Российский Маглев уже на старте

Специалистов не может не удивлять та лёгкость, с которой получили поддержку авторы зарубежного проекта Hyperloop, или в русском варианте «Гиперпетля». Гипотетический вид высокоскоростного трубопроводного транспорта уже нашёл заинтересованных инвесторов. Хотя вообще-то уже десятки лет на железных дорогах его прообраз используется как обычная пневмопочта. И нельзя не отметить, что сегодня наши учёные и проектировщики вплотную подошли к созданию отечественной транспортной системы, обеспечивающей кардинальный рост скорости перевозок.

Первый вице-президент ОАО «РЖД» Александр Мишарин подчеркнул, что из опыта работы над проектом «Гиперпетля» нужно суметь извлечь важные уроки командных методов работы коллективов исследователей в режиме мозгового штурма. Важно, отметил он, ответить на вопрос: а есть ли экономически эффективные системы для движения в разряженной среде? По его словам, у нас сегодня нет вида транспорта, который бы на регулярной основе обеспечивал перевозки со скоростями в диапазоне от 100 км/ч, традиционными для железнодорожного транспорта, и до 800 км/ч, доступными для авиационных сообщений. И это главный недостаток нашей транспортной системы.

Как было сказано первым заместителем генерального директора АО «ВНИИЖТ» Максимом Железновым, эксплуатационные возможности системы колесо – рельс для существующего подвижного состава находятся в диапазоне до 400 км/ч, а предельные скоростные параметры ограничены 600 км/ч. Дальнейший рост скорости возможен только на основе иных физических принципов создания несущего зазора между полотном и подвижным составом.

Поэтому сегодня основными стратегическими направлениями развития транспортных систем являются экологичность и энергоэффективность, применение безлюдных технологий, мультимодальность, удешевление и ускорение перевозок при соблюдении их безопасности и гибкости обслуживания. В данный момент по этим критериям лидирует не железнодорожный, а автомобильный транспорт. Это лидерство обеспечено за счёт появления таких перспективных разработок, как транспортные средства с пневмоприводом, бесконтактным электропитанием, солнечными и графеновыми батареями, искусственным интеллектом, а также атомные и беспилотные автомобили.

Поэтому не исключено появление рисков сокращения перевозок стратегического характера на железнодорожном транспорте. К таковым можно отнести снижение уровня потребления углеводородов как в России, так и в странах-импортёрах. К снижению перевозок могут привести также и увеличение объёмов вторичного использования строительных и конструкционных материалов, рациональное размещение генерирующих мощностей, снижение материало- и энергоёмкости промышленной продукции. В то же время рост конкурентоспособности железнодорожного транспорта на основных стратегических направлениях вполне возможен. Для этого необходимо сконцентрировать усилия на освоении неуглеводородных источников энергии, снижении коэффициента тары, внедрении энергоэффективных графиков движения, новых тяговых принципов, снижении сопротивления движению. Не обойтись и без использования безлюдных технологий, внедрения интеллектуальных систем, автоматизированных систем управления подвижным составом. Соответствие современным требованиям безопасности достигается путём совершенствования систем диагностики, автоматизации и связи, созданием систем защиты от кибератак.

И наконец, решение главной проблемы – ускорения перевозок – обеспечивается за счёт снижения сопротивления движению, путём перехода от классической системы колесо – рельс к магнитно-левитационным транспортным системам. При этом нам не стоит ориентироваться на «Шанхайский проект» (самый скоростной железнодорожный способ сообщения, реализованный в Китае). Действительно, у наших соседей построено 37 км левитационной системы с максимальной реализуемой скоростью 431 км/ч, которая находится в регулярной эксплуатации. Но эта система не является коммерчески окупаемой, скорее, это научно-технологический полигон, который требует огромных трудозатрат на поддержание работоспособности полотна и тягового двигателя. В целях повышения конкурентоспособности железных дорог и обеспечения окупаемости вакуумно-левитационных транспортных систем ключевой задачей является кооперация с существующими железнодорожными линиями.

А вот российский сверхвысокоскоростной транспорт, по словам руководителя научно-образовательного центра инновационного развития ПГУПСа, д.э.н., профессора Анатолия Зайцева, уже обретает реальные черты. Он рассказал о подходах, которым руководствуются специалисты этого центра в вопросах развития магнито-левитационного транспорта и выбора в качестве пилотного проекта направления Москва – Санкт-Петербург.

Таким образом, итоги заседании Объединённого учёного совета ОАО «РЖД» позволяют говорить о том, что был дан старт разработке инновационной транспортной системы, обеспечивающей кардинальный рост скорости наземных транспортных средств с высоким уровнем безопасности и экологичности. Уже определены и основные требования к этой системе. Её инфраструктура должна обеспечить движение капсул подвижного состава в разряженной среде, которая снижает сопротивление подвижному составу не менее чем в 100 раз при движении со скоростями свыше 1000–1200 км/ч. То есть это будут скорости, сопоставимые с авиационными. Для этого необходимо решение ряда проектных задач, среди которых – нахождение рациональных маршрутов скоростных линий. Они должны обеспечивать ежегодные потенциальные пассажиропотоки в объёме не менее 5 млн человек и 10–15 млн тонн для грузовых контейнерных перевозок.

Предстоит определить основные параметры инфраструктуры. Главными здесь станут конструкционные решения для станций и разъездов, оценка оптимального соотношения использования подземного и надземного пространства. Очень важным параметром является расчётное обоснование минимально допустимого радиуса кривых, исходя из ограничения допустимого ускорения для человеческого организма, составляющего не более 0,4–0,6 м/сек2. Впервые перед исследователями стоит задача найти оптимальное соотношение между геометрическими размерами вакуумной оболочки транспортной системы и габаритами капсул подвижного состава. Обоснованный выбор основных конструкционных решений магнитно-левитационного движения должен обеспечить режимы разгона до 1200 км/ч и торможения с ускорением не более 1,6 м/сек2. Для этого необходимы анализ традиционных и разработка новых материалов на основе сверхпроводимости, использования постоянных магнитов и криогенной техники.

Что касается создания систем жизнеобеспечения, то здесь предусматривается внедрение систем энергоснабжения на основе существующих источников энергии и возможности накопления тепловой и кинетической энергии при движении подвижного состава. Также не забыты вопросы моделирования поведения подвижного состава будущего поколения и оценка возможных конструкционных решений систем безопасности при возникновении нештатных ситуаций на сверхвысоких скоростях свыше 1000 км/ч в замкнутом пространстве.

Ещё раз обратим внимание, что впервые в нашей стране решения всех этих сложнейших научно-технологических проблем переводятся в практическую плоскость. Но, как подчеркнул председатель Объединённого учёного совета ОАО «РЖД» профессор Борис Лапидус, такие наработки по левитации у нас уже имеются, как и огромные заделы по вакуумной среде. Поэтому мы имеем возможность быть в этом отношении лидерами.