Скоростные поезда на воздушных подушках

Поезда из будущего, способные перемещаться по воздуху, активно разрабатывались еще в прошлом веке. Большинство проектов было закрыто, но некоторые все же стали реальностью и участвуют в регулярных пассажирских перевозках. При этом поезд на магнитной подушке до сих пор остается для многих явлением из категории фантастики.

Составы на электромагнитной подвеске

Поезд, оборудованный специальной магнитной подушкой, называют магнитоплан (маглев). Удержание над железнодорожным полотном, не подразумевающее прямого контакта с ним, главная особенность и отличие от привычных электропоездов. Во время движения поезд тоже не касается рельс и будет просто лететь, хотя фактически он относится к монорельсовому транспорту и подразумевает именно езду или левитацию, а не полет.

Скоростные поезда на воздушных подушках

Скоростные поезда на воздушных подушках

Электромагнитная подушка позволяет добиться огромных скоростей. Поэтому магнитные поезда могут конкурировать даже с авиацией в небе, если рассматривать рейсы на расстоянии до 1000 км. Несмотря на низкое расположение, за час они способны преодолевать свыше 500 км. При этом вагоны с электромагнитной подушкой могут быстро приводиться в движение и отличаются плавным ходом.

Маглев не может использовать стандартную транспортную инфраструктуру. Поэтому для него требуется создание отдельных дорог, оборудованных магнитными элементами.

Скоростные поезда на воздушных подушкахПервые патенты и планы прототипов поездов, оборудованных специальными магнитными подушками, стали появляться более 100 лет назад.

Однако реальный и работоспособный образец представили только к концу 1940 годов. Его разработчиком стал Э. Лэйзвейт из Великобритании. Позднее инженер участвовал в разработке поезда Tracked Hovercraft, но проект закрыли.

Самым первым полноценным поездом с установленной на него магнитной подушкой, который получил лицензию на пассажирские перевозки, стал Transrapid 05, разгонявшийся до 75 км/ч.

В 1979 году его представили на выставке в Германии, а после этого состав несколько месяцев выполнял обычные рейсы. Общее количество перевезенных на нем пассажиров составило около 50 тыс. человек.

Происхождение названия «маглев»

Составы с магнитным оборудованием сразу после появления стали называться коротким «маглев». Многие пассажиры не понимали, от чего образовано такое слово, и даже ошибочно предполагали, что оно представляет собой фамилию разработчика.

Скоростные поезда на воздушных подушках

Поезд «маглев» же никак не связан с именами отдельных личностей. Он стал так называться только по причине сокращения двух английских слов: magnetic и levitation. Отсюда образовалось короткое maglev, которое осталось прежним и в русском языке, так как сформировано от «магнитной левитации».

Принцип работы

Скоростные поезда на воздушных подушкахОсновной технологией, применяемой в поездах без колес, стала EMS. Она подразумевает использование электромагнитной подушки, позволяющей вагонам левитировать и не опускаться на рельсы.

Принцип движения таких поездов основан на трех физических законах: Фарадея, Ленца, Био-Савара-Лапласа.

Нижние части вагонов оснащаются мощными магнитами, как и железнодорожные рельсы. Когда поезд приводится в действие, начинает работать магнитный поток, создающий подушку в виде поля, которое отталкивает состав вверх.

При этом одинаковые полюса заставляют транспорт подниматься, а разные – удерживают его, исключая излишнее отдаление.

После разгона вагоны находятся на высоте нескольких сантиметров, что сравнимо с размером ладоней рук или даже сжатого кулака.

Движение состава с электромагнитными подушками обеспечивается линейным двигателем. Он оснащается ротором и статором, создающими отдельное магнитное поле. Сама технология движения основана на попеременной подаче и отключении тока, чья частота достигает 4 тыс. повторений ежесекундно. Взаимодействие же всех магнитных элементов заставляет летающий поезд держаться в воздухе и двигаться вперед.

Скоростные поезда на воздушных подушках

Скоростные поезда на воздушных подушках

Левитирующие составы также могут работать с двумя другими технологиями: электродинамической подвеской и постоянными магнитами. В первом случае движение обеспечивается с помощью индуцированного тока и двух магнитных полей. Во втором же используется улучшенный вариант первой технологии, но задействуются постоянные магниты, позволяющие оставаться поезду с подушкой в воздухе даже на время стоянки.

Преимущества и недостатки электромагнитной технологии

Все разработанные в категории «маглев» поезда на магнитных подушках имеют ряд серьезных преимуществ. Именно они сделали возможным дальнейшее развитие и применение электромагнитной технологии в железнодорожной сфере.

