3127

Путешествие к центру Земли. Пять проектов сверхбыстрых поездов

Hyperloop.
Hyperloop. Reuters

В американском Лас-Вегасе прошли первые испытания капсулы транспортной системы Hyperloop с пассажирами. Она разогналась до 172 км/ч в 500-метровом отрезке трубы. А в будущем этот вакуумный поезд, концепт которого в 2013 году представил Илон Маск, сможет достигать скорости 1,2 тыс. км/ч.

АиФ.ru рассказывает о проектах сверхбыстрых поездов, до которых додумалось человечество.

Магнитная левитация

Нашу планету, словно муху, угодившую в паутину, опоясывают сотни тысяч километров железнодорожных путей. Их строили десятилетиями, и очевидно, что транспортные компании, эксплуатирующие эту инфраструктуру, будут выжимать из неё максимум, разрабатывая новые модели поездов для увеличения скорости передвижения. Но законы физики не изменишь: какой бы обтекаемой формы ни был локомотив, он будет сталкиваться со встречным сопротивлением воздуха, а трение колёс о рельсы будет забирать часть энергии.

Схема Hyperloop.
Схема Hyperloop. Фото: Commons.wikimedia.org

Высокоскоростным наземным транспортом принято называть поезда, развивающие скорость более 200 км/ч по существующим путям или более 250 км/ч — по специально проложенным. Эксперты предполагают, что транспорт будущего станет монорельсовым, а наиболее перспективной технологией считают магнитную подушку, или магнитную левитацию, которая и дала название таким поездам: маглев.

Впервые идея поезда на магнитной подушке была высказана около ста лет назад. Преимущества технологии в значительном уменьшении трения, невысоком энергопотреблении и низком уровне шума. Маглев движется, используя силу электромагнитного поля. В основе идеи — свойство одинаковых полюсов магнитов отталкиваться друг от друга. Только в конструкции поезда используются электрические магниты, а не обыкновенные. Между рельсом и вагонами возникает зазор, и состав будто парит над путями. Вне зависимости от массы, он соприкасается с ними. Конструкция маглева такова, что он как бы обхватывает монорельс, это исключает возможность схода состава.

Hyperloop.
Hyperloop. Фото: Reuters

Разработка поездов на магнитной подушке ведется во многих странах мира, но более всего преуспели Германия, Япония, Китай и Южная Корея. В Шанхае была построена первая в мире коммерческая линия на магнитном подвесе. Её ввели в эксплуатацию в 2004 году. Протяжённость трассы — 30 км, поезд преодолевает её за 7 минут 20 секунд, разгоняясь до 431 км/ч.

Но мировой рекорд скорости среди поездов принадлежит японскому маглеву. В апреле 2015 года в ходе испытаний в префектуре Яманаси состав с вагонами развил скорость в 603 км/ч. Инженеры уверены, что поезда на магнитной подушке могут стать полноценной альтернативой воздушному транспорту. В июне этого года в Китае испытали поезд, который разгоняется до 600 км/ч и способен преодолевать расстояние в 1500 км (столько между Пекином и Шанхаем). С учётом прохождения всех процедур в аэропорту это будет быстрее, чем лететь самолётом.

Труба для Hyperloop pod competition снаружи.
Труба для Hyperloop pod competition снаружи. Фото: Commons.wikimedia.org

В трубе без воздуха

Следующий шаг с целью повышения скорости напрашивается сам собой: загнать поезд на магнитной подушке в трубу, из которой откачан воздух. Тогда на него не будет действовать ни сопротивление воздуха, ни трение. Это и есть вакуумный поезд. Впервые такую идею высказали (и даже запатентовали) в первой половине XIX века. Но технически реализовать её очень сложно, до этого дошло только в нынешнем столетии.

Сейчас вакуумный поезд перестаёт казаться фантастикой. В том числе благодаря Илону Маску. Летом 2013 года он представил концепцию транспортной системы Hyperloop. Предприниматель пообещал, что новый транспорт будет перемещаться в 2 раза быстрее самолёта. Согласно первоначальной идее, пассажирский Hyperloop будет двигаться в трубопроводе диаметром 2,23 метра, а пассажирско-грузовой — в трубопроводе диаметром 3,3 метра. В нём люди смогут путешествовать со своими автомобилями, как на морских паромах.

Труба для Hyperloop pod competition внутри.
Труба для Hyperloop pod competition внутри. Фото: www.globallookpress.com

По задумке Маска, в трубе необязательно создавать полный вакуум, достаточно будет так называемого форвакуума. Это состояние газовой среды, при котором давление не опускается ниже 0,1% от атмосферного. А из оставшегося разреженного воздуха движущаяся капсула должна извлекать пользу: если не использовать эффект магнитной левитации, можно направлять встречный поток под вагон, чтобы снизить трение и заставить его «парить».

Предполагается, что поезд Hyperloop будет развивать скорость от 480 до 1220 км/ч. На дорогу от Нью-Йорка до Вашингтона уйдёт полчаса. В 2016 году компания Hyperloop One (над проектом работают несколько компаний, сам Илон Маск является лишь автором идеи) провела первое испытание двигателей в Лас-Вегасе. Прототип поезда разогнался до 180 км/ч почти за секунду. В 2017 году были проведены тесты в Неваде. В том же году удалось разогнать капсулу до 310 км/ч, а чуть позже — до 387 км/ч. А недавние испытания в Лас-Вегасе стали первыми, где участвовал экипаж. В будущем в вагонах будут сидеть не два человека, как сейчас, а 28.

Внутри Hyperloop.
Внутри Hyperloop. Фото: Reuters

В мире существуют и другие проекты вакуумных поездов. В том же Китае в апреле следующего года планируют протестировать рельсовый транспорт в подземном тоннеле с пониженным давлением воздуха. Ожидается, что он будет способен развивать скорость в 1000 км/ч. Есть проект подводного тоннеля между Хельсинки и Таллином, где также должен курсировать вакуумный поезд Sonicloop. Наконец, давно ведутся разговоры о возможном строительстве подводного трансатлантического тоннеля, который соединит США и Великобританию. Разумеется, он будет предназначен для сверхскоростных (вероятно, сверхзвуковых) поездов. А это значит — для вакуумных поездов на магнитной подушке. Быстрее пока ничего не придумали.

Гибрид с самолётом

У вакуумных и магнитных поездов, конечно же, есть недостатки, и один из них — привязанность к линии. Говоря проще, такой состав нельзя направить на другой путь, переведя стрелку.

Поэтому возникают проекты, которые пока выглядят как чистая фантастика. Например, проект маглева, где используется разветвлённая магнитная система и направление движения поезда способно меняться после смены магнитных линий в нужную сторону. И даже концепция, предполагающая появление личного железнодорожного транспорта. 

Другие изобретатели расширяют само понятие поезда, объединяя его с самолётом. Это проект Link & Fly, его разработала французская компания AKKA Technologies. Пассажиры садятся в капсулу, похожую на вагон поезда. Она выруливает на аэродром и стыкуется с летающей платформой, крепясь к ней снизу. Теперь конструкция становится похожа на самолёт. И можно взлетать.

Этот «летающий поезд» не будет привязан к аэропорту: посадка пассажиров может происходить и на городском железнодорожном вокзале. Проектом заинтересовались компания Boeing и ряд азиатских инвесторов.

Вагончик с крыльями

Когда-то в СССР пытались развивать концепцию экранопланов: транспортных средств, летающих за счёт экранного эффекта (отражения воздуха от поверхности земли или воды). Советские конструкторы разработали несколько их типов, но речь шла о полётах над морем.

Японский инженер Ясаки Коама хочет применить эту идею в отношении пассажирских поездов. Он предлагает снабдить их крыльями и запустить по специальным полузакрытым трассам. Под крыльями возникнет экранный эффект и, как следствие, — подъёмная сила. При этом высота полёта не превысит нескольких метров, а скорость можно развить очень высокую.

Экраноплан Акваглайд-5.
Экраноплан «Акваглайд-5». Фото: Commons.wikimedia.org

Падение сквозь земную кору

Этот проект выглядит наиболее фантастически. Неудивительно, что он упоминается в некоторых произведениях фантастов, а вот взяться за его реализацию не попробовал ни один инженер.

Представим, что две точки на земной поверхности, расположенные на одной высоте над уровнем моря, соединены прямым тоннелем. Если проложить в нём рельсы и поставить на них вагон, он покатится под уклон, ускоряясь самой силой тяжести. В середине пути он разовьёт максимальную скорость, а вторую его часть преодолеет по инерции. Разумеется, речь идёт об идеальной трассе, где нет силы трения и сопротивления воздуха. То есть о том же вакуумном тоннеле с магнитной подвеской.

Чтобы осуществить идею, необязательно бурить скважину через центр Земли (очевидно, это никогда не получится сделать). Достаточно проложить тоннель, не выходящий за пределы земной коры. К примеру, расстояние между Москвой и Владивостоком гравитационный поезд (это гипотетическое транспортное средство так и называют) преодолел бы всего за 16 минут 40 секунд.  

Понятно, что если подобный проект и будет реализован, то произойдёт это очень нескоро. Но мечтать о нём ничто не мешает.

Оставить комментарий (1)

Топ 5 читаемых



Самое интересное в регионах
Роскачество