Петербургские ученые разработали проект "транспорта будущего" на основе магнитной левитации, создав опытный образец грузовой платформы для транспортировки контейнера. Об особенностях технологии, опытных разработках и перспективах инновационного транспорта в интервью корреспонденту РИА Новости Анжелике Болмат рассказал руководитель Научно-образовательного центра инновационного развития пассажирских железнодорожных перевозок Петербургского госуниверситета путей сообщения Анатолий Зайцев.
— Анатолий Александрович, почему ученые, разработчики во многих странах задумались над поиском новых технологий, новых видов транспорта? В частности, вы работаете над проектом магнитолевитационного транспорта.
— Мы все знаем традиционные виды транспорта — автомобильный, авиационный, водный и железнодорожный. Оказывается, что сегодня даже в самых развитых странах, то есть там, где обеспечивается высокая подвижность населения, людей не устраивает скорость перемещения, временные затраты на поездку. Люди не хотят тратить длительное время на поездки. Конечно, самолет — это ни с чем несравнимый вид транспорта на дальние расстояния, а для коротких — хорош личный автомобиль. Все остальное, даже скоростная железная дорога, считается сдерживающим фактором. Поэтому человечество давно думает, что же делать.
Опробована масса видов транспорта — струнный, пневматический, комбинация воздушного и наземного транспорта и так далее. Но при конструкционных проверках выяснилось, что такие варианты либо экономически, либо по безопасности, либо по условиям эксплуатации, к сожалению, необходимые потребности не закрывают. Действующие системы железнодорожного и автомобильного транспорта в России, по прогнозам экспертов, в ближайшем будущем могут не справляться с грузовыми потоками, которые постоянно растут. Проблему может решить развитие инновационного вида транспорта на основе магнитной левитации.
Магнитная левитация — термин не новый и известен давно. По крайней мере, российские ученые еще в 1911 году в Омском институте продемонстрировали в лабораторных условиях, что транспорт без колес, рельсов и крыльев возможен. Левитация — это в переводе "парение над опорной поверхностью".
Магнитолевитационный транспорт — это инновационный вид транспорта, отличительными чертами которого являются высокая скорость, большой жизненный цикл, безопасность, энергоэффективность, комфортабельность и экологичность. При использовании магнитной левитации транспортное средство зависает над путями и движется над ними с помощью тягового линейного электродвигателя. Это позволяет двигаться без шума и вибраций, а также экономит энергию за счет отсутствия механического контакта и не "стареет" за счет отсутствия электрического контакта в системе.
— Насколько вы продвинулись в своих разработках?
— Мы решили продемонстрировать свои разработки на наглядном примере и в начале 2015 года создали полномасштабный опытный образец — грузовую магнитолевитационную платформу для транспортировки крупнотоннажного контейнера. Эта платформа массой 28 тонн была поднята, а затем перемещена на расчетное расстояние с помощью линейного синхронного двигателя. И уже почти полтора года конструкция находится в левитационном состоянии, то есть — парит, на высоте 25 миллиметров над путевой структурой.
Мы продолжаем проводить измерения и исследования и будем держать нашу конструкцию столько, сколько возможно. Она стоит на улице, то есть под дождем и снегом. С научных позиций мы должны показать, что принятая нами система расчета магнитных сил верна, а выбранные материалы долговечны и не теряют своих качеств. И мы абсолютно убедились, что находимся на правильном пути.
Нам очень важно знать, какими темпами деградирует выбранная нами конструкция. Мы убеждены, что она не будет деградировать как минимум 50 лет. Мы считаем это серьезным достижением. Мы научились также делать так, что за пределами нашей магнитной сборки магнитное поле не распространяется. И мы показываем это с измерителем в руках.
— Таким образом, на сегодняшний день создан опытный образец. Какой будет следующий этап? Где может применяться магнитолевитационная технология?
— Естественно, мы на этом не останавливаемся, потому что наша цель — научиться конструировать и производить технику, основанную на принципе магнитной левитации, причем для различных транспортных нужд. Например, для транспортных коридоров мы можем сконструировать транспорт, который способен перевозить груз со скоростью примерно до 550 километров в час. При более высоких скоростях сопротивление воздуха будет слишком велико, какую бы мы ни придавали форму подвижному составу. Но если создать разряженное пространство (а для этого надо закрыть подвижной состав, образно говоря, в трубу и частично откачать воздух), тогда сопротивление уменьшается, а скорость можно поднимать до 800 километров или до тысячи километров в час. Если же мы решаем проблему городского транспорта, здесь другая система создания технологии и линейный двигатель другой конструкции. Но мы тоже научились это делать.
Такой транспорт может использоваться для портов нового типа и обустройства Северного морского пути, где целесообразно создавать вылетные магнитолевитационные линии конвейерного типа и от борта судна уводить грузы в "тыловой" или "сухой" порт на материковой территории. Также магнитолевитационная технология может использоваться в высокоскоростном транспорте для международных транзитных перевозок по территории России в направлениях север-юг, восток-запад.
Магнитная левитация может прийти на смену классическим видам транспорта, но ее оптимально использовать только там, где привычные виды транспорта становятся сдерживающим фактором развития. Магнитолевитационные технологии многофункциональны и могут отвечать многим нуждам, потребностям и особым условиям перевозки грузов. Но подчеркиваю, что каждый раз набор тех элементов, которые создают левитацию и движение, будет разным. Это все мы в состоянии делать в Российской Федерации и конкретно в Санкт-Петербурге.
— Отличается ли пассажирский магнитолевитационный транспорт от грузового?
— Если мы отработаем грузовой магнитолевитационный транспорт, нам ничто не помешает на эту же платформу поставить комфортабельный пассажирский вагон.
В пассажирских перевозках важна безопасность и экология. Если нет трения, значит нет пыли, также нет шума от колес, вибрации, выхлопных газов. Так как транспорт работает в автоматизированном режиме, то исключены столкновения, исключены сходы с самой конструкции. Если раньше основное внимание уделялось пропускной способности, провозной способности, дальше шла экономика, а требования к экологии шли на последнем месте, то теперь наоборот.
Главное — это безопасность и экология. Как раз такой транспорт этим всем требованиями отвечает. К тому же электромагнитное излучение, которого все боятся, отсутствует.
Конечно, сейчас в городах наиболее удобный транспорт — это метро. Но нельзя забывать, что оно самое дорогое, и по строительству, и по обслуживанию. Нам нужно создавать аналогичный транспорт, но более дешевый.
Мы поднимаем магнитолевитационный транспорт на опоры, что невозможно для колесного транспорта на больших расстояниях, и тем самым городскую землю освобождаем для жизни людей. Опоры эстакад занимают меньше площади, чем автострады, аэропорты и железнодорожные пути. Подэстакадная зона может быть предназначена для различных нужд, в том числе под строительство. Одним из существенных преимуществ этого вида транспорта станет отсутствие пересечения с другими коммуникациями. Скорость магнитолевитационного транспорта будет не ниже, чем в метрополитене, комфортность также не ниже, но стоимость строительства примерно в пять раз дешевле. Этот транспорт может быть на любой высоте, мы можем обойти любой дом, любое препятствие. При этом темпы строительства тоже гораздо быстрее, чем строительство метро. Режимы движения магнитолевