ПОЕЗД БУДУЩЕГО
Январь 2008
Вернуться к номеру >>

Автор: Егор Сазонов
Раздел: В конце номера
Теги: технологии, прогноз, история



Первый паровоз двигался со скоростью 8 километров в час. 

     Новый поезд на магнитной подушке разогнался до 581.

     В Японии стартовал проект по строительству железной дороги для поездов на магнитной подушке. Новая монорельсовая дорога ломает все старые представления о привычном нам виде транспорта.

     Во-первых, скорость. Еще 50 лет назад с такой скоростью летали только самолеты.

     Во-вторых, комфорт. Прощай перестук колес и раскачивание вагонов. Новый поезд движется на расстоянии 10 см над рельсом. Единственным неудобством станут перегрузки при разгоне и торможении. Но даже несмотря на это, пассажиры экспериментального экспресса высоко оценили удобство перемещения. 

     В-третьих, такая железная дорога, как утверждают специалисты, требует минимум обслуживания и надежна в эксплуатации. 

     В-четвертых, этот вид транспорта гораздо безопаснее. Поезд не может сойти с рельса, так как конструкционно охватывает его.

     Принцип действия «летуна» (именно так прозвали сверхскоростной поезд журналисты) таков: экспресс начинает движение как обычный монорельсовый, но при достижении скорости 130 км/ч колеса у него начинают постепенно втягиваться в корпус, как шасси самолета; при достижении 160 км/ч поезд начинает парить над рельсом. Достигается это благодаря тому, что вдоль всего состава и на направляющем рельсе расположены электрические магниты. Они же двигают всю махину вперед. 

     Интересно, что при таких огромных скоростях и внушительном весе состава для всего процесса перемещения требуются затраты энергии меньшие, чем для работы системы кондиционирования внутри «летуна». Он может парить целый час вообще без подпитки энергией извне. Происходит это за счет мощных аккумуляторов, питающихся от встроенных в магниты генераторов.

     Скорость поезда регулируется изменением частоты переменного тока, а торможение выполняется за счет изменения направления магнитного поля.

     Естественно, что поезд полностью управляется электроникой.

     Собственно, японцы не первые, кто решил обзавестись чудо-поездом. В Китае поезд на магнитной подушке уже вовсю перевозит пассажиров на отрезке между станцией Лонг Янг и международным аэропортом Пудонг в Шанхае. Сверхскоростной экспресс «Трансрапид» преодолевает тридцатикилометровый участок за две с половиной минуты.

     Японцы же планируют завершить строительство своего «летуна» только к 2025 году. Цена проекта 45 млрд. долларов.

     Аналогичными поездами решила обзавестись и Германия. Но первые же эксперименты на родине (а именно немецкие инженеры компаний «Тиссен-Крупп» и «Сименс» разработали «Трансрапид») закончились трагедией. На испытательной трассе в Эмсланде поезд, едва успев отойти от вокзала, столкнулся с вагонеткой ремонтной службы на скорости 200 км/ч. В результате катастрофы погибли 25 человек, 10 оказались ранены. 

     И хотя при расследовании инцидента было установлено, что во всем произошедшем виновата не электроника поезда, а люди, такое начало не прибавило оптимизма ни чиновникам, ни будущим пассажирам.

     Помимо столь печального первого опыта у строителей немецких сверхскоростных монорельсов есть еще одна проблема – местная партия «зеленых». Защитники природы считают, что мощное электромагнитное поле вокруг железной дороги будет плохо влиять на окружающую среду. Это утверждение довольно спорно, более того, «Трансрапид» обладает очевидными преимуществами с точки зрения экологичности перед обычными поездами. При его использовании минимизируется воздействие на природу, снижен уровень шума и в окружающую среду не попадают вредные вещества.

     В Японии тоже не все в восторге от нового проекта. Например, работники министерства земли, инфраструктуры и транспорта достаточно скептически смотрят на запуск «летуна». Дело в том, что в Стране восходящего солнца большой популярностью пользуются так называемые поезда-пули – «данган рэсся». Это тоже монорельсовые поезда. Они, конечно, значительно уступают в скорости новинке, но честно выдают свои 300 км/ч и уже достаточно плотно опутали всю страну железной паутиной. Так вот многие чиновники считают, что привыкшие к «пулям» японцы вряд ли быстренько пересядут на пока малопроверенный электромагнитный поезд.

     Скорость поезда на электромагнитной подушке доходит до 581 км/ч, а в 2007 году во Франции удалось разогнать обычный монорельсовый поезд до скорости 574,8 км/ч. Естественно, в повседневной жизни это невозможно. Специально для установки рекорда экспресс TGV был снаряжен колесами большего диаметра, а напряжение в контактной сети было повышено с 25 до 31 тыс. вольт.

