a szénszálakból formált köteget egy mechanikai hatásoknak ellenálló védőréteggel vonják be. Johannes de Jong technológiai igazgató elmondása szerint, míg egy 400 méter magasságig emelkedő lift acélból készült kábele 18 650 kilogrammot nyom, ha UltraRope-kábelt használnak, ugyanez csak 1170 kilogramm tömegű. A szénszálas kábel alkalmazásával a mozgatandó részek össztömege egy ekkora magasságú akna esetében 45 százalékkal csökkenthető, ami jelentősen redukálja a működtetéshez szükséges energiát.
A könnyebb kábelek révén ráadásul biztonságosabbá is válik a felvonó, hiszen kisebb tömeget kell lefékezni, ha valami gond van. A szénszálas anyag élettartama a jelenlegi becslések szerint legalább duplája az acélkábelekének, így a karbantartás is kevesebbe kerül. További előnyként könyvelhető el, hogy a szénszálas kábel fizikai tulajdonságaiból adódóan sokkal hatékonyabban igazodik az épület saját mozgásához. Míg a hagyományos liftrendszerű felhőkarcolókban nagy szél esetén a felvonókat rendszerint le kell állítani az acélkábelek intenzív kilengése miatt, ez a szénszálas kábelt alkalmazva sokkal ritkábban fordulna elő a tervezők elmondása szerint. Mindezen indokok alapján világos, hogy miért is tűnik nagyon kedvezőnek a finn fejlesztés, amelynek legfontosabb folyománya, hogy általa jóval magasabbra emelkedő liftek hozhatók létre, ami persze magasabb épületeket is jelent. Pillanatnyilag a világ legmagasabb felhőkarcolója a dubaji Burdzs Kalifa (képünkön), amely 2010-ben készült el és 828 méteres, alaposan lekörözve a korábbi rekordert, az 508 méteres tajvani Tajpej 101-et. Ez utóbbi egyébként már csak a harmadik a világ legmagasabb épületeinek sorában, mivel 2012-ben megelőzte a 601 méterre magasodó mekkai Abrádzs al-Bajtot is, amelyet a világ legmagasabb toronyórájaként is emlegetnek. A már elkészült monstrumokon kívül számtalan hatalmas felhőkarcoló van a kivitelezés különböző fázisaiban is. A következő rekorder a Szaúd-Arábiában épülő Kingdom Tower lehet, amelynek pontos tervezett magassága egyelőre ismeretlen, de biztosan meghaladja majd az 1000 métert. Az új kábelekkel a tervezők elmondása szerint lehetséges lenne egy 1600 méteres liftrendszer működtetése is, ennek ellenére valószínűtlennek tűnik, hogy a szállodák minden felvonójukat ilyenre cserélik majd. Sokkal praktikusabb lehet egy-két hasonló, a földszintről egyenesen a tetőre vivő liftjárat üzemeltetése, míg a köztes szintek elérésére a már jól bevált, többlépcsős rendszereket lesz célszerű alkalmazni, hiszen a kilométeres emelkedés közben némiképp frusztráló lehet, ha minden emeleten megáll a felvonó.

A mostani ultramagas felhőkarcolók liftjei úgy működnek, mint a többfokozatú rakéták: a teljes magasság rövidebb szakaszokra, és egymás fölé épülő liftaknákra van darabolva, így a magasba igyekvőknek a megfelelő emeleteken át kell szállniuk egy másik felvonóba. Ebben a többlépcsős rendszerben is hasznosak lehetnek azonban a szénszálas kábelek, hiszen az egyes szakaszok jóval hosszabbak lehetnek a maiaknál. A szénszálas, ultrakönnyű kábelek révén közelebb kerülhet a megvalósításhoz az emberiség egyik régóta dédelgetett álma, az űrlift megvalósulása is, amellyel a rakétáknál jóval olcsóbban lehetne terheket és embereket a légkörön kívülre juttatni. Az elképzelések szerint ezt úgy lehetne megvalósítani, hogy egy geostacionárius (35 786 km magasságú) pályán keringő műhold és egy egyenlítői földi állomás között húzódna a kábel, az űr felé túlnyúló vezetéken pedig egy ellensúly tartaná feszesen a rendszert. A kábel nem a klasszikus értelemben vett liftkábelként működne, hiszen maga nem mozogna, csak egyfajta kötött pályaként funkcionálna a felvonófülkék számára. Az ambiciózus tervvel kapcsolatban az eddigi leginkább szembetűnő probléma az volt, hogy nem létezett olyan anyagú kábel, amely kellően erős, mégis könnyű. A szakértők szerint könnyen előfordulhat, hogy a finn bányából kikerülő rendszer legalább elviekben alkalmas lehet erre, vagy ha ebben a formájában még nem is lesz megfelelő egy közel 36 ezer kilométer magasságú felvonóhoz, az irány legalábbis jónak tűnik. Az űrlift megvalósításával kapcsolatban persze számtalan egyéb probléma is akad, így egyáltalán nem biztos, hogy valaha is megvalósulhat egy hasonló projekt, bármennyire is kedvezőnek tűnik anyagilag.

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

26. bszoke88
2013.06.16. 12:19
már nem ezért vagy azért, de ha ekkora probléma a kábel, akkor miért nem csinálnak olyan liftet, amiben nincs kábel??
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
25. lajcsi1975
2013.06.16. 12:24
Mert akkor le kellene mondani az ellensúly biztosította energiamegtakarításról.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
24. attee0002
2013.06.16. 12:24
Érdekes cikk, de azon gondolkoztam, hogy ha ennyire nagy problémát jelent a felvonó kötelének súlya, miért nem úgy készítik el a felvonókat, hogy a fülke tetején helyeznek el egy (vagy több kisebb) motort, aztán mondjuk az akna két oldalán például fogasléceket vagy hasonlókat helyeznek el, a motorhoz szükséges áramot meg valamilyen áramszedővel szintén az akna oldaláról biztosítják? Így csak a motor súlya lenne ott, és így a teher nagysága nem növekedne a felvonóakna hosszától. Mondjuk ez túl egyszerű lenne, valószínűleg tőlem okosabb emberek sok órát elmélkedtek már ezen, hogy hogyan lehetséges megvalósítani és hogyan gazdaságos

(szerk.: az ellensúlyról megfeledkeztem, így már tényleg kicsit macerásabb az ötletem, de egy bizonyos magasság felett már lehet inkább ez érné meg jobban)
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
23. lajcsi1975
2013.06.16. 12:32
Izééé.

Az ellensúlynak lehetséges hogy nem is energiamegtakarítási szerepe van hanem a hajtóművet védi a nagyobb igénybevételtől , Mert emelésnél sokkal nagyobb energiát kellene befektetni de leengedésnél a fékezést kellene akkor másképp megoldani. Szóval tényleg bonyolult.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
22. atti2010 attee...
2013.06.16. 14:00
További előnyként könyvelhető el, hogy a szénszálas kábel fizikai tulajdonságaiból adódóan sokkal hatékonyabban igazodik az épület saját mozgásához. Míg a hagyományos liftrendszerű felhőkarcolókban nagy szél esetén a felvonókat rendszerint le kell állítani az acélkábelek intenzív kilengése miatt, ez a szénszálas kábelt alkalmazva sokkal ritkábban fordulna elő a tervezők elmondása szerint.

Szerinted ha az acélkábel sem eléggé igazodik az épület mozgásához akkor egy fogasléc ami elég merevnek kell legyen hogy mindig pontosan passzoljanak bele a meghajtó kerekek hogyan fogja ezt viselni.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
21. zsolt200
2013.06.16. 14:07
Azt nem lehet megcsinálni mint a mágnesvonatoknál? vagy az csak vízszintesen működik? Egyébként ennél az űrliftnél ugyanúgy meglehetne oldani átszállásokkal azt kész, de persze ugye egyéb tényezők is vannak.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
20. raiden
2013.06.16. 14:28
Aztán jön egy áramszünet a mágnesliftnél, és szia..
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
19. sYs
2013.06.16. 15:03
zsolt200: az űrliftnél az átszállásokat hogyan képzelted el? Hol lennének azok a helyek, ahol át kéne szállni szerinted? Gondolkozzál már egy kicsit...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
18. attee0002 raide...
2013.06.16. 15:05
Szerinted ha az acélkábel sem eléggé igazodik az épület mozgásához akkor egy fogasléc ami elég merevnek kell legyen hogy mindig pontosan passzoljanak bele a meghajtó kerekek hogyan fogja ezt viselni.

Úgy hogy gondolom az acélkábel az akna közepén nincs rácsavarozva az épületre ezért ha az épület kileng, a tehetetlensége miatt máshogy leng az acélkábel. A fogaslécet meg ezer helyen oda lehetne rögzíteni az akna falához, és minimálisan nyúlna-zsugorodna a kilengés miatt.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
17. uristen
2013.06.16. 16:59
"...egy közel 36 kilométeres magasságú felvonóhoz." 36 kilométer annyira azért nem sok. Szerintem 36 ezer akart ez lenni nem?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
16. Jools
2013.06.16. 17:47
Annyi, javítom, köszi.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
15. uristen
2013.06.16. 17:57
Nekem még mindig jobb ötletnek tűnik egy SkyCity 1000, mint ez. Most ezt megépítik, és utána szennyezzük az űrt is, nagyszerű. Csak gratulálni tudok az emberiségnek.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
14. kiskoller
2013.06.16. 18:03
A kábel azért kell, hogy legyen ellensúly.

