Antrenează-te spre viitor
Paradoxal, viitorul căilor ferate până la calea ferată în sine este foarte mediatizat. În viitorul îndepărtat, "bucata de fier" poate fi văzută, cu excepția cărților de istorie. Cel mai probabil, trenul viitorului va deveni un transport monocolor. Una dintre cele mai promițătoare direcții în acest domeniu este tehnologia pernei magnetice. Dar, în timp ce astfel de trenuri fac doar primii pași incert în lumea mare.
Acum, planeta noastră este înconjurată de sute de mii de kilometri de căi ferate. Este naiv să credem că toată infrastructura feroviară modernă poate fi înlocuită în viitorul apropiat. Este mult mai rezonabil să "stoarce" din calea ferată cele mai multe capabilități. În primul rând, vorbim despre viteza de mișcare. Trenurile proiectate de călători ale viitorului vor putea să dezvolte o viteză pe care predecesorii lor nu au visat-o.
Lungimea tuturor căilor ferate din lume în valoare de 1 milion 134 mii 429 km. Dintre toate țările, Statele Unite au cea mai mare lungime de cale ferată (226 mii 427 km). America este urmată de China cu 93 mii 250 km de cale ferată. Rusia închide primele trei. Lungimea totală a căilor rutiere rusești este de 87 mii 157 km.
Trenul Frecciarossa 1000 a fost dezvoltat de compania italiană AnsaldoBreda și transportul canadian Bombardier. Compoziția se va desfășura pe ruta Milano - Roma. Această distanță va depăși în doar două ore și douăzeci de minute. În viitor, trenul electric va fi operat pe multe alte rute europene. Pentru aceasta, în proiectarea sa sunt furnizate mai multe moduri de alimentare. Acestea vor fi utilizate în funcție de rețelele europene. Una dintre caracteristicile importante ale proiectului este un nivel ridicat de confort și confort. Printre toate trenurile de mare viteză existente, Frecciarossa 1000 se mândrește cu cea mai mare distanță dintre scaunele pentru pasageri. Nu ultimul rol în proiectarea trenului a fost dat esteticii. Frecciarossa 1000 este unul dintre cele mai frumoase trenuri de pasageri din lume.
În general, pe bună dreptate, putem numi Frecciarossa 1000 un adevărat proiect al secolului XXI, un tren al viitorului. Apropo, așa pasagerii au botezat-o deja. Noul tren va fi testat deja în acest an. Începând cu anul viitor, se planifică începerea zborurilor regulate.
Crearea de noi trenuri de mare viteză funcționează nu numai în Occident, ci și în Est. Fastech 360 este un prototip al trenului japonez al viitorului. Acesta este conceput pentru zboruri între orașele Tokyo și Aomori. Se presupune că viteza maximă a lui Fastech 360 va atinge 405 km / h. Tipul E954 (numele oficial al proiectului Fastech 360) va fi cel mai rapid tip de trenuri electrice din Japonia. Înainte de aceasta, "Shinkansen 500" a ocupat primul loc printre trenurile de mare viteză din Țara Soarelui Răsare.
Pe teritoriul CSI, cel mai rapid tren de pasageri este trenul electric Sapsan, dezvoltat special de Siemens de către Rusia. Viteza maximă poate atinge 250 km / h. Viteza traseului este de 177 km / h. După el vine Nevsky Express cu o viteză maximă de 200 km / h. Cele trei trenuri cele mai rapide includ trenul Afrosiab, care operează zborurile din Tashkent-Samarkand. Viteza de rutare este de 136 km / h.
"Urechile Cat"
Ca și în cazul noii dezvoltări europene, proiectul japonez se mândrește nu numai cu viteză mare, ci și cu o serie de soluții inovatoare. Designul lui Fastech 360 îi permite să se deplaseze indiferent de zăpada pe piste. Una dintre cele mai interesante noutăți ale designului său este frânele aerodinamice. Același lucru se poate vedea și pe anumite aeronave. În poziția activă, frânele Fastech 360 seamănă cu urechile de pisică. Pentru acest tren a primit chiar și porecla "Nekomi Shinkansen", care în japoneză înseamnă "Shinkansen cu urechi de pisică".
Noua creație a inginerilor japonezi are un aspect foarte bizar. Oricare ar spune suporterii săi, generațiile trecute ale trenurilor japoneze de mare viteză au avut un aspect mult mai atractiv. Cu toate acestea, design-ul nu a fost niciodată un punct puternic al japonezilor. Hobby-ul lor este fiabilitatea și funcționalitatea.
Frânele cu aer liber
Pământ - aer
Ideea de a crea un tren cu pilon magnetic nu este deloc nouă. În 1922, inginerul german Hermann Kemper a realizat prima dată experimente folosind această tehnologie. Și în 1927 ideea de a crea un tren pe o pernă magnetică a fost prezentată de omul de știință rus Konstantin Tsiolkovsky.
