Выглядит величественно, верно? Этот потерпевший крушение космический корабль — советский поезд маглев. Магнитолевитационный. То есть поезд, который не едет, а летит, не касаясь путей. Это не макет, не бутафория. Он настоящий. Он ездил.
А вот, кстати, ещё, не припоминаете? Короткометражка 1987 года из цикла «Этот фантастический мир». Была такая телепрограмма, вёл её космонавт Георгий Гречко. Это 12-й выпуск под названием «С роботами не шутят» по рассказу «Судебный процесс» шведского писателя Фредерика Чиландера. Человек с цветами — Авангард Леонтьев, а перекрашенный специально для фильма вагон с надписью Fire-ball и есть тот шаг в будущее, который не произошёл.
В реальности на нём написано ТП-05. Поскольку это была разработка института ВНИИПИ Транспрогресс, позволим себе предположить, что ТП — это от слов «транспорт» и «прогресс». Его специалисты трудились над технологией маглева ещё с 70-х. Испытания этого вагона начались в 1986-м. Он был не просто демонстрационным.
Вагон строился, чтобы показать, как это будет работать, как будет перевозить пассажиров на проекте Ереван — Севан — Абовян. Но случилось землетрясение в Спитаке, и закончилось финансирование. Хотя мы уже начали строительство, уже первые сваи там забили.
Ещё один вариант советского летающего поезда создавали для маршрута Алма-Ата — Медео.
Но руководство в конце концов сказало: ну, это всё хорошо, ребята, но мы будем строить метро.
Был и проект маглева Москва — Шереметьево. Но это было в 1992 году.
Проект был закрыт из-за отсутствия финансирования. 1992 год. Каждый выживал как мог. Всё разрушили, что могли.
Надо сказать, что после распада СССР отечественные маглев-технологии продолжали и продолжают развивать. Кстати, вы знали, что московский монорельс, который столичное правительство на днях предложило закрыть, тоже, по сути, магнитолевитационный транспорт? Под вагонами состава и на путевой структуре есть магниты, именно они и удерживают состав на своём месте. Этот транспорт, которым Москва когда-то гордилась, разрабатывали те же люди, которые создавали советский маглев.
Как устроен маглев
Вспомните «фокус» из школьной программы: если повернуть магниты друг к другу разными полюсами, они притягиваются, одинаковыми — отталкиваются. Вот этим и ещё некоторыми вещами из школьного курса физики и решили воспользоваться для создания прогрессивного транспорта. Под вагоном закрепили электромагниты. Разработчики называют это магнитной лыжей.
Электромагниты расположены не только под вагоном, но и под самими рельсами. При взаимодействии магнитов поезда и рельсов образуется магнитная подушка, по которой «скользит» состав. Из-за этого эффекта 18-тонный вагон, рассчитанный на четыре десятка пассажиров, зависает на высоте около сантиметра. А чтобы он поехал, при помощи электричества создаётся бегущее магнитное поле, оно образует движущую силу, которая и толкает вагон.
Что это нам даёт
1. Скорость
Маглев способен обеспечить передвижение на скорости до 600 километров в час. Если подумать, трасса Санкт-Петербург — Петрозаводск — Ханты-Мансийск — Челябинск — Владивосток длиной более 12 тысяч километров могла бы преодолеваться за 14 часов
2. Бесшумность
В городе магнитолевитационную трассу можно строить буквально в двух метрах от стеклянной поверхности любого здания. Нет вибрации, нет шума, только рассекаемый воздух
3. Долговечность
Если сейчас у нас на путь между Петербургом и Москвой выходит до полутора тысяч рабочих каждую ночь, чтобы поправить его перед дальнейшей эксплуатацией, то здесь этого не надо. Нет контакта с путями — нет износа
4. Доступность
Как рассчитали учёные из Петербургского университета путей сообщения и Российского университета транспорта, билет на российский маглев будет стоить примерно 2300 рублей — дешевле, чем на «Сапсан» (поездка на нём обходится от 2700 до 10 с лишним тысяч рублей).
Маглев в других странах
Шанхай. Поезд курсирует между аэропортом и метро. Пролетает 30 километров за 10 минут. Именно пролетает. Билет — 40 юаней, около 355 рублей. Как просветили создатели советского маглева, это адаптированная китайская версия немецкой системы «Трансрапид», разработанной в 60–70-е годы.
Сеул, Южная Корея. Неторопливый маглев, всего 110 километров в час. А больше и не надо — линия всего шесть километров. Внутригородская.
В Японии маглев тестируют. Между Токио и Нагоей. Их разделяет примерно 440 километров. На машине ехать больше шести часов. А на новом поезде обещают всего час.
Но этот поезд летит по немного другой системе. Магниты на борту сделаны из материалов, которые держат при температуре жидкого азота. Это примерно минус 200 по Цельсию. Поэтому в таком лютом морозе ток через них проходит беспрепятственно. Это называется сверхпроводимостью: вещество приобретает сверхспособность проводить ток, ему нужно сравнительно мало электричества, чтобы создать мощное магнитное поле. Такая особенность имеется, например, у свинца, алюминия, олова и некоторых других металлов.
Это явление известно как «эффект Мейснера». Правда, сам профессор Мюнхенского университета Вальтер Фриц Мейснер величал его более возвышенно: «гроб Магомета». Дело в том, что в священной книге мусульман описано, как после смерти пророка Мохаммеда гроб с его телом висел в воздухе без всякой поддержки. Учёный не был религиозен, просто начитан.