Ellensúly meg azért kell, hogy ne kelljen a felvonóliftnek a gravitációval küzdenie.

Üres lift esetén Newtoni fizika szerint csak maga a mozgás kerül energiába, a gravitáció leküzdése nem. Ergo ugyanannyi energiába kerül elmozdítani 100 méterrel oldalra egy lift tömegű tárgyat, mint a liftet felvinni 100 méterrel.

Így valójában arra megy el sok energia, hogy a te tömegvonzásodat leküzdjék, illetve a kábel és ellensúly miatti tömegtöbblet miatt is kell energia.


Ha nincs ellensúly és mondjuk oldalra rögzített fogaskerekek vinnék fel a liftet akkor kapásból ott tartunk, hogy adott egy 1 tonnányi lift = 1000 kg. Tehát adott 10k Newtoni erő amit nem ártana lekűzdeni csupán ahhoz, hogy ne zuhanjuk le a lifttel. Most fejből nem tudom hogyan kell nyomatékot számolni, de kétlem hogy pl. az Audi A8-ba szerelt motor a maga 445 Nm-es nyomatékával elegendő lenne. Ide valami brutális hajómotor kéne, ami méterenként eszik 10l kerozint.

Ezért nem lesz annyira hatékony az űrlift sem. Viszont az meg azért kell, mert ahhoz, hogy kiszökj az atmoszférába, egy adott sebességet kell elérni ("szökési sebesség" amihez hatalmas rakéta kell, ami a saját tömege miatt mégnagyobbra duzzad. Űrlifttel meg kvázi akármekkora sebességgel is felmehetünk, így hatékonyabb lehet, mint egy egyszer használatos rakéta.

Nyílván egy ellensúlyos lift még hatékonyabb lenne, csak persze az triviális hogy ez megvalósíthatatlan ha az űrig akarunk kimenni
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
13. attee0002 kisko...
2013.06.16. 18:44
Kicsit számolgattam most, hogy felvetetted ezt a 10kN-os liftet
Ha feltesszük, hogy a lift megtartása 10kN erőt igényel, és mondjuk 4 darab fogasléc van, minden fogasléchez egy 2 kW-os villanymotorral, aminek a fordulatszáma 1440 ford/perc. A fogasléchez 200 mm átmérőjű fogaskerék kapcsolódik. Egy fogaskeréknél a megtartáshoz szükséges nyomaték 2500N*0,1m = 250 Nm. A villanymotor 150,8 Nm nyomaték leadására képes, ezt áttétellel meg lehetne duplázni (persze a fordulatszám feleződésével) így már felfelé is tudna haladni. Így 27 km/órás sebességű lift jönne ki (720fordulat/perces sebességű 200 mm-es fogaskerékkel) 4 darab 2 kW-os motorral. Azt nem tudom, ez mennyire lenne gazdaságos, főleg, hogy fogalmam sincs, mekkora teljesítményű motor van egy hagyományos liftben.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
12. kiskoller attee...
2013.06.16. 22:01
A mondanivalóm lényege az volt, hogy a fogaskerekes módszerrel nem csak mozgatni kell állóhelyzetből a liftet, hanem a gravitációnak is ellen kell hatni.

Az ellensúlyos megoldással kiiktatod a gravitációt a lift esetén, cserébe kicsit nagyobb tömeget kell mozgatnod a kábel miatt. Így végeredményben csak a lift állóhelyzetből való mozgatása + a te súlyod leküzdése a feladat.

Így akármilyen áttételes fogaskerekes megoldást is próbálsz ki, mivel ideális esetben 100% hatékonyság mellett is nagyobb energiát fogsz felhasználni, mert nagyobb erőket kell leküzdened, mint az ellensúlyos verziónál.

