И ещё о поездах на магнитной подвеске

0_134555_f9ee3d29_orig.jpg @ img-fotki.yandex.ru [кеш]

Вроде уже много лет интересуюсь историей германской столицы, но про такое не слышал.
Оказалось, что это M-Bahn, Берлинский маглев, т.е., поезд на воздушной подушке. Его строили на протяжении 1980-х гг. чтобы соединить разорванную Берлинской стеной систему подземного метро — в 1961 году она была перерублена на станции Потсдамерплац, оказавшейся точно под "зоной отчуждения".
Стройка с самого начала была словно проклята: сплошные аварии и неполадки не раз откладывали запуск. Пробные рейсы с пассажирами удалось наладить только в августе 1989 года.
Да-да, за считанные недели до падения Стены, которое в одночасье сделало это ультросовременную систему совершенно бессмысленной.
Тем не менее, педантичные немцы всё-таки устроили церемонию официального открытия маглева в июле 1991 года, чтобы уже через два месяца пустить её на слом.
А ведь это было первое в мире метро на магнтиной подушке (коротенький бирмингемский маглев не в счёт)!
И оно намного опередило ныне знаменитый Шанхайский маглев.

 

Берлинский Маглев: самая недолговечная транспортная система в истории!

В последние время у нас много пишут о том, как загибается московский монорельс, оказавшийся дорогой игрушкой. В общем, в мире было не мало транспортных систем,… // visualhistory.livejournal.com

 

Магнит тянет в полет

В России разработана и испытана самая эффективная в мире технология создания поездов на магнитной подушке. Страна имеет все возможности для производства собственных маглевов. Дело за малым: решиться на кардинальное изменение к лучшему своей транспортной системы //  monocle.ru

 

Так как у магнитной левитации колеса—рельса нет, то физический контакт мы не рассматриваем. Все существующие сегодня конструкции магнитных левитационных транспортных линий предполагают тележку, которая охватывает несущую конструкцию, несущую балку. И с этой балки улететь просто невозможно, что бы ни случилось.

— Если при огромной скорости состав сядет на эту балку…

— Он никогда не сядет. Магниты с обеих сторон, они не допустят физического контакта. У них тройной резерв электроэнергии, тройной!

Есть внутренние аккумуляторы в вагоне, с которых, если пропадет внешнее питание, будет подана энергия на электромагниты, которые удержат поезд на весу. Да, мощность аккумуляторов не позволит ехать дальше, но для остановки этого будет достаточно.

— Поезд какое-то время будет двигаться по инерции, а затем остановится.

— Да, совершенно верно. Притом внешнее питание подается опять-таки бесконтактным индукционным способом. По несущей конструкции идет кабель, на подвижном составе другой кабель. Мы с вами знаем, что если в один кабель мы подаем электроэнергию, а рядом есть другой кабель, то в нем обязательно появится электроэнергия.

Мы подводим электроэнергию только к кабелю, который идет по несущей конструкции. Причем этот кабель получает электроэнергию по отдельным участкам: каждый по 1500–1800 метров. Поезд пролетает один участок, он автоматически отключается, включается следующий. И даже если какой-то из них вдруг по каким-то причинам отключился, в следующем будет электроэнергия. Она подается, образно говоря, все время практически под поезд.

— Не так, как в контактной сети, где напряжение держится на всем ее протяжении…

— Совершенно верно. И за счет этого экономия колоссальная.

У нас в контактной сети современных поездов даже норматив есть на потерю электроэнергии. Норма около 12 процентов, а на самом деле теряется примерно 22 процента. А никуда ты не денешься: рассеивание в пространство.

 

26-02_wJq6Lc7_784_1600_nocrop.jpg @ monocle.ru [кеш]

Мы сначала были очарованы возможностями сверхпроводимости. Но когда начали подходить к конструктивным делам, поняли, что это очень дорогая штука. Если там государственная программа и деньги государство дает, то у нас не дает. И тогда мы обратились к постоянным магнитам.

Про постоянный магнит мы всё знаем: разные полюса притягиваются, одинаковые отталкиваются. Но если просто постоянные магниты использовать, тогда надо и полотно, и поезд выстилать магнитами, это нереально. Поэтому мы подумали: а почему бы нам не совместить электромагниты и постоянные магниты? Постоянный магнит берет на себя основную нагрузку, например притягиваясь к металлической пластине, а электромагнит или добавляет силу магнитного поля, или уменьшает, в зависимости от того, что происходит с вагоном.

Например, пассажиры вышли, и, чтобы вагон не прилип к железу несущей конструкции, так как вес поменялся, на электромагниты в вагоне подается ток, который уменьшает магнитное поле постоянных магнитов, гасит его. Как только пассажиры зашли, ток, наоборот, уменьшается, чтобы поле было. И мы добились того, чтобы расстояние между вагоном и несущей конструкцией было постоянным независимо от скорости, стоит поезд или двигается, так как мы можем регулировать силу поля.

Вот смотрите, что происходит, очень важно. У нас основную нагрузку берет постоянный магнит. Умозрительно все понятно. Но по этим мощным постоянным магнитам, когда они стали появляться, было много разговоров, что они физически недолговечны, что разрушаются от воздействия атмосферы… Мы это, конечно, знали. И вот русская голова! Наши ребята говорят, а мы так сделаем, что им разрушаться будет некуда. Магнитик, он 21 на 21 на 21 миллиметр, такой стандарт. Кубик такой. И заказали на Кировском заводе четырехгранные трубки размером чуть больше и мощнейшим прессом в нужном расположении относительно друг друга магниты туда поместили, чтобы их магнитное поле было в нужном нам направлении. Это называется «магнитные сборки». И, укладывая их рядом друг с другом, мы получаем бесплатный левитационный зазор. А чтобы управлять левитационным зазором нужен электромагнит. И регулируя силу тока, можно в автоматическом режиме его поддерживать на одном уровне. Вот у нас демонстрационная платформа 28 тонн. Там квадратный метр магнитных сборок держит уже шесть лет расстояние 25 миллиметров.

