В 3 раза быстрее скорости звука: эксперты рассказали, как устроены вакуумные поезда

Магнитно-левитационные и вакуумные поезда изменят транспортную систему нашей планеты, уверены журналисты издания Interesting Engineering. В своем новом видео они объяснили, как устроены такие транспортные средства и какими особенностями они обладают.

"Поезда постоянно развиваются, как и любой другой вид транспорта. Изначально они оснащались паровыми котлами, затем локомотивы перевели на дизельное топливо, а сейчас по железным дорогам ездит все больше электропоездов. Но инженеры не останавливаются на достигнутом и разрабатывают новые типы поездов. Одним из самых перспективных видов являются машины на магнитных подушках, которые ездят при помощи магнитной левитации (маглев)", — пишет СМИ.

Журналисты пояснили принцип работы маглева. Чтобы запустить такой транспорт, необходимо разместить магнитные катушки вдоль всего пути, которые должны отталкивать огромные магниты, установленные на ходовой части. В результате образовываются магнитные поля, заставляющие поезд буквально парить над землей, сохраняя устойчивость. При подаче электрического тока на стенки колеи полярность катушек меняется, а поезд двигается вперед за счет образования дополнительного магнитного поля.

Поезда магнитной левитации необходимо оборудовать мощными сверхпроводимыми магнитами. При охлаждении до экстремально низких температур они способны генерировать магнитные поля достаточно сильные, чтобы выдерживать большой вес вагонов и толкать их вперед с очень большой скоростью, которая является главным преимуществом этого вида транспорта.

Благодаря магнитной подушке, поезд не касается рельсов, а потому не испытывает на себе силу трения, которая в значительной степени "затормаживала" бы его. К примеру, пиковая скорость японской экспериментальной модели 300X составляет 443 км/ч. Однако сейчас японцы испытывают маглев L0 Series, который разогнался до 603 км/ч. А Китае, например, прототип поезда магнитной левитации установил рекорд в 620 км/ч в январе 2021 года.

Несмотря на такие впечатляющие результаты, поезда можно сделать еще быстрее. Сводя на нет силу трения, магнитная подушка, тем не менее, не может "бороться" с сопротивлением воздуха, которое тоже сильно тормозит движение. Проблему могут решить вакуумные трубы или тоннели, из которых просто стоит выкачать весь воздух. В таких условиях поезда должны развивать намного большую скорость при меньших затратах энергии.

"По расчетам физиков, вакуумные локомотивы смогут разогнаться до 4000 км/ч — это примерно в 4 раза быстрее современных коммерческих авиалайнеров", — говорится в материале.

Однако постоянное движение на такой скорости принесет значительный вред человеческому организму из-за перегрузки. В связи с этим инженеры предлагают первую половину пути постепенно разгонять поезд до максимальной скорости, а затем точно так же снижать ее по мере приближения к месту назначения.

В 2013 году Илон Маск предложил концепцию вакуумного транспорта под названием Hyperloop. Она предусматривает запуск по трубам обтекаемых капсул, которые будут безопасны для пассажиров и смогут ехать со скоростью 1223 км/ч (отметим, что скорость звука составляет 1224 км/ч).

Тем временем, проект Virgin Hyperloop в прошлом году протестировал свой вакуумный поезд с двумя пассажирами на борту, и весьма успешно. Компания планирует начать коммерческие перевозки к 2030 году.

Вполне возможно, что в будущем люди смогут использовать поезда, чтобы путешествовать с континента на континент, полагают журналисты.

"Еще в 2014 году Китай предложил проект железной дороги, стартующей на севере страны, пересекающей Тихий океан по подводному тоннелю, и завершающейся на территории США. Стоимость работ оценили в $200 млрд, а длительность — минимум 12 лет", — подытоживает медиа.

Ранее в Германии запустили первый в мире электропоезд без машиниста — он прокатился по железной дороге в Гамбурге. В декабре 2021 года Siemens и Deutsche Bahn введут в эксплуатацию 4 таких беспилотника, проект обойдется в 60 млн евро.

Также мы сообщали о том, что в США создан и поставлен на рельсы грузовой поезд, работающий на аккумуляторах.