Ha ugyanazokat a villanymotorokat és áttéteket veted be egy ellensúlyos lift mozgatásához, mivel kisebb a munkájuk kevesebbet fogyasztanak és ugye kevesebb is kell belőlük.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
11. attee0002 kisko...
2013.06.17. 07:55
Hát igen, ezzel egyetértek. Viszont ha egy bizonyos magasság fölé akarnak majd menni, előbb vagy utóbb muszáj lesz nekik egy ehhez hasonló működési elvű felvonót használni, mert ahogy itt a cikkben is szerepelt egy bizonyos hossz után már a kötél saját súlyának megtartásával is gondok vannak. De azt hiszem bízzuk a felvonók problémáját inkább rájuk, ők legalább kapnak fizetést is azért, hogy ezen törik a fejüket
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. Ronan
2013.06.17. 09:02
Minek ilyenekre pénzt kiadni basszus lenne egy normális űrhajó fejlesztés nem csak egy parasztévakitás akkor akkor nem kellene lift.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. petyus76
2013.06.17. 09:03
kiskoller - Elképzelhetetlennek tartom, hogy egy kabin emelése több energiába kerülne, mint a cikkben említett 16 tonnányi kábel elmozdítása ellensúlyokkal együtt. Ráadásul, ha a lift gyakran megáll, tovább romlik a hagyományos rendszer hatékonysága. Érdemes lenne számításokkal utána nézni.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. FRK
2013.06.17. 10:01
A Burdzs Kalifa csak nekem tűnik ferdének, vagy csak optikai csalódás?
Az űrlift szerintem kivitelezhetetlen álom marad, ellen kellene állnia a szélnek, az időjárási körülményeknek, esetleges földmozgásoknak és el kell bírnia önmaga súlyát is, mindezt szinte felfoghatatlan magasságokban.
Ez a szénszálas megoldás nem tűnik rossznak, még ha a meglévő vagy elkövetkező épületekben használják, erősebb teherbírás, kisebb súly mellett. Csökkenthető a liftek fogyasztása, ami később még jól jöhet.
Amúgy nyugodjon meg mindenki a mérnökök a lehető legjobb megoldást szokták használni, ha a fogaskerekes rendszer előnyösebb volna a kábelnél, ők is alkalmaznák. Egy dubaji felhőkarcoló szintén a példa, ahol a forgó ajtón át a szökőkútig mind aprólékosan meg van tervezve, hogy a legjobban működjön. Mi csak egy forgó ajtót látunk, közben meg azt a célt szolgálja, hogy külső forró és a belső hűtött levegőt elválassza egymástól.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. ChoSimba
2013.06.17. 12:24
Az ellensúlyos spórolást úgy lehet átültetni, hogy az elektromotorok lefelé menet visszatermelnék az energiát. Mint ahogy az autónál a fékezést is megoldották ugye. Lehet hogy nem 100%-os a hatásfok, de valszeg 50% feletti.
A lift meg bemonjda majd felfelé menet hogy: "kérjük szíves türelmét, egy lefelé menő liftre várunk"
Bár végülis ellensúlyt ide is lehetne tenni, saját motorral, akkor nem kell másik liftre várni.
Másrészt nehogy már a Veyront rendőrkocsinak vevő arabokat sajnáljuk, hogy drága lesz a lift üzemeltetése !
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. agyturbini...
2013.06.17. 13:17
Utolso ott a pont, DE en ennel tobvabb mennek: a Liftnek ha jol emlekszem 4X a tulbiztositasa, ezert a sok kotel. Ha elektromotorokat a liftre szereljuk akkor 1X biztositas elegendo hiszen csak az osszekottetest biztositja az ellensullyal, ergo 1/4 re csokken a kotelsuly plusz az ellensuly elonye is megmarad, a motorok meg elvegzik helyre szerelve a dolgukat csak 4 plusz feket kell beszerelni es kesz. Vagyis a kaposzta is jolakik es a kecske is megmarad
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. kiskoller agytu...
2013.06.17. 13:46
Aha. Szóval bizonyos okok miatt négyszeresen bebiztosítjuk a liftet, de ahogy nehéz a megvalósítása elhagyjuk a bebiztosítást, és eladjuk technológiai fejlődésnek!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. ChoSimba
2013.06.17. 14:43
Pedig ez komoly fejlődés lenne.
Képzeld el hogy elszakad a drót. Ezentúl nem fog 18 tonna drótkötél a fejedre hullani, csak 1 tonna szénszál...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. agyturbini...
2013.06.17. 23:06
kiskoller

A sok kotel azert szukseges hiszen a mozgatast a kotelen keresztul tortenik effektive vagyis az tartja a liftet, ha a mozgatas a liftkabinra szerelt motorokkal tortenik nincs szukseg a kotelek tulbiztositasara hiszen tobbe nincs funkcioja, ezert irtam a plussz fekeket(akar lehet motor is a reszletekbe meg ne mennyunk bene)
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. lorddiablo
2013.07.09. 00:10
A legfontosabb tényező kimaradt gazdasági szempontból: az ára. Bármilyen ódivatúnak tűnik ebből a szemszögből az acélsodrony, de még mindig sokkal olcsóbb, mint a szénszál. Utóbbi mellett sok érv szól, de kérdéses, hogy mennyivel kerül többe, mennyi a megtérülési ideje.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. cworm
2013.07.12. 09:28
Nem kell ezt túlbonyolítani. Nem kell lift sehova, mindenki járjon lépcsőn!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!