Маглев – что это за чудо-поезд и когда появится в России

В удивительное время мы живем. Технический прогресс дошел до такого уровня, что поезда стали ездить, не касаясь рельсов. Левитируют над землей. И это не картина фантастического будущего – это уже реальность. Такие поезда есть в Германии, Великобритании, Китае, Японии и Южной Корее. Давайте познакомимся поближе с этим чудом техники и подумаем, когда же в нашей стране появится хотя бы один маглев.

История создания

Идея создания маглева будоражила умы ученых и инженеров очень давно. Его первый прототип появился в ФРГ в 1971 году. Через восемь лет появился первый левитирующий поезд, способный перевозить пассажиров. Тогда его скорость не превышала 74 км/ч. После этого разработки по созданию левитирующего поезда стали вести Япония, Китай и Южная Корея. Как видим, вполне успешно.

Кстати, такое красивое название выбрано неслучайно. Маглев – это соединение двух слов – магнитная левитация.

Итак, маглев – это самый быстрый (на сегодняшний день) наземный транспорт. Отсутствие трения дало внушительный запас скорости. В 2015 году была зафиксирована максимальная скорость маглева – 603 км/час. Почти как самолет. Многое зависит от мощности давления и аэродинамического сопротивления. Пока что для движения такого поезда нужны специальные рельсы, но ведутся разработки, и вскоре такой транспорт будет приспособлен к обычной железной дороге.

Принцип работы

Маглев передвигается, не касаясь рельса, но сам рельс под ним есть. Движется и управляется такой маглев силой электромагнитного поля. Между железной дорогой и поверхностью поезда есть зазор. Маглев тормозит благодаря аэродинамическому сопротивлению. В основу эффекта левитации положено базовое свойство магнита – противоположные полюса притягиваются, а одинаковые – отталкиваются. Наверняка многие проводили в школе такие опыты на лабораторной работе. Чтобы использовать этот принцип, под вагонами закрепили электромагниты, их же установили под рельсом.

Магнитный подвес бывает двух типов: электромагнитная EMS и электродинамическая EDS.

Хоть основной принцип действия обоих типов поездов идентичен, сами поезда имеют значительные отличия в конструкции. В первом случае, когда используется электромагнитная EMS, дорожное полотно имеет Т-образную форму. Вагоны словно огибают его. Под днищем поезда закреплен мощный магнит. Величина зазора – 1-2 см. Магнитный поток, возникающий при движении поезда и проходящий через контур полотна, постоянно меняется. Индукционные токи, возникающие в нем, создают мощное магнитное поле, отталкивающее магнитную подвеску поезда. Благодаря возможности уменьшать и увеличивать силу тока удается сохранять стабильную ширину зазора. Во время остановки поезд левитирует благодаря наличию специальных батарей.

В поезде линейный двигатель. Обмотки статора включаются поочередно, создавая таким образом бегущее магнитное поле. Втягиваясь в него, статор движет весь состав. Попеременная подача тока обеспечивает смену полюсов магнитов с частотой 400 раз в секунду. Регулируя эту скорость, можно управлять скоростью состава. Другая технология - электродинамическая EDS, основана на взаимодействии двух полей. Одно поле создается на дорожном полотне, а второе – на корпусе поезда. Но в отличие от рассмотренной ранее технологии, используются не обычные магниты, а сверхпроводящие. Они способны проводить электричество даже после отключения источника питания.

Система EDS не нуждается в корректировке величины зазора между поездом и дорожным полотном. Сила отталкивания и притяжения сама делает всю эту работу. На малых скоростях поезд движется на дополнительных колесах, а когда скорость растет – состав левитирует на расстоянии нескольких сантиметров от дорожного полотна. Такой поезд из-за сильных магнитных полей нуждается в дополнительном экранировании – магнитной защите.

Почему нет в России

Вы удивитесь, но СССР вполне мог стать одной из первых стран, где производятся и используются маглевы. К тому были все предпосылки.