Берётся сверхпроводник, в данном случае квадратная пластина из подходящего сплава. Заливается жидким азотом. Только, пожалуйста, без самодеятельности, все эксперименты под присмотром опытных людей. А теперь попробуем сверху положить магнитик. Ну как? Кажется, произошло чудо.
В принципе, поезд можно сделать на таком эффекте, только нужно, наоборот, из магнита сделать дорогу, а внутри поезда разместить сверхпроводник, потому что дорогу мы не можем охлаждать, то есть у нас будет внутри поезда сверхпроводник, охлаждаемый жидким азотом, а полотно дороги сделано из магнитов, вдоль которых может левитировать состав.
На заводе компании «Суперокс», где для нас устроили этот эксперимент, делают высокотемпературные сверхпроводники. Конечно, на обывательский взгляд, трудно назвать высокотемпературным то, что работает при минус 170. Но если сравнить, к примеру, с жидким гелием — минус 270, то, конечно, да. Разница есть.
Эта катушка стоит около миллиона рублей. По три тысячи за метр металлической (в основном металлической) ленты шириной в четыре миллиметра. Здесь метров 300.
В качестве подложки — жаропрочный никелевый сплав хастелой, и на ней выращиваются тонкие плёнки. Сам сверхпроводник — это слой толщиной один-три микрона. Весь ток идёт по этому тонкому слою, всё остальное — это, скажем так, некий саппорт, обеспечение нужных свойств сверхпроводника.
Плёнки осаждаются в специальных вакуумных камерах. В самой последней виднеется мерцание — это лазер распыляет драгоценный слой сверхпроводника — кристаллы особой керамики.
Целая катушка производится за день. А за неделю отсюда забирают километр готовой ленты. Годовой объём — около сотни километров.
В основном за рубеж продаётся. Изначально основными потребителями были скорее околонаучные организации, научно-исследовательские институты, ЦЕРН, в ЦЕРН мы продавали.
«Остатки» ленты «Суперокса» раздобыли и в Петербургском научно-исследовательском институте электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова. Здесь дорогу в будущее прокладывают за счёт личного энтузиазма и «нецелевого расходования металлов». Это криостат — устройство, через которое жидкий азот из бака поступает к сверхпроводниковому магниту. Он находится внутри той ёмкости, что поменьше. Так что вся конструкция целиком называется высокотемпературным электромагнитом. Она должна размещаться в нижней части вагона.
А чтобы экономить и сверхпроводники, и электричество, в НИИЭФА разработали технологию «комбинированного» подвеса: кроме катушек с обмоткой из сверхпроводника используют обычные постоянные неодимовые магниты, для которых ток вообще не нужен. Они без электричества удерживают состав в воздухе, а лента с керамическими кристаллами нужна только собственно для движения и для контроля высоты зазора, то есть высоты полёта поезда.
Практически никакой силы не нужно, чтобы поддерживать систему в равновесном состоянии. Это уникальная конструкция, в которой нет ни одного импортного элемента, кроме нескольких деталей внутри источников питания. Она не требует высокотехнологичного производства и разработана с тем, чтобы это можно было сделать на нашем производстве.
Учёные решили усовершенствовать систему и объединили два типа магнитов — постоянный и сверхпроводниковый — в одном. Получились «гибридные» магниты. Четыре штуки поднимают тонну.
Получается экономия 90% или чуть меньше. Это дешевле шанхайского маглева, дешевле "Трансрапида", который лежит в основе шанхайского и корейского маглева.
Маглев: стоимость строительства
По примерным подсчётам НИИ, строительство маглева примерно в полтора раза дороже строительства обычной железной дороги. Учёные приводят такое сравнение: 28 миллионов долларов за один километр пути для обычных поездов против 35–40 миллионов долларов за один километр магнитной дороги. C другой стороны, уже есть иностранные инвесторы, готовые в это вложиться.
Я знаю как минимум две компании, китайскую и немецкую, которые готовы войти в фонд при обязательном условии, если во главе всего этого будет Министерство транспорта, не РЖД. Речь идёт не о том, чтобы преобразовать РЖД. РЖД останутся в своей нише и, скорее всего, разовьются ещё. Речь идёт о том, чтобы создать совершенно новый вид транспорта.
Страна получит самый быстрый поезд на магнитной подушке через пять-десять лет после того, как в правительстве примут такое решение, заверили в институте. Вот только надежд на это пока мало, посетовали разработчики. Зато несколько лет назад были разговоры о том, чтобы запустить на Дальнем Востоке Hyperloop Илона Маска — по сути, тот же маглев, только в вакуумной трубе.
Мы взаимодействовали с ними, нас даже приглашали в кооперацию, но после ряда событий с уходом российской финансовой составляющей этот Hyperloop у нас тоже, по-моему, заглох, по крайней мере, мы о нём больше ничего не слышим.
Создатели российского маглева настроены, надо сказать, пессимистично. Они привели в пример ситуацию с «Сапсанами»: в России есть свои поезда «Сокол», но в итоге купили составы Siemens. С маглевом будет то же самое, опасаются учёные: всё останется как есть, а когда стране наконец понадобится действительно скоростной транспорт, его просто купят у китайцев. Вот только шанхайский вариант для нашего климата не подходит, предупредили специалисты: там система не рассчитана на наледь и налипающий снег.
Удивительные и неизвестные разработки СССР в нашей галерее:
Это тоже интересно:
