Поезда на магнитной подушке: почему «транспорт будущего» не прижился. Маглев, или поезд на магнитных подушках – транспорт нового уровня Магнитная дорога с магнитными поездом
Шанхайский Маглев (Shanghai Maglev Train) – является первой в мире коммерческой железнодорожной линией на магнитном подвесе, а также самым дорогим железнодорожным проектом в Поднебесной.
Проект начал коммерческую эксплуатацию с 1 января 2004 года. Его стоимость – около 1,6 млрд. долларов США (10 млрд юаней).
Столь высокие расходы были связаны, прежде всего, с тем, что большая часть трассы проходит по заболоченной местности, из-за чего строителям пришлось сооружать бетонную подушку для каждой опоры эстакады (а их тут много, через каждые 25 метров). Кстати в некоторых местах толщина этой самой подушки доходит до 70 м.
К слову сказать, шанхайская линия Maglev не самая протяжённая из скоростных магистралей, её протяжённость всего 30 километров от международного аэропорта Пудун до станции метро Лунъян-Лу в городе Шанхай.
Зато это расстояние «Шанхайский маглев» преодолевает всего за 7:20 или 8:10 минут (в зависимости от времени дня). Поезд развивает максимальную скорость в 431 км/час, а его средняя скорость около 250 км/ч.
Правда со своей максимальной скоростью он мчится всего 1,5 минуты, ведь негде там особо разгоняться так, расстояние же не очень большое.
Линия работает с 6:45 до 9:30 вечера, с интервалами движения от 15 до 20 минут.
Стоимость проезда – около 7,3 USD в одну сторону. Для пассажиров с авиабилетами – 5,81 USD. VIP билеты стоят примерно в два раза дороже, чем стандартные.
Первых пассажиров из центральной части Токио в один из крупнейших портов Японии – город Нагоя. Он будет курсировать по линии протяжённостью 338 километров между станциями Синагава и Нагоя. Средняя скорость первых поездов серии L0 составит 507 км/ч. В ходе недавних испытаний один из них уже разогнался до 500 км/ч без ущерба для комфорта и спокойствия пассажиров – смотрите видео.
http://youtu.be/KCF3tw-HFdE
Сегодня пассажиры преодолевают этот маршрут по обычной железнодорожной магистрали на скоростных электропоездах серии Синкансэн за девяносто три минуты. Из-за характерных очертаний и средней скорости 218 км/ч такой состав получил название “поезд-пуля”.
Скоростная магистраль Синагава – Нагоя (изображение: maps.google.com)
Японский маглев (сокращение от “магнитная левитация”), регулярное движение которого начнётся в 2027 году, сможет проделать тот же путь за сорок минут. Всего в каждом составе планируется от четырнадцати до шестнадцати вагонов. Для оптимального распределения массы в последнем вагоне будут предусмотрены места для двадцати четырёх пассажиров, а во всех остальных вагонах – для шестидесяти восьми.
Сама идея подвесить транспорт в магнитном поле далеко не нова. Экспериментальные маглевы появились в Берлине, Эмсланде и Бирмингеме ещё в середине восьмидесятых годов прошлого века. Однако в ходе эксплуатации даже на малых скоростях возникало множество непредвиденных проблем. Решить их тогда не удалось из-за общего уровня технического развития. Маглевы обладали низкой надёжностью и невысоким уровнем комфорта. Спустя разное время соответствующие проекты были закрыты. Большинство специалистов сосредоточилось на развитии скоростных линий для обычных поездов.
Скоростные магистрали Синкансэн и электропоезда одноимённой серии служат японцам вот уже почти полвека. В следующем году исполняется 50 лет со дня открытия линии Токайдо-синкансэн. Сегодня она считается самой загруженной в мире, и для дальнейшего развития железнодорожной сети уже требуется что-то принципиально новое.
Сегодня видится два основных варианта повышения пропускной способности железных дорог: улучшение характеристик электропоездов существующего типа или постепенный перевод железнодорожных составов на “магнитную левитацию”. До недавнего времени первый вариант казался менее затратным.
Так, во Франции аналогичную проблему давно и отчасти успешно пытается решить компания Alstom Transport. Создаваемые в рамках проекта Vitesse 150 электропоезда обходится без магнитной подушки, но вполне могут составить им конкуренцию.
“Компьютерра” уже ранее о том, что весной этого года один из таких экспериментальных поездов разогнался до 574,8 км/ч. Справедливости ради надо отметить, что для установления рекорда поезд TGV POS был подвергнут глубокой модернизации. По сравнению с реально используемыми вариантами его мощность увеличили вдвое, оставили только три вагона (не считая моторных) и закрыли промежутки между ними для лучшей аэродинамики.
Сейчас подобные составы (правда, с гораздо меньшей скоростью) регулярно курсируют по линии LGV Est europeenne, соединяющей французские муниципалитеты Бодрекур и Вер-сюр-Марн.
Поезда серии TGV четвёртого поколения также ходят между Францией, Германией и Швейцарией. Их принципиальная конструкция близка к традиционной – вагоны установлены на колёсные тележки и катятся по рельсам. Однако раскрыть свой потенциал они могут только на специализированных линиях LGV, постройка и обслуживание которых сопоставимо по затратам с вводом в эксплуатацию магистралей на магнитных подушках. На обычных путях машинистам приходится двигаться со скоростью до двухсот километров в час.
В долгосрочной перспективе наиболее привлекательно выглядят именно поезда на магнитной подушке. Перемещаясь над магистралью в магнитном поле, они практически не испытывают трения. Потери энергии при движении у них обусловлены, главным образом, аэродинамическим сопротивлением.
Для его минимизации поезду придаётся сильно вытянутая форма. При общей длине головного вагона двадцать восемь метров около пятнадцати из них формирует обтекатель носового отсека.
Величина зазора между поездом на магнитной подушке и полотном магистрали колеблется в районе нескольких сантиметров. Набегающий поток воздуха создаёт дополнительную подъёмную силу.
По сравнению с обычным электропоездом, испытывающим трение колёс, маглев способен быстрее переместить груз той же массы на такое же расстояние, затратив примерно вдвое меньше энергии. Таким образом, несмотря на высокую стоимость ввода в эксплуатацию, поезда на магнитных подушках позволяют экономить государству и пассажирам.
Отсутствие у маглевов трения о полотно имеет и другой немаловажный плюс – низкий уровень шума и вибрации. На всех скоростных электропоездах сейчас установлены мощные пневматические подвески, компенсирующие биение колёсных пар при прохождении над стыками рельс.
По предварительным расчётам со временем маглевы смогут разгоняться как минимум до тысячи километров в час, что полностью сместит приоритеты при выборе способа путешествия. С учётом расположения железнодорожных станций и отсутствия существенных ограничений на перевозку багажа, доля пассажирских авиаперелётов в будущем резко сократится.
Интересно отметить, что одним из главных направлений развития транспорта на магнитной подушке были трассы между крупными городами и аэропортами. Вот видео, снятое из окна шанхайского маглева, следующего в аэропорт на скорости до 430 км/ч.
Согласно плану развития японской железнодорожной сети, аналогичная скоростная линия свяжет Токио с Осакой уже к 2045 году. Для японских поездов maglev L0 есть хорошие перспективы и на внешнем рынке.
В Китае скоростная железнодорожная сеть начала строиться в 2007 году и на сегодня уже достигла статуса самой крупной в мире. Сейчас курсирующие по ней поезда классического типа развивают скорость до 300 км/ч. Параллельное развитие магистралей для поездов с магнитными подушками позволит увеличить пропускную способность транспортной сети, обеспечит плавный перевод на более высокий уровень и создаст хороший запас для будущего роста.
Магнитоплан или Маглев (от англ. magnetic levitation) — это поезд на магнитном подвесе, движимый и управляемый магнитными силами. Такой состав, в отличие от традиционных поездов, в процессе движения не касается поверхности рельса. Так как между поездом и поверхностью движения существует зазор, трение исключается, и единственной тормозящей силой является сила аэродинамического сопротивления.
Скорость, достижимая маглев, сравнима со скоростью самолета и позволяет составить конкуренцию воздушным сообщениям на малых (для авиации) расстояниях (до 1000 км). Хотя сама идея такого транспорта не нова, экономические и технические ограничения не позволили ей развернуться в полной мере: для публичного использования технология воплощалась всего несколько раз. В настоящее время, Маглев не может использовать существующую транспортную инфраструктуру, хотя есть проекты с расположением элементов магнитной дороги между рельсов обычной железной дороги или под полотном автотрассы.
На данный момент существует 3 основных технологии магнитного подвеса поездов:
1. На сверхпроводящих магнитах (электродинамическая подвеска, EDS).
Созданная в Германии “железная дорога будущего” и прежде вызывала протесты жителей Шанхая. Но на этот раз власти, напуганные демонстрациями, грозящими вылиться в крупные волнения, пообещали разобраться с поездами. Чтобы вовремя пресекать демонстрации, чиновники даже развесили видеокамеры в тех местах, где чаще всего происходят массовые протесты. Китайская толпа очень организованна и мобильна, она может в считанные секунды собраться и превратиться в демонстрацию с лозунгами.
Это крупнейшие народные выступления в Шанхае со времен антияпонских маршей в 2005 году. Это уже не первый протест, вызванный озабоченностью китайцев ухудшающейся экологией. Минувшим летом многотысячные толпы демонстрантов заставили правительство отложить строительство химического комплекса.
Несомненно, Шанхайский Маглев - одна из достопримечательностей Шанхая, да и всего Китая. Это первая в мире коммерческая магнитная железная дорога была введена в эксплуатацию в январе 20о4 года.
Сейчас эта 30-километровая линия соединяет со станцией метро Лун"ян Лу в районе Шанхая. Это расстояние на поезде на магнитной подушке преодолевается меньше, чем за 8 минут. Для сравнения, если ехать на , то понадобится 40 минут.
На таком поезде нужно проехать как минимум два раза - один раз наблюдая за указателем скорости, когда он достигнет максимума, а другой раз - любуясь видом из окна 🙂
Шанхайский Маглев построен по немецкой технологии. Активные разработки в этой области ведутся в основном в Японии и Германии.
Магнитная подушка. Как это работает?
Слово Маглев - сокращенно от магнитная левитация (magnetig levitation, англ.), то есть поезд как бы левитирует над полотном дороги под действием мощного электромагнитного поля.
К низу каждого вагона к стальному обхвату (4) прикреплены управляемые электронным способом электромагниты (1). Также магниты расположены в нижней части специального рельса (2). При взаимодействии магнитов поезд зависает над рельсом в одном сантиметре. Есть также магниты, отвечающие за боковое выравнивание (3). Обмотка, уложенная вдоль пути, создает магнитное поле, приводящее поезд в движение.
Поезд едет без машиниста. Управление осуществляется из центра управления с помощью компьютеров. Электрический ток подается из центра управления только на тот участок, по которому движется в данный момент поезд. Для торможения магнитное поле меняет свой вектор.
Достоинства и недостатки
"Если кто-нибудь из вас решит построить башню, то разве он не сядет сначала и не подсчитает все затраты, чтобы посмотреть, хватит ли ему средств, чтобы закончить её?" ( , Луки 14 глава 28 стих)
В этих словах заключена одна из причин, почему таких поездов не понаделали всюду.
Дорого обходится строительство и обслуживание специальной колеи. Например, строительство Шанхайского Маглева было дополнительно осложнено заболоченной местностью. Каждая опора трассы уложена на специальную бетонную подушку, упирающуюся в скальное основание. Местами такая подушка достигает 85 метров толщины! В итоге эти 30 км магнитной дороги обошлись в 10 млрд юаней.
К тому же по этой дороге уже нельзя пустить другой транспорт. Это отличает его от путей, построенных для скоростных поездов - по ним все равно могут ехать и обычные .
Теперь о приятном. Главным плюсом Маглева является, конечно, же скорость. За короткое время после старта поезд разгоняется до 430 км в час.
Сравнительно низкое потребление электроэнергии - в разы меньше, чем у автомобиля или самолета. Соответственно меньше вреда окружающей среде.
Так как сильно уменьшено трение деталей, то и затраты на эксплуатацию такого поезда меньше.
Проведенные испытания показали, что магнитное поле в поезде даже слабее, чем в обычных поездах. Значит, мощные магниты не опасны для пассажиров, в том числе с электронным стимулятором сердца.
На случай потери электропитания в поезде установлены батареи, на которых срабатывают специальные тормоза. Они создают магнитное поле с обратным вектором, и скорость поезда снижается до 10 км в час, и в конце концов поезд останавливается и опускается на рельсы.
Будущее Шанхайского Маглева
Сейчас длина маглев-пути равна 30 км. Известно о планах продлить линию до другого аэропорта Шанхая - до Хунцяо, расположенном на западе от . И дальше продлить дорогу на юго-запад до Ханчжоу. В итоге длина пути составила бы 175 км. Но пока проект заморожен до 2014 года. С 2010 года Шанхай и Ханчжоу соединила высокоскоростная железная дорога. Будут ли реализованы планы по продлению Маглева - покажет время.