Dar numai tehnologiile moderne au permis să înceapă o implementare pe scară largă a proiectelor maglev (de la combinația de cuvinte - levitatie magnetică). Chiar și cele mai avansate trenuri de cale ferată au limite de viteză. Aceste restricții sunt legate de forța de frecare care nu permite trenului să dezvolte viteza avionului. Dar maglevul se mișcă, folosind puterea câmpului electromagnetic. Baza acestui concept este proprietatea magneților de a se respinge reciproc. Este adevărat că, spre deosebire de magneții obișnuiți, magneții sunt construiți folosind electromagneți. Ei încep să lucreze numai sub influența unui curent electric. Pentru deplasarea trenului se folosește un motor electric liniar. Viteza trenului, precum și frânarea acestuia depind de frecvența curentului.
Demonstrarea conceptului de maglev
Există un spațiu între trenul și trenul cu pernă magnetică. Trenul pare să se ridice deasupra căilor. Un calculator special suportă compoziția la o înălțime de exact 10 mm. Indiferent de greutatea încărcăturii, elementele electronice pur și simplu nu vor permite trenului să intre în contact cu suprafața monorailului. Toate acestea în viitor vor aduce viteza maglevului mai aproape de viteza transportului aerian.
Pentru a seta o viteză de 300 km / h cu trenul, sunt suficienți cinci kilometri. Pe secțiuni drepte lungi, Transrapid poate accelera cu ușurință până la 450 km / h. Și acesta este doar începutul. În viitor, viteza maglevului poate crește semnificativ.
Transrapid crede că un tren cu pernă magnetică va deveni foarte curând o alternativă deplină la transportul aerian. În aviația civilă, zborurile scurte nu pot fi numite cu greu viabile din punct de vedere economic. În Statele Unite, zboruri de mai puțin de 1 mie km reprezintă aproximativ jumătate din tot traficul aerian. Aici soluția cea mai rezonabilă ar fi utilizarea unui maglev.
Conceptul de tren magnetic-pernă a fost, de asemenea, interesat de principalii fani ai adoptării experienței tehnologice a celorlalți - japonezii. Proiectul japonez a fost numit JR-Maglev. Până în prezent, JR-Maglev există doar sub forma unui prototip și este un proiect al viitorului. Pentru a testa, un sit de testare a fost construit în apropierea orașului Kofu. Lungimea terenului de testare este de 18 km.
Dar între proiectele germane și japoneze există o diferență importantă. În sistemul JR-Maglev, spre deosebire de sistemul Transrapid, nu se folosește un monorail. Compoziția japoneză se mișcă în canal între magneți. În plus, la viteze reduse, JR-Maglev va folosi roți speciale. Sistemul Transrapid nu.
Potrivit oamenilor de știință japonezi, această abordare va oferi JR-Maglev o serie de avantaje: ușurința de operare, viteza maximă mai mare și un nivel de securitate și mai mare. Dar pentru toate acestea, trebuie să plătiți un preț ridicat. Se presupune că dezvoltarea japoneză va costa chiar mai mult decât proiectul Transrapid.
Unde vreau - zboresc acolo
Trenul modern pe o pernă magnetică are limitările sale. Una dintre principalele dificultăți ale proiectelor precum Transrapid sau JR-Maglev este că trenul este în întregime legat de linia sa. În limbajul simplu, în cazul unui maglev, nu puteți redirecționa mișcarea compoziției, pur și simplu mișcând săgețile de pe piste.
Există o opinie că câmpul electromagnetic creat ca urmare a funcționării maglevului poate fi dăunător sănătății umane. Și nu este vorba de pasagerii săi. Grupul de risc include persoanele care locuiesc în apropierea liniei, precum și personalul de întreținere al maglevului.
Dar cum să faci un maglev, a cărui exploatare nu ar fi limitată la o singură linie? Cercetătorul american Jim Fisk de la Launchpoint Technologies a încercat să răspundă la această întrebare dificilă. Conceptul său este construit în jurul unui sistem magnetic permanent stabilizat. Conform ideii, aceasta va permite maglevului să se deplaseze de-a lungul liniei, fără a fi atașat la ea. Dacă acest proiect are un început în viață, atunci în viitor se așteaptă ca maglev să facă schimbări revoluționare. La urma urmei, acum trenul pe o pernă magnetică poate schimba direcția mișcării sale la fel ca trenurile de cale ferată obișnuite. Pentru a schimba vectorul de mișcare, maglevul va redirecționa pur și simplu una dintre liniile magnetice în direcția dorită. Dar acesta este doar vârful aisbergului. Cea mai interesantă idee a lui Jim Fisk este crearea de mini-trenuri automate care funcționează în imaginea și asemănarea ascensoarelor moderne. În conformitate cu acest concept, înainte de a trimite pasagerul poate indica pur și simplu ultimul punct de sosire, iar trenul va merge pe drum. Cu alte cuvinte, acest concept implică crearea unui transport feroviar personal.
