Особливості конструкції високошвидкісного транспорту
Найбільш високошвидкісний наземний транспорт на планеті – це маглеви – левітуючі потяги. Рухаються вони завдяки магнітним силам, які втримують їх над спеціальними коліями, ці ж електромагнітні сили створюють тягу, яка розганяє склад потяга та проводить гальмування. Головні особливості такої системи – дуже низьке тертя, що дозволяє розганятися до великих швидкостей та тиша під часу руху, адже відсутні двигуни, ковзання коліс по колії та звуки від тертя деталей. Зрозуміло, що майбутнє за ними, хоча в Україні, нажаль, цього дива поки що немає.
Роздивимося новий вид транспорту на магнітних подушках від майбутнього до втілених реалій, щоб краще зрозуміти його особливості та перспективи. Розпочнемо, звісно, з фантастичних ідей завтрашнього дня. Це концепція Ілона Маска, яка має назву Hyperloop – так званий вакуумний потяг на магнітній подушці. Засновник ракетно-космічної фірми SpaceX і компанії-виробника електрокарів Tesla хоче з`єднати системою «трубопроводів» Сан-Франциско і Кремнієву долину з Центральною Каліфорнією та урбанізованим конгломератом навколо Лос-Анджелеса саме цим транспортом майбутнього.
Серед іншого надшвидкісного транспорту, Hyperloop відрізняється зменшенням атмосферного тиску в трубах, по яких рухатиметься потяг на магнітних подушках. Там воно повинно бути істотно нижче, ніж зовні. Повного вакууму у величезній залізничній системі досягти просто неможливо з інженерно-технічної точки зору. Але звичайні повітряні помпи можуть, принаймні, настільки розряджати повітря, щоб його опір при русі потяга істотно зменшувався.
Не виключений і тунель під водою. Це значно спрощувало б видачу необхідних дозволів, ніж при прокладці труб на землі. Але поки проект навіть не дійшов до початкового етапу, а знаходиться на експериментальній стадії. У січня 2016 р. стартап Hyperloop Technologies почав втілюватися дослідно-випробувальним майданчиком поблизу Лас-Вегаса. Спочатку будуть експериментувати з невеликими моделями.
Невеликі капсули Hyperloop повинні «висіти» на повітряній подушці, яку вони будуть створювати завдяки магнітній левітації. Потяги при цьому будуть розвивати швидкості понад 1200 км/год. Але є й чимало застережень щодо перевезень пасажирів в таких умовах. Адже до сих пір незрозуміло, як люди будуть переносити такі перевантаження. А як надавати першу допомогу в дорозі, якщо вона комусь знадобиться?
Ідея вакуумних трубних тунелів не зовсім нова. У Швейцарії вже деякий час задумуються над створенням SwissMetro – системи тунелів, яка повинна з`єднати найважливіші міста країни. Тут потяги теж будуть пересуватися без контакту з поверхнею рейок. Але такими швидкими, як Hyperloop, вони не будуть – лише 500 кілометрів на годину.
Щось подібне вже зараз можуть відчувати на собі пасажири-учасники випробувань японського надшвидкісного потягу Maglev. Чим вища швидкість, тим стабільніше їде потяг. Втім, пережити це особисто поки можуть лише обрані. За проектом, перша лінія надшвидкісного потягу з`єднає Токіо з містом Нагоя лише в 2027 році. Швидкість потягів на цьому маршруті повинна досягати 500 кілометрів на годину.
Maglev – це скорочення терміну magnetic levitation, тобто «магнітна левітація». Лінії надшвидкісних потягів на магнітній подушці – це так звані колійно-провідні наземні засоби пересування. Електромагнітні поля утворюють магнітну подушку. Вони штовхають потяг по шляху, прискорюють його і ними ж він і гальмує. Тертя немає, тому техніка значно менше зношується.
Потяг Transrapid в Шанхаї – найшвидший потяг у світі з тих, які сьогодні знаходяться в експлуатації. В основі його технологій ті ж електромагнітні подушки, як і у японського Maglev. Експлуатаційна швидкість досягає 430 кілометрів на годину. Потяг доставляє пасажирів з околиць Шанхаю в аеропорт міста, долаючи відстань у 30, 5 кілометра за вісім хвилин.
Модель потяга в Шанхай розроблялася в Німеччині фахівцями концернів Siemens і ThyssenKrupp. У 1983-му році дослідний зразок вперше промчав в німецькому Емсланд. Хоча в ФРН було багато різних ідей про введення шляхів на електромагнітній подушці, але жодна з них не змогла отримати підтримки. Головний аргумент: класичні потяги і так стають все швидші.
Німецька залізнична компанія DB робить ставку на надшвидкісні потяги Velaro виробництва Siemens. Їх можна легко інтегрувати в існуючу мережу шляхів. 1988 р. німецький Intercity-Express встановив рекорд швидкості – 406, 9 кілометрів на годину. Хоча зазвичай їх швидкість не перевищує 300 кілометрів на годину. Velaro охоче купують компанії з Іспанії, Китаю, Росії, Великобританії і Туреччини.
Сучасні потяги Velaro більше не мають локомотивів. Зате компоненти двигунів тепер містяться під кожною віссю. Найшвидший з потягів цього класу – Harmony CRH 380A – сьогодні регулярно експлуатується в Китаї. Під час тестової поїздки в 2010 році потяг розвинув швидкість 486 кілометрів на годину. А в повсякденному житті пасажирам рейсу Шанхай-Пекін доводиться задовольнятися 380 кілометрами на годину.
Найшвидшим з усіх традиційних потягів залишається французький TGV. Він регулярно курсує шляхами ще з 1981 року. Остання версія цих потягів – AGV – досягла в 2007 році рекордної швидкості в 574 кілометрів на годину. Втім, пасажирів ці потяги перевозять, як правило, зі швидкістю 320 кілометрів на годину. Потяги на базі TGV експлуатуються в Німеччині, Бельгії, Великобританії, Швейцарії та Італії.
Ще до Франції японці розробили і почали серійне виробництво і експлуатацію справжнього швидкісного потяга Schinkansen. У 1964 році в рамках підготовки до Олімпійських ігор в Токіо попередня модель цього потяга вже тоді розвивала крейсерську швидкість в 210 кілометрів на годину. На сьогодні максимальна швидкість під час перевезень потягами цього класу – 320 кілометрів на годину.
З 2017 року рухомий склад німецької залізниці поповниться новим потягом – ICE 4. Потяг довжиною 350 метрів матиме 12 вагонів і загальну ємність 830 місць. Втім, новий – ще не означає більш швидкий. Він буде розвивати максимальну швидкість 250 кілометрів на годину. Зате ICE 4 споживатиме значно менше електрики.
Швидше та економніше – ось перспективи транспорту майбутнього.