     Научная справка: 

     В 1831 году английский физик Майкл Фарадей открыл закон электромагнитной индукции. Суть его заключается в том, что при изменении магнитного потока внутри проводящего контура в последнем появляется электрический ток, даже если он не подключен к источнику питания. Единственный вопрос, на который не смог ответить Фарадей, – это вопрос о том, куда же этот ток будет направлен.

     Эту задачу решил его коллега из России Эмилий Христианович Ленц. Он определил, что индукционный ток всегда будет направлен в сторону, противоположную вызвавшей его причине.

     Именно на основе правила Ленца и работают электромагнитные поезда.

     ИЗ ИСТОРИИ ПОЕЗДОВ

      Некие попытки создать специальные дороги, как известно, совершались еще в Древнем Египте. При строительстве пирамид под тяжелые блоки клали бревна, для лучшего скольжения присыпанные песком.

      В Древней Греции и Риме на каменных дорогах специально выкладывали колею и повозка шла по желобам.

      Первые полноценные рельсы появились в средневековье, правда, изготавливались они из дерева и использовались на рудниках. Естественно, деревянная дорога была слабо приспособлена к большим нагрузкам и быстро приходила в негодность.

      С 1738 деревянные рельсы стали заменять чугунными плитами с желобом для колес тачек – получалось дорого и нерационально. 

      И вот в 1767 году горный инженер из Англии Ричард Рейнольдс предложил стальной рельс. На современный он походил мало, а в сечении напоминал букву U. Его ширина составляла 11 см, длина – 150 см.

      Постепенно рельсы стали прокладываться не только в шахтах, но и на поверхности; они изменили форму сечения, поскольку предыдущая не давала стопроцентной гарантии того, что тачка или вагонетка не выскочит из желоба.

      Через 46 лет после появления стальных рельсов англичанин же Джеймс Уатт изобрел первую паровую машину. Еще через 18 лет опять англичанин Ричард Тревитик сумел поставить машину Уатта на колеса и на свет родился первый автомобиль. Грохоча, окутанный клубами пара, этот «монстр» сумел выдать скорость в 10 км/ч.

      Но инженерная мысль на этом не остановилась. Через год Тревитик решает приспособить своего железного динозавра к работе на рудниках и ставит его на рельсы. Выглядел первый паровоз так: прямоугольная рама была снабжена двумя осями, на которых крутились 4 колеса. Сверху крепился котел с одной трубой и горизонтальный рабочий цилиндр.

      В 1804 году машина Тревитика впервые провезла груз весом в 10 тонн на расстояние 14 км со скоростью 8 км/ч. Но тут возникли новые проблемы. Паровоз ездил не по стальным рельсам Рейнольдса, а по чугунным, и те, естественно, ломались под такой махиной с грузом. В результате от паровоза решили отказаться вовсе – слишком часто приходилось перекладывать полотно дороги (это вместо того, чтобы его усовершенствовать).

      Потом было много попыток улучшить модель паровой машины, и постепенно появился тот паровоз, к образу которого мы привыкли. Изменилась и железная дорога – она приняла практически современный вид. Отцом нововведений стал Джордж Стефенсон, основавший в 1823 первый локомотивный завод.

      Все это время паровоз использовался только для перевозки грузов, но в 1825 году Стефенсон организовал перевозку пассажиров по Стоктон-Дарлингтонской железной дороге. Тогда первый в мире пассажирский поезд провез 69 тонн груза и 600 человек на расстояние 34 км со скоростью 24 км/ч.

      Паровоз царствовал почти 100 лет, пока с изобретением двигателя внутреннего сгорания не появились тепловозы. Первый из них был испытан в 1912 году на линии Винтертур–Ромаспорн в Швейцарии. Создателем машины был изобретатель двигателя внутреннего сгорания – Дизель, а его напарником – Клозэ. 

      Электровозы появились еще раньше, но они долгое время использовались лишь на трамвайных линиях – ученые просто не могли создать достаточно мощный двигатель. Полноценное использование электровозов началось лишь в 30-х годах ХХ века.

      Столь модные сегодня монорельсовые дороги, считающиеся проявлением инженерной мысли будущего, на самом деле были изобретены еще в XIX веке. В 1820 году в подмосковном селе Мячково Иван Эльманов построил «дорогу на столбах»; вагонетка была на конной тяге. 

      Сегодня абсолютными лидером по числу монорельсов являются страны Азии и в первую очередь, конечно, Япония.

     

     





Спешите подписаться на журнал “Планета”!