— Без подачи тока, просто на постоянных магнитах?

— Да. Сборка сверху и сборка снизу. Одинаковые полюса отталкиваются.

— Магнит же все равно со временем деградирует. Не просто разрушается, а пропадает магнитное поле.

— Умозрительно — должно пропадать. Но шесть лет стоит. И раз зазор не меняется, значит, не деградирует шесть лет. Мы не знаем, сколько, может, на восьмом, может, на десятом году будет деградировать. Мы абсолютно спокойно на это смотрим. Мы одни сборки можем снять, другие поставить. И отправить снятые на восстановление магнитных свойств.

— Магниты дорогие?

— На сегодня килограмм стоит порядка 400 долларов.

— Для того чтобы вагон поднять, сколько нужно?

— Чтобы поднять 40 тонн — один квадратный метр. Вагон — 60 тонн, значит, полтора квадратных метра магнитных сборок. Для этого нужно 400 килограммов магнитов, 160 тысяч долларов. Но это же надолго, купил, и всё.

— Как минимум шесть лет.

— Да. На фоне стоимости пригородного поезда «Ласточка» — полмиллиарда рублей — это цифры почти невидимые. Да и с ростом объемов производства постоянные магниты станут дешевле.

У нас есть научно-исследовательский институт физической аппаратуры, где сделаны физические модели, их можно посмотреть вживую, они по 400 килограммов держат вес. И главное тут эта система управления. Ты давишь на платформу, и видно на амперметре, что поднимается ток и расстояние между платформой и несущей конструкцией сохраняется. Начинаешь поднимать, уменьшать вес и видишь, как ток меняется в другую сторону и опять расстояние сохраняется.

— И сколько это расстояние?

— Около десяти миллиметров.

— Этого достаточно?

— Для городских и грузовых поездов достаточно. Для сверхскоростных недостаточно, там нужно более мощное поле. Там сверхпроводимость надо использовать.

— Я правильно понимаю, что вот эта технология, на постоянных магнитах, — это третья, помимо немецкой и японской, технология магнитной левитации?

— Да. Наша, русская, — «Росмаглев», нами запатентована.

— И относительно первых двух технологий ваша технология проще или сложнее в реализации, дороже или дешевле?

— Ключевой момент, что она существенно дешевле и экономна по расходу электроэнергии, а удельный расход электроэнергии — это один из главных показателей эффективности.

— И насколько меньше электроэнергии потребуется?

— По тем установкам, что у нас сегодня есть, нужно на 30 процентов меньше.

 

26-03_MP0qs8h_784_1600_nocrop.jpg @ monocle.ru [кеш]

— На воздухе до какой скорости маглев разгонится?

— Теоретически предела скорости нет. Предел скорости ограничивается только целесообразностью расхода электроэнергии на преодоление сопротивления воздуха.

— И эта целесообразность где заканчивается?

— Около 600 километров в час на сегодняшний день, когда мы расходуем еще много электроэнергии. А вот когда мы сверхпроводимость освоим промышленно, тогда можно поднять и 800, и 900 в воздушной среде, потому что мы не будем тратить много электроэнергии.

 

Чем хороши китайцы? Они не говорят: «Ой, тут дорого, там дорого». Они ставят цель. Например, при любых скоростях важно сделать как можно меньше перепады высот и как можно меньше повороты. И они это делают, не считаясь с затратами.

— Я правильно понимаю, что китайцы, отработав технологию маглева, смогут потом просто вместо рельсов для поездов ВСМ поставить несущие конструкции для поезда на магнитной подушке? Трасса уже готова, обойдется дешевле. Плюс уже построенные эстакады и тоннели.

— Совершенно верно. Они так и заявили публично — более чем перед двумястами специалистами из двадцати шести стран.

— А потом завернут все это в трубу.

— Вполне возможно.

— Как я понимаю, вы предлагаете наш маглев строить на эстакадах?

— Конечно. Только эстакадное строительство. Почему? У нас очень много мест со слабыми грунтами. Что значит слабый грунт? Это значит, что надо его вынуть, вместо него привезти другой и положить. И он там еще расползается. Зачем? Во-вторых, зачем вообще в природу таким образом вмешиваться? Надо уже не с точки зрения считать, дорого или дешево. Мы можем не нарушать природу. Когда-то мы не могли не вмешиваться по разным причинам. Сейчас технология позволяет только точечно ставить опоры. И пусть на Земле остается все как есть. А высотой опоры мы регулируем горизонтальное расположение, и это позволяет вести магистраль по самой короткой линии.

Вот в Южной Корее через залив прогнали свою магнитную левитацию, опоры сорок метров.

— А строительство на эстакадах дешевле, чем обычное?

— Зависит от грунтов. Китайцы даже вывели такую формулу, по памяти скажу: на ровной поверхности при крепких грунтах эстакада дороже классической линии на двадцать процентов. А если есть перепады высот до определенного значения, то один к одному. Если перепады еще больше, то уже дешевле. В целом баш на баш.

 

Наши поезда готовятся к взлету

На правительственном уровне впервые поддержана инициатива разработки и внедрения в транспортную систему России технологии магнитной левитации //  monocle.ru

 

025_q0WZyGZ_784_1600_nocrop.jpg @ monocle.ru [кеш]