Герман Кемпер

Герман Кемпер (нем. Hermann Kemper; 5 апреля 1892, Нордхорн — 13 июля 1977, там же) — немецкий инженер и изобретатель, пионер в области магнитолевитационного транспорта. Наиболее известен как создатель первого действующего прототипа поезда на магнитной подушке (маглев), запатентовавшего принцип магнитной левитации в 1934 году.

Биография

Ранние годы и образование

Герман Кемпер родился 5 апреля 1892 года в городе Нордхорн (земля Нижняя Саксония, Германская империя) в семье владельца текстильной фабрики. После окончания реальной гимназии в 1911 году он поступил в Ганноверский технический университет (ныне Ганноверский университет имени Лейбница), где изучал машиностроение и электротехнику. Обучение было прервано Первой мировой войной: с 1914 по 1918 год Кемпер служил в германской армии, в том числе в авиационных частях. После войны он вернулся к учёбе и в 1922 году получил диплом инженера.

Профессиональная деятельность

После окончания университета Кемпер работал на различных предприятиях металлургической и электротехнической промышленности, в том числе в компании «Сименс» (Siemens). В 1925 году он перешёл на должность главного инженера в фирму «Ганза-Ллойд» (Hansa-Lloyd), где занимался разработкой автомобильных и авиационных двигателей. В 1929 году Кемпер основал собственную инженерную контору в Нордхорне, специализировавшуюся на консультациях в области электротехники и механики.

Изобретение магнитной левитации

Предпосылки

В конце 1920-х годов Кемпер заинтересовался проблемой создания бесконтактного транспорта, способного двигаться без трения о рельсы. Основной идеей было использование магнитного поля для подъёма и удержания транспортного средства над направляющей. В то время существовали лишь теоретические работы по электромагнитной левитации, но практических реализаций не было.

Первый патент и прототип

В 1933 году Кемпер подал заявку на патент «Устройство для подвешивания транспортных средств на магнитном поле» (нем. «Einrichtung zum Schweben von Fahrzeugen durch magnetische Felder»). Патент был выдан 14 августа 1934 года (№ 643 316). В нём описывался принцип электромагнитной левитации: транспортное средство оснащалось электромагнитами, которые притягивались к ферромагнитной направляющей, создавая подъёмную силу, а система управления поддерживала стабильный зазор.

В 1935 году Кемпер построил первый действующий прототип — кольцевую модель диаметром около 2 метров, на которой двигалась тележка массой около 200 кг. Прототип демонстрировал устойчивую левитацию и движение по кругу со скоростью до 30 км/ч. Испытания проводились на территории завода «Ганза-Ллойд» в Нордхорне. Кемпер использовал электромагниты постоянного тока, управляемые вручную, что подтверждало принципиальную возможность магнитной левитации.

Дальнейшие разработки

В 1937 году Кемпер усовершенствовал конструкцию, добавив систему автоматического регулирования зазора, что позволило стабилизировать левитацию без постоянного вмешательства оператора. В 1939 году он получил второй патент на «Устройство для управления магнитной подвеской» (№ 700 932). Однако с началом Второй мировой войны работы были приостановлены: Кемпер был мобилизован в вермахт и служил в технических подразделениях люфтваффе.

После войны Кемпер вернулся к исследованиям, но из-за разрушенной инфраструктуры и недостатка финансирования не смог продолжить масштабные эксперименты. В 1950-х годах он пытался заинтересовать своими идеями правительство ФРГ и частные компании, но безуспешно: магнитолевитационный транспорт считался слишком дорогим и сложным для реализации.

Принцип работы изобретения Кемпера

Основные элементы

Изобретение Кемпера базировалось на электромагнитной левитации (EMS — ElectroMagnetic Suspension). Система включала:

• Направляющая — ферромагнитная (стальная) балка или рельс, расположенный под транспортным средством.
• Электромагниты — установленные на транспортном средстве, создающие магнитное поле, притягивающееся к направляющей.
• Датчики зазора — измеряющие расстояние между электромагнитами и направляющей.
• Система управления — регулирующая силу тока в электромагнитах для поддержания постоянного зазора (обычно 10–20 мм).

Отличие от современных систем

Кемпер использовал электромагниты постоянного тока с ручным или простейшим автоматическим регулированием. В отличие от современных маглевов (например, Transrapid или Shanghai Maglev), его система не имела линейного двигателя: движение обеспечивалось отдельным тяговым электродвигателем (обычно асинхронным), передающим усилие через колёса или ременную передачу. Таким образом, прототип Кемпера был гибридным: левитация — магнитная, движение — традиционное.

Значение и наследие

Признание при жизни

При жизни Кемпера его изобретение не получило широкого признания. В 1957 году он опубликовал статью в журнале «Elektrotechnische Zeitschrift», где описал перспективы магнитной левитации, но она не вызвала интереса у промышленности. Лишь в 1970-х годах, когда в Германии начались разработки системы Transrapid, имя Кемпера было упомянуто как пионера.

Влияние на развитие маглевов

Работы Кемпера стали основой для последующих исследований в области магнитолевитационного транспорта. В 1971 году в ФРГ была запущена программа «Hochleistungsschnellbahn» (Высокоскоростная железная дорога), в рамках которой компания «Messerschmitt-Bölkow-Blohm» (MBB) построила первый маглев с линейным двигателем, используя принципы, заложенные Кемпером. В 1979 году на Международной транспортной выставке в Гамбурге был представлен прототип Transrapid 05, который стал предшественником коммерческих линий в Китае (Шанхайский маглев, 2004).

Память

В 1992 году в Нордхорне на здании бывшей фабрики «Ганза-Ллойд» была установлена мемориальная доска в честь Германа Кемпера. В 2012 году, к 80-летию патента, в городе прошла выставка, посвящённая его изобретению. В 2017 году имя Кемпера было включено в Зал славы немецких изобретателей (Deutsches Erfinderhalle).

Интересные факты

• Кемпер не был первым, кто предложил идею магнитной левитации: в 1907 году американский изобретатель Эмиль Башелье получил патент на «летающий поезд», но его проект остался на бумаге. Кемпер первым создал работающую модель.
• Прототип 1935 года хранится в Немецком музее в Мюнхене (Deutsches Museum) в разделе «Транспорт».
• В 1950-х годах Кемпер пытался продать свой патент компании «Крупп» (Krupp), но переговоры не увенчались успехом из-за высокой стоимости внедрения.
• Современные маглевы используют принцип, обратный кемперовскому — электродинамическую левитацию (EDS) с использованием сверхпроводящих магнитов, но EMS-системы (на основе его идей) применяются в японском маглеве JR-Maglev и немецком Transrapid.

Источники

• Патент DE 643316 C1 «Einrichtung zum Schweben von Fahrzeugen durch magnetische Felder», 1934.
• Kemper, H. «Die schwebende Bahn» // Elektrotechnische Zeitschrift, 1957, Heft 8, S. 281–285.
• Schöning, J. «Hermann Kemper — der Erfinder der Magnetschwebebahn» // Nordhorner Heimatbuch, 1992, S. 45–52.
• Deutsche Museum, München. «Hermann Kemper: Der erste Magnetbahn-Prototyp», 2005.
• Kurz, H. «Geschichte der Magnetschwebebahn» // Technikgeschichte, 2010, Band 77, Heft 3, S. 201–220.