Ведь в 1970-х годах велись соответствующие разработки. В стране росла потребность расширения транспортной сети. Поэтому даже самые смелые идеи находили воплощение. Одна из них – маглев. Или, как он тогда назывался, магнитоплан. Однако мы помним, что для передвижения таких поездов нужны специальные дороги. И покрыть страну сетью таких дорог СССР себе позволить не смог.

Тем не менее, попытки предпринимались. В 1975 году транспортное объединение «Союзтранспрогресс» создало научно-исследовательский институт, который занимался разработкой прогрессивных транспортных средств. Испытания первого магнитоплана состоялись в 1979 году. В том же году, когда тестировались первые маглевы в Германии.

Советский магнитоплан ТП-01 мог вместить до 20 пассажиров. После первых испытаний этого состава были созданы модели ТП-2 и ТП-3, учитывающие все недоработки предыдущей версии. Испытания проводились в городе Раменское. Сначала трасса была 180-метровой. Потом ее удлинили до 850 метров. А сам поезд стал передвижной лабораторией. Эксперимент был признан успешным, поэтому конструкторы получили заказ на планирование новых экспериментальных линий и составов, способных перевозить большее количество пассажиров. Первые такие маглевы должны были запустить в Казахской и Армянской ССР. Однако в Алма-Ате вскоре решили, что целесообразнее будет адаптировать проект под метрополитен. Остался один вариант – Армения.

К тому времени уже была создана версия маглева ТП-05 со специальными датчиками, измеряющими величину зазора между дорожным полотном и поездом. Специальная система меняла силу тока на магнитах, обеспечивая плавный ход состава. Поезд весил 18 тонн. Его корпус был алюминиевым. Пассажировместимость – 18 человек. Такой состав мог разгоняться до 100 км/час. К тому времени маглев уже запустили в Великобритании. А в Германии составы уже могли курсировать по трассе длиной 31.5 км. СССР пытался нагнать отставание, было создано дорожное полотно длиной 3.2 км. Поезда должны были иметь пассажировместимость 64 человека. По скорости инженеры-конструкторы ориентировались на показатель 250 км/час, однако выяснилось, что мощности тяговой подстанции недостаточно, и предельная скорость советского маглева не превысит 180 км/ч. Но и это было вполне неплохо. Первые такие составы должны были выйти в рейсы в 1991 году.

Что же помешало воплощению в жизнь такой замечательной, перспективной и полезной идеи? Вмешались силы природы. А то, что не смогли добить они, добили сами люди. Всего через 2 года после строительства линии для маглева в Армении случилось Спитакское землетрясение, которое за несколько минут превратило в руины не только промышленные предприятия, но и целый город вместе с окрестными деревнями. Далее последовал Нагорно-Карабахский конфликт. Стране стало совсем не до маглева и новых разработок в сфере транспорта. А потом не стало и самого СССР. Проект забросили.

Однако советский маглев, тот самый ТП-05, пережил 90-е. Он стоит в том же цехе, где был собран. Ждет своего перемещения в какой-нибудь транспортный музей. Только вот музеи не спешат его забирать. Поезд пока цел, удивительно, но его не распилили и не сдали в металлолом. Он вполне работоспособен. Вот только застрял в своем времени.

Когда же появится в России

Современные разработки шагнули далеко вперед. Где же российские маглевы? Почему мы так безнадежно отстали от Запада? Оказывается, маглевы вскоре могут появиться и у нас. С августа 2021 года проводятся испытания монорельсовой транспортной системы и левитирующих поездов. Если после всех испытаний проект будет одобрен, нас ждут большие перемены. Монорельсовые транспортные сети строятся очень быстро, нет особых сложностей и при вводе поездов в эксплуатацию. Эти поезда гораздо тише, чем другие виды транспорта, поэтому их использование в городах будет огромным преимуществом. Среди прочих достоинств – транспорт считается экологически чистым, не требует огромных затрат на обслуживание подвижного состава и эстакады, может управляться даже в беспилотном режиме.

И изготовление таких маглевов может стать серийным. Осталось подождать совсем немного. Вполне возможно, что уже через пару лет маглевы станут такими же привычными, как сейчас троллейбусы и трамваи.