Преимущества магнитной технологии в составах маглев:

  • Скоростные поезда на воздушных подушкахсниженное количество магнитных полей у подушки, если сравнивать с электродинамической подвеской;
  • высокие скоростные показатели, позволяющие разогнать маглев на скорость свыше 500 км/ч;
  • доступность технологии и возможность применить электромагнитную подушку для проектировки поездов с минимальными затратами;
  • отсутствие необходимости использовать дополнительные системы в подвеске для создания подушек у вагонов;
  • низкие энергозатраты при эксплуатации, маглев потребляет электричество в три раза эффективнее, чем электрокар;
  • маглев не создает сильного шума, что позволяет сделать поездки гораздо комфортнее и исключить дискомфорт, причиняемый жителям домов, находящимся возле линий ЖД;
  • перспективы дальнейшего развития позволяют прорабатывать технологию и улучшать ее, представляя новые варианты составов с электромагнитными подушками.
Маглев имеет два недостатка. Первый выражается в нестабильности подушки, требующей контролировать и корректировать магнитные колебания. Второй же связан с потенциальным возникновением вибрации, которая может проявиться при выравнивании вагонов внешними средствами.

Почему магнитная технология не прижилась в других странах

Особый интерес к разработке электромагнитных поездов проявили несколько стран: КНР, Япония, Южная Корея и Германия. Одним из крупнейших проектов стал немецкий маглев Transrapid SMT для Китая, который начал выполнять рейсы на самой быстрой коммерческой линии на магнитном подвесе в Шанхае.

Скоростные поезда на воздушных подушках

Также известность получили три других поезда: японский Linimo, южнокорейский UTM-02 и запланированный японский L0 Series. А наиболее быстрым стал китайский маглев от компании CRRC, который способен разгоняться свыше 600 км/ч. Параллельно инженеры из Китая представили состав на магнитной подушке подвесного типа.

Есть также нестандартные проекты. Например, маглев Hyperloop представляет собой вакуумный поезд, который разрабатывает компания Илона Маска.

Скоростные поезда на воздушных подушкахПопулярность транспорта на магнитных подушках в мире заметно снизилась, несмотря на перспективы такой технологии. Большинство проектов закрывается еще на этапе первоначальной проработки. Связано это с тем, что прайс на такие задачи многократно вырос.

Чтобы разработать маглев и запустить его, требуется вложить в проект огромное количество денег. Например, Китай потратил почти 1,5 млрд долларов на создание своего поезда.

При этом по востребованности маглев может конкурировать с авиацией не на всех маршрутах, что снижает окупаемость таких проектов.

Разработки СССР и РФ

Первые проекты по разработке левитирующих поездов в СССР стартовали еще в 1977 году. Задачей занимались инженеры из гомельского БИИЖТ. В течение нескольких лет было представлено пять образцов, получивших последовательные обозначения, начиная с ТП-01. Для их испытаний к 1979 году в Раменском построили специальный участок линий для магнитного транспорта.

Скоростные поезда на воздушных подушках

В 1980 годах было решено заняться подготовкой экспериментальных дорог для нового вида поездов. Первой стала линия в Армении, но вскоре проект был закрыт и ограничился эстакадой. Параллельно уже проходили испытания ТП-05, отличившегося наличием вдоль вагона магнитной цепи, что позволяло регулировать подушку и компенсировать неровности дороги.

Однако к концу 1980 годов все проекты свернули. Маглев ТП-05 остался стоять в цеху.

В начале 1990 годов правительство Москвы сформировало заказ на разработку аэроэкспресса на магнитной подушке, который бы доставлял людей до аэропорта Шереметьево. Проект назвали «В250».

Скоростные поезда на воздушных подушках

Скоростные поезда на воздушных подушках

Инженеры изучали иностранные разработки, чтобы добиться наилучших результатов, а к работе проявили большой интерес инвесторы из других государств. Несмотря на финансирование, кризис заставил свернуть проект и прекратить разрабатывать новый состав на электромагнитной подушке.

В России действует инженерный кластер «Российский Маглев», занимающийся вопросами инноваций в общественном транспорте.

Также ученые разрабатывают свою технологию RusMaglev, которая позволит использовать поезд на воздушной подушке более эффективно. Она подразумевает задействование постоянных неодимовых магнитов и не требует электричества. Параллельно предполагается построить трассу для вагонов на магнитных подушках уже к 2025 году.

Скоростные поезда на воздушных подушках
Испытание маглева в России

Маглев мог стать одним из главных видов общественного транспорта, если бы не требовал больших финансовых вложений. Такой недостаток не смогли компенсировать даже серьезные преимущества над другими способами перемещения.

Однако некоторые государства продолжают работу над составами с электромагнитными подушками и связанными с ними технологиями до сих пор, что дает поездам шанс на дальнейшее развитие и распространение.

Видео-обзор, как работает маглев

Добавить комментарий


Adblock
detector