Trenul lui Jim Fisk
Dar chiar și în acest caz, trenul va rămâne dependent de obiectele infrastructurii corespunzătoare. Nu contează cât de greu dezvoltatorii, iar trenul este capabil să se miște numai de-a lungul căilor pavate. Sau opțional?
Se pare că Robert T. Pulliam, un angajat al tuburilor tubulare, sa gândit la momentul respectiv. Conform ideii sale, nu este necesară utilizarea unei căi ferate sau a unei singure șine pentru mișcarea unui tren. Proiectul Pulliam a primit denumirea convențională "drum tubular". Proiectul se bazează pe conceptul că trenul se va deplasa prin inele speciale construite deasupra solului. Compoziția va trece prin aceste inele doar pe măsură ce un fir subțire trece prin ochiul acului. Fiecare astfel de inel va avea propriul său motor, care conduce trenul în mișcare. În orice moment, trenul va fi în interiorul a cel puțin câteva dintre aceste inele. Aceasta va păstra compoziția deasupra solului.
Științificul japonez Yasaki Koama de la Universitatea din Tohoku a propus extinderea capacităților de viteză ale trenurilor viitorului. Ideea lui este să creeze un tren cu aripi, proiectul căruia ar fi construit folosind așa-numitul efect de ecran. Se bazează pe o creștere accentuată a ascensiunii unei aeronave cu zbor ultra-scăzut. În același timp, altitudinea de zbor nu depășește câțiva metri. La un moment dat, un concept similar a fost realizat în URSS. Mai multe tipuri de ekranoplani au fost dezvoltate în Uniunea Sovietică. Numai atunci a fost în principal despre exploatarea lor în condiții marine. Acum cercetătorul japonez propune transferarea acestui principiu în lumea trenurilor de călători. Potrivit noului proiect, trenurile de aer pot fi operate pe căi speciale de construcții din beton semi-închise. Trenul de aer va fi mutat cu elice electrice. O astfel de abordare ar trebui să permită trenului nu numai să dezvolte o viteză imensă, ci și să cheltuiască din punct de vedere economic energia electrică.
La problema conservării energiei, cercetătorul american de la Universitatea New York, Sheldon Weinbaum, a fost foarte original. Ideea principală este de a reduce cât mai mult frecare. Pentru a face acest lucru, Sheldon Weinbaum propune să stropească o cale ferată ... cu o pene de gâscă. Conform ideii originale, acest lucru ar trebui să permită trenului să se deplaseze de-a lungul căilor ferate ca un schior de munte sau un snowboarder care se deplasează de-a lungul unei pârtii acoperite cu zăpadă. Cu această mișcare, stratul superior de zăpadă creează o pernă specială de aer, permițând schiorului alpin să dezvolte o viteză mai mare. Desigur, ideea de a folosi pene de gâscă este doar prima etapă a proiectului. Dacă primește un bilet la viață, nu te poți îndoi că în curând, în loc de pene, vei folosi materiale sintetice speciale. Acest principiu de mișcare va deveni posibil numai atunci când trenul are o viteză mare. La viteze reduse, dezvoltatorii intenționează să utilizeze roți retractabile speciale. Când începe implementarea proiectului, este dificil de spus. În timp ce se află doar în stadiul de testare a laboratorului.
De la Moscova la New York
Una dintre cele mai incredibile idei este conceptul așa-numitului tren de vid. Aceasta implică mutarea trenului în interiorul tunelurilor cu vid special. În acest caz, compoziția nu va fi supusă nici rezistenței la aer, nici fricțiunii. Din acest motiv, potrivit oamenilor de știință, va fi posibil să se atingă viteze uriașe. Mai multe despre acest lucru am scris în acest articol.
Prin planetă
Dar tu și cel mai ambițios proiect al viitorului îndepărtat - trenul gravitație. Ea se bazează - Teoria trece de la un punct la altul prin gravitație. Traseul unui astfel de tren ar putea trece prin întreaga noastră planetă. În acest caz, accelerația gravitațională ar permite trenului gravitatea pentru a ajunge la viteza de 29 mii. Km / h (!), Și călătoria din orice punct de pe Pământ la orice alt punct de ar dura doar patruzeci și două de minute. Motoarele de tren gravitațional nu ar fi necesare. Gravity îi va permite să „cadă“ la foarte centrul Pământului. Desigur, toate acestea sunt doar o teorie profundă. Până în prezent, pur și simplu nu există nici un material care poate rezista la temperatura miezului Pământului.
Pe de altă parte, pentru a realiza acest concept, nu este absolut necesar să construiți un tunel prin centrul Pământului. Una dintre căile de rezolvare a problemei ar putea fi construirea de drumuri cu un unghi de incidență foarte mare în raport cu crusta pământului. Dar chiar și cu această abordare trebuie să recunoaștem că trenul gravitațional este un proiect al unui viitor foarte îndepărtat. În epoca noastră, este foarte greu să găsim pe cineva care să poată lua în serios implementarea sa.
Conceptul de tren gravitațional