Як магніти та левітація дозволили літати по землі

Поки весь світ катається колесами на рейках, інженери та науковці працюють над тим, щоб пасажири почали літати без відриву від землі. Таку можливість їм дає технологія магнітної левітації (маглев), яка дозволяє потягам уже сьогодні розганятись до 600 км/год. А в планах – подолати звуковий бар’єр (1000 км/год), що раніше вдавалося лише надзвуковим літакам типу Конкорд. Це навіть дозволить з’єднати різні континенти Євразії та Америки залізницею – фахівці вже обговорюють подібний проект під назвою «Коридор розвитку тихоокеансього регіону».

Як працює левітація

Маглев – це технологія переміщення, в якій капсула або вагон піднімаються над поверхнею за допомогою явища відштовхування однакових полюсів магнітів. Завдяки цьому потяг летить над поверхнею, не торкаючись її. Відсутність колес дозволяє розвивати надзвичайно великі швидкості для наземного транспорту, оскільки інженерам не потрібно долати різноманітні перепони. Наприклад, високі напруження в матеріалі колес при високій швидкості обертання та можливість їхнього руйнування під час руху.

Горизонтальне переміщення потягу маглев також відбувається за рахунок електромагнітів, які керуються автоматикою. Вона за заданим алгоритмом відключає одні та підключає інші. У результаті попереду потяга створюється магнітна сила, яка тягне його. Чим швидше переключаються магніти, тим більшої швидкості може досягти транспорт. У результаті такий транспорт виявляється на 30% ефективнішим за колісний на рейках.

Маглев на рейках

Один з яскравих прикладів переваги потягів маглев над звичайними колісними надає Японія. У ній токійську станцію Сінаґава та найбільше портове місто Нагоя нещодавно з’єднали лінією на магнітній левітації. Окрім цього, між цими містами курсує потяг «Сінкансен», який ще називають «потяг-куля» через високу швидкість руху близько 200 км/год.

«Сінкансен» є надшвидким, проте звичайним колісним потягом, тому ділянку між цими мегаполісами відстанню в 340 км пасажири долають за 90 хвилин. Водночас потяг маглев розганяється на ній до 500 км/год, тому час у дорозі скорочується до 40 хвилин. Подібний потяг на магнітній подушці за один раз перевозить до 1000 пасажирів, а також має 16 вантажних вагонів, наприклад, для транспортування автомобілів. Поки що він проходить тестові випробування та готується до комерційного використання у 2027 році.

Однак лідером у розвитку технології маглев сьогодні є Китай, який почав будувати свою швидкісну залізничну мережу в 2007 році, що стала найбільшою у світі. Потяги на ній можуть досягати швидкості 450 км/год, проте через технічні обмеження дорожнього полотна вони розганяються лише до 250 км/год.

Майбутнє маглеву

Колісний транспорт вже майже вичерпав свої резерви для поліпшення, оскільки на надвисоких швидкостях колеса сприймають дуже високі навантаження, і вирішувати цю проблему стає все складніше. Тому перспективною заміною вважають потяги на магнітній подушці, які обмежуються лише опором повітря. Останній складає 83% втрат енергії під час руху.

У Китаї сьогодні працюють над створенням прототипу маглеву, який називають супермаглевом та який зможе переміщуватись втричі швидше, ніж типовий пасажирський літак – близько 2900 км/год. Подібна швидкість дозволить навіть зв’язати материки, які з відміною надзвукових літаків стали дещо далі один від одного.

Перспективний проект планує з’єднати Аляску та Сибір підводним тунелем у Беринговій протоці. Ця магістраль повинна стати найбільшим транспортним коридором у світі довжиною 200 км. Передбачають, що вона навіть змінить інші транспортні шляхи, наприклад, морський шлях з Китаю і Японії в США. Загальна довжина такого шляху складе більше 1300 км, і її будівництво експерти оцінюють в $ 30-35 млрд, які окупляться протягом 15 років.

Окрім міжміських та світових міжнародних перевезень, маглев також може стати і типовим міським громадським транспортом. Подібний проект під назвою SkyTran планують випробувати в Ізраїлі вже наступного року.