Потяги на магнітній подушці: чому транспорт майбутнього не прижився. Маглів, або поїзд на магнітних подушках - транспорт нового рівня Магнітна дорога з магнітними поїздами

Шанхайський Маглєв (Shanghai Maglev Train) – є першою у світі комерційною залізничною лінією на магнітному підвісі, а також найдорожчим залізничним проектом у Піднебесній.

Проект розпочав комерційну експлуатацію з 1 січня 2004 року. Його вартість – близько 1,6 млрд доларів США (10 млрд юанів).

Такі високі витрати були пов'язані, перш за все, з тим, що більша частина траси проходить по заболоченій місцевості, через що будівельникам довелося споруджувати бетонну подушку для кожної опори естакади (а їх тут багато через кожні 25 метрів). До речі в деяких місцях товщина цієї подушки доходить до 70 м.

До речі, шанхайська лінія Maglev не найдовша зі швидкісних магістралей, її довжина всього 30 кілометрів від міжнародного аеропорту Пудун до станції метро Лун'ян-Лу в місті Шанхай.

Натомість ця відстань «Шанхайський маглів» долає лише за 7:20 або 8:10 хвилин (залежно від часу дня). Поїзд розвиває максимальну швидкість 431 км/год, а його середня швидкість близько 250 км/год.

Правда зі своєю максимальною швидкістю він мчить всього 1,5 хвилини, адже ніде там особливо розганятися так, а відстань не дуже велика.

Лінія працює з 6:45 до 9:30 вечора з інтервалами руху від 15 до 20 хвилин.

Вартість проїзду – близько 7,3 USD за одну сторону. Для пасажирів з квитками – 5,81 USD. VIP квитки коштують приблизно вдвічі дорожче, ніж стандартні.

Перших пасажирів із центральної частини Токіо в один із найбільших портів Японії – місто Нагоя. Він курсуватиме лінією протяжністю 338 кілометрів між станціями Сінагава та Нагоя. Середня швидкість перших поїздів серії L0 становитиме 507 км/год. У ході недавніх випробувань один із них уже розігнався до 500 км/год без шкоди для комфорту та спокою пасажирів – дивіться відео.

http://youtu.be/KCF3tw-HFdE

Сьогодні пасажири долають цей маршрут звичайною залізничною магістраллю на швидкісних електропоїздах серії Сінкансен за дев'яносто три хвилини. Через характерні обриси та середню швидкість 218 км/год такий склад отримав назву “поїзд-куля”.

Швидкісна магістраль Сінагава – Нагоя (зображення: maps.google.com)

Японський маглів (скорочення від "магнітна левітація"), регулярний рух якого почнеться в 2027 році, зможе пройти той же шлях за сорок хвилин. Загалом у кожному складі планується від чотирнадцяти до шістнадцяти вагонів. Для оптимального розподілу маси в останньому вагоні будуть передбачені місця для двадцяти чотирьох пасажирів, а в інших вагонах – для шістдесяти восьми.

Сама ідея підвісити транспорт у магнітному полі далеко не нова. Експериментальні маглеви з'явилися у Берліні, Емсланді та Бірмінгемі ще в середині вісімдесятих років минулого століття. Однак у ході експлуатації навіть малих швидкостях виникало безліч непередбачених проблем. Вирішити їх тоді не вдалося через загальний рівень технічного розвитку. Маглеви мали низьку надійність і невисокий рівень комфорту. Через різний час відповідні проекти було закрито. Більшість фахівців зосередилися на розвитку швидкісних ліній для звичайних поїздів.

Швидкісні магістралі Сінкансен та електропоїзди однойменної серії служать японцям ось уже майже півстоліття. Наступного року виповнюється 50 років від дня відкриття лінії Токайдо-сінкансен. Сьогодні вона вважається найзавантаженішою у світі, і для подальшого розвитку залізничної мережі вже потрібне щось принципово нове.

Сьогодні бачиться два основні варіанти підвищення пропускної спроможності залізниць: покращення характеристик електропоїздів існуючого типу або поступове переведення залізничних поїздів на “магнітну левітацію”. Донедавна перший варіант здавався менш витратним.

Так, у Франції аналогічну проблему давно і успішно намагається вирішити компанія Alstom Transport. Електропоїзди, що створюються в рамках проекту Vitesse 150, обходиться без магнітної подушки, але цілком можуть скласти їм конкуренцію.

"Комп'ютерра" вже раніше про те, що навесні цього року один із таких експериментальних поїздів розігнався до 574,8 км/год. Заради справедливості треба відзначити, що для встановлення рекорду поїзд TGV POS був підданий глибокій модернізації. Порівняно з реально використовуваними варіантами його потужність збільшили вдвічі, залишили лише три вагони (не рахуючи моторних) і закрили проміжки між ними для кращої аеродинаміки.

Зараз подібні склади (щоправда, зі значно меншою швидкістю) регулярно курсують по лінії LGV Est europeenne, що сполучає французькі муніципалітети Бодрекур та Вер-сюр-Марн.

Поїзди серії TGV четвертого покоління також ходять між Францією, Німеччиною та Швейцарією. Їхня принципова конструкція близька до традиційної - вагони встановлені на колісні візки і котяться по рейках. Однак розкрити свій потенціал вони можуть тільки на спеціалізованих лініях LGV, будівництво та обслуговування яких можна порівняти за витратами із введенням в експлуатацію магістралей на магнітних подушках. На звичайних шляхах машиністам доводиться рухатися зі швидкістю до двохсот кілометрів на годину.

У довгостроковій перспективі найбільш привабливо виглядають саме поїзди на магнітній подушці. Переміщаючись над магістраллю в магнітному полі, вони мало відчувають тертя. Втрати енергії під час руху вони обумовлені, головним чином, аеродинамічним опором.

Для його мінімізації поїзду надається дуже витягнута форма. За загальної довжини головного вагона двадцять вісім метрів близько п'ятнадцяти їх формує обтічник носового відсіку.

Величина зазору між поїздом на магнітній подушці та полотном магістралі коливається в районі кількох сантиметрів. Потік повітря, що набігає, створює додаткову підйомну силу.

У порівнянні зі звичайним електропоїздом, що зазнає тертя коліс, маглев здатний швидше перемістити вантаж тієї ж маси на таку ж відстань, витративши приблизно вдвічі менше енергії. Таким чином, незважаючи на високу вартість введення в експлуатацію, поїзди на магнітних подушках дозволяють заощаджувати державі та пасажирам.

Відсутність у маглевів тертя об полотно має й інший важливий плюс – низький рівень шуму та вібрації. На всіх швидкісних електропоїздах зараз встановлені потужні пневматичні підвіски, що компенсують биття колісних пар під час проходження над стиками рейок.

За попередніми розрахунками з часом маглеви зможуть розганятися щонайменше до тисячі кілометрів на годину, що повністю змістить пріоритети при виборі способу подорожі. З урахуванням розташування залізничних станцій та відсутності істотних обмежень на перевезення багажу частка пасажирських авіаперельотів у майбутньому різко скоротиться.

Цікаво відзначити, що одним із головних напрямків розвитку транспорту на магнітній подушці були траси між великими містами та аеропортами. Ось відео, зняте з вікна шанхайського маглева, що прямує до аеропорту на швидкості до 430 км/год.

Згідно з планом розвитку японської залізничної мережі, аналогічна швидкісна лінія зв'яже Токіо з Осакою вже до 2045 року. Для японських поїздів maglev L0 є добрі перспективи і на зовнішньому ринку.

У Китаї швидкісна залізнична мережа почала будуватися у 2007 році і на сьогодні вже досягла статусу найбільшої у світі. Зараз поїзди класичного типу, що курсують по ній, розвивають швидкість до 300 км/год. Паралельний розвиток магістралей для поїздів з магнітними подушками дозволить збільшити пропускну спроможність транспортної мережі, забезпечить плавний переведення на більш високий рівень та створить гарний запас для майбутнього зростання.

Магнітоплан або Маглев (від англ. magnetic levitation) - це поїзд на магнітному підвісі, рухомий і керований магнітними силами. Такий потяг, на відміну від традиційних поїздів, у процесі руху не стосується поверхні рейки. Оскільки між поїздом і поверхнею руху існує зазор, тертя виключається, і єдиною силою, що гальмує, є сила аеродинамічного опору.

Швидкість, досяжна маглів, можна порівняти зі швидкістю літака і дозволяє скласти конкуренцію повітряним сполученням на малих (для авіації) відстанях (до 1000 км). Хоча сама ідея такого транспорту не нова, економічні та технічні обмеження не дозволили їй повністю розвернутися: для публічного використання технологія втілювалася всього кілька разів. В даний час Маглев не може використовувати існуючу транспортну інфраструктуру, хоча є проекти з розташуванням елементів магнітної дороги між рейками звичайної залізниці або під полотном автотраси.

На даний момент існує 3 основні технології магнітного підвісу поїздів:

1. На надпровідних магнітах (електродинамічна підвіска, EDS).

Створена в Німеччині "залізниця майбутнього" і раніше викликала протести жителів Шанхаю. Але цього разу влада, налякана демонстраціями, що загрожують вилитися у великі хвилювання, пообіцяла розібратися з поїздами. Щоб вчасно припиняти демонстрації, чиновники навіть розвісили відеокамери у тих місцях, де найчастіше відбуваються масові протести. Китайський натовп дуже організований і мобільний, він може за лічені секунди зібратися і перетворитися на демонстрацію з гаслами.

Це найбільші народні виступи у Шанхаї з часів антияпонських маршів у 2005 році. Це вже не перший протест, викликаний занепокоєнням китайців екологією, що погіршується. Минулого літа багатотисячні натовпи демонстрантів змусили уряд відкласти будівництво хімічного комплексу.

Безперечно, Шанхайський Маглєв- одна з визначних пам'яток Шанхаю та й усього Китаю. Це перша у світі комерційна магнітна залізниця була введена в експлуатацію у січні 2004 року.

Зараз ця 30-кілометрова лінія з'єднує зі станцією метро Лун'ян Лу в районі Шанхаю. Ця відстань потягом на магнітній подушці долається менше, ніж за 8 хвилин. Для порівняння, якщо їхати на , то знадобиться 40 хвилин.

На такому поїзді потрібно проїхати як мінімум два рази – один раз спостерігаючи за покажчиком швидкості, коли він досягне максимуму, а інший раз – милуючись видом із вікна 🙂

Шанхайський Маглєв побудований за німецькою технологією. Активні розробки у цій галузі ведуться переважно у Японії та Німеччини.

Магнітна подушка. Як це працює?

Слово Маглів - скорочено від магнітна левітація(magnetig levitation, англ.), тобто поїзд хіба що левітує над полотном дороги під впливом потужного електромагнітного поля.

До низу кожного вагона до сталевого обхвату (4) прикріплені електромагніти, що керуються електронним способом (1). Також магніти розташовані в нижній частині спеціальної рейки (2). При взаємодії магнітів поїзд зависає над колією в одному сантиметрі. Є також магніти, що відповідають за бічне вирівнювання (3). Обмотка, укладена вздовж колії, створює магнітне поле, що приводить поїзд у рух.

Потяг їде без машиніста. Управління здійснюється із центру управління за допомогою комп'ютерів. Електричний струм подається з центру управління тільки на ту ділянку, якою рухається в даний момент поїзд. Для гальмування магнітне поле змінює свій вектор.

Гідності й недоліки

"Якщо хтось із вас вирішить побудувати вежу, то хіба він не сяде спочатку і не підрахує всі витрати, щоб подивитися, чи вистачить йому коштів, щоб закінчити її?" ( , Луки 14 розділ 28 вірш)

У цих словах є одна з причин, чому таких поїздів не наробили всюди.

Дорого коштує будівництво та обслуговування спеціальної колії. Наприклад, будівництво Шанхайського Маглєва було додатково ускладнене заболоченою місцевістю. Кожна опора траси укладена на спеціальну бетонну подушку, що упирається в скельну основу. Подекуди така подушка досягає 85 метрів товщини! У результаті ці 30 км магнітної дороги коштували 10 млрд юанів.

До того ж цією дорогою вже не можна пустити інший транспорт. Це відрізняє його від шляхів, побудованих для швидкісних поїздів - ними все одно можуть їхати і звичайні .

Тепер про приємне. Головним плюсом Магльова є, звичайно, швидкість. За короткий час після старту поїзд розганяється до 430 км/год.

Порівняно низьке споживання електроенергії - у рази менше, ніж у автомобіля чи літака. Відповідно менше шкоди навколишньому середовищу.

Так як сильно зменшено тертя деталей, то й витрати на експлуатацію такого поїзда є меншими.

Проведені випробування показали, що магнітне поле у ​​поїзді навіть слабше, ніж у звичайних поїздах. Отже, потужні магніти не є небезпечними для пасажирів, у тому числі з електронним стимулятором серця.

На випадок втрати електроживлення у поїзді встановлено батареї, на яких спрацьовують спеціальні гальма. Вони створюють магнітне поле зі зворотним вектором, і швидкість поїзда знижується до 10 км на годину, і зрештою поїзд зупиняється і опускається на рейки.

Майбутнє Шанхайського Маглєва

Нині довжина маглів-шляху дорівнює 30 км. Відомо про плани продовжити лінію до іншого аеропорту Шанхая - до Хунцяо, розташованому на захід від . І далі продовжити дорогу на південний захід до Ханчжоу. У результаті довжина колії становила б 175 км. Але поки що проект заморожено до 2014 року. З 2010 року Шанхай та Ханчжоу з'єднала високошвидкісна залізниця. Чи будуть реалізовані плани щодо продовження Маглєва – покаже час.