Маглев, он же магнитоплан, — это самый скоростной вид наземного транспорта. И один из самых «зеленых»: он экологичнее обычных поездов.
Где можно прокатиться на таком поезде? Если он такой крутой и прогрессивный, почему его нет в наших столицах? И какие у этого транспорта перспективы?
Не ездит — летает
Поезд, который парит над землей и разгоняется до нескольких сотен километров в час. Звучит как фантастика — но это реальность. Такие составы существуют уже с 1980-х.
Маглев — это сокращение от «магнитная левитация». Такой поезд поднимается на высоту нескольких сантиметров над рельсами. Держит его в воздухе сила магнетизма — и она же приводит его в движение. За счет сил притяжения и отталкивания поезд поворачивает, набирает и снижает скорость. Поле, которое отталкивает состав от рельсов, называют «магнитной подушкой». Чтобы его сгенерировать, через магниты пропускают электрический ток. Так что маглев, в общем, тоже электрический транспорт.
Маглевы делятся на три типа. Первый — магнитоплан на электромагнитном подвесе. Составы на электромагнитном подвесе парят в воздухе все время: им не нужно разгоняться, чтобы левитировать. Большинство из них передвигается довольно медленно и развивает скорость около 100—200 км/ч, что сопоставимо с обычными высокоскоростными поездами. Три таких пассажирских состава ходит в Китае, причем один из них встроен в пекинское метро. Еще один — в Японии, в префектуре с говорящим названием Айти. Преимущество этих линий перед обычными высокоскоростными поездами в том, что они практически бесшумны — за это их и любят горожане.
Единственный высокоскоростной магнитный поезд, который регулярно перевозит пассажиров — это Шанхайский маглев в Китае. Он соединяет одну из центральных станций метро с международным аэропортом Пудун. Раньше Шанхайский маглев разгонялся до 431 км/ч и был самым быстрым поездом в мире, но после пандемии его скорость ограничили до 301 км/ч. Теперь он преодолевает расстояние в 30 километров за 8 минут. Из Москвы в Питер с такой скоростью можно было бы добраться за 2 часа 50 минут — это примерно на час меньше, чем занимает сейчас поездка на «Сапсане».
Второй тип маглева работает на электродинамической системе. Эта технология позволяет достичь самых высоких скоростей, свыше 600 км/ч. Но на низкой скорости поезд парить над рельсами не будет. Для разгона, а также для торможения и внезапных остановок, ему нужны колеса. Впрочем, при резкой остановке поезд на рельсы не грохнется: даже при отключении электропитания остаточной левитации и собственного заряда двигателя будет достаточно, чтобы снизить скорость до 10 км/ч, а затем плавно опустить состав.
Целую междугороднюю линию таких поездов сейчас строят в Японии. В штатном порядке они будут разгоняться примерно до 500 км/ч. Скоростные магнитопланы будут готовы перевозить пассажиров около 2030-х, а до тех пор японцы довольствуются обычными скоростными поездами линии «Синкансэн», которые ездят на 200—300 км/ч.
Третий тип маглевов левитирует на постоянных магнитах. Это значит, во-первых, что поезд все время остается в воздухе, даже если выключить подачу тока. В отличие от электродинамических систем, где магнитное поле создается за счет электричества. А во-вторых, постоянные магниты почти не теряют свой заряд с течением времени. Обычные магниты постепенно размагничиваются, хотя это происходит и не быстро. Постоянные магниты теряют не больше 5% своего заряда за сотню лет — то есть буквально рассчитаны на века.
Такую долговечность им придает добавление редкоземельных элементов. А так как по большей части редкоземельные элементы добываются в Китае, неудивительно, что первый такой экспериментальный поезд разработали именно в Поднебесной. В отличие от других маглевов, он движется за счет магнитного поля, а электроэнергию тратит только на разгон и торможение — это делает его экономичнее в использовании и безопаснее для человека.
Чистый, тихий, неприхотливый
У маглева, как и у других технологических новинок, много поклонников. И его действительно есть за что любить. Кроме того, что парящий поезд сам по себе впечатляет, есть свои преимущества в том, что он почти — или совсем — не касается рельсов. Из-за трения железнодорожные пути и колеса постепенно истираются, распыляя в воздухе вокруг мелкую металлическую крошку. Это загрязняет окружающую среду и со временем приводит пути в негодность — их приходится периодически заменять. Если же поезд ездит со скоростью выше 100 км/ч, ремонтировать рельсы и менять колеса приходится довольно часто.
Еще бесконтактный поезд не громыхает колесами, поэтому создает меньше шумового загрязнения. И это несомненное его достоинство. Городской шум негативно сказывается на здоровье человека и на состоянии природы: от него вянут растения, вымирают животные и болеют люди. Регулярное воздействие громких звуков свыше 75 децибел провоцирует стресс, нарушает сон и вызывает сердечно-сосудистые заболевания. Это вторая по масштабу экологическая проблема после загрязнения воздуха.
Впрочем, бесшумностью может похвастаться только низкоскоростной маглев. На скорости выше 250 км/ч появляется аэродинамический шум, как у самолета. И это вызывает у горожан сильный дискомфорт: проверено на жителях Шанхая.
Но у высокоскоростного маглева своя фишка. Такой поезд может заменить большую часть внутриконтинентальных авиарейсов. А значит, сильно сократить углеродный след транспортной отрасли.
Еще маглев попадает в тренд на беспилотный транспорт. По большей части такие системы управляются искусственным интеллектом под присмотром удаленных диспетчеров. В сумме получается, что затраты на обслуживание магнитопланов довольно низкие: мало того, что рельсы не стираются, так еще и персонала нужно по минимуму.
Дорогой и уникальный
На каждый из плюсов, увы, найдется свой минус. Первый из них, и очень существенный, — это дороговизна технологии. Чтобы на маглеве сэкономить, надо его сначала построить, а это требует крупных инвестиций. И не каждая страна на них готова. А на больших скоростях требуется еще колоссальный расход электроэнергии: это тоже недешево и не так просто в реализации.
Что еще хуже, колея маглева несовместима с обычными железнодорожными путями, так как технологии движения у обычных поездов и магнитных принципиально разные. Именно по этой причине маглева в мире так мало. Большинство стран предпочитает развивать обычное высокоскоростное сообщение, потому что его проще интегрировать с уже существующей сетью железных дорог. Из-за принципиальной разницы технологий и инфраструктуры в свое время закрылись первые магнитные пути в Британии и в Германии — их заменили обычным железнодорожным полотном.
Ну и наконец, электромагнитное загрязнение. Высокоскоростные электродинамические системы, такие как новые линии, строящиеся в Японии, работают за счет очень высокого напряжения. Поезд генерирует мощные магнитные поля. Это создает помехи для телевидения, радиостанций и астрономических приборов. Потенциально это создаёт неудобства и для пассажиров: могут размагнититься магнитные носители данных, вроде проездных и банковских карт, заглючить смартфоны. Но самое опасное — сбой кардиостимуляторов. Впрочем, японские разработчики утверждают, что поставили в поездах и на станциях надёжное магнитное экранирование, и на здоровье поездка в их магнитоплане никак не отразится. Равно как и на работе приборов.
Большинство этих проблем решается с помощью новой технологии — постоянных магнитов. Похоже, именно за этой разработкой будущее. Но пока что ее развивают только китайцы.
Ждем в прокате
Развитием магнитной левитации сейчас занимаются не только в Китае и в Японии. Создают и тестируют прототипы и в Южной Корее, и в Германии, и в США. Но как скоро магнитоплан станет частью нашей повседневности — вопрос открытый. Не исключено, что по-настоящему востребован он будет уже во второй половине XXI века, когда спрос на быстрое передвижение и на экономию электричества проявится отчетливее, а технические решения будут стоить дешевле.
К тому же за это время уже можно будет посмотреть на повседневное применение маглевов в пассажирском транспорте — когда в Японии и Китае такие поезда станут обычным делом. И выбрать для себя оптимальную технологию.
А пока что желающим прокатиться на «поезде будущего» придется ехать в Азию. Впрочем, когда Россия «созреет» до строительства маглева, специалисты найдутся: петербургские ученые разрабатывают эту технологию с 2010-х годов.
Автор: Екатерина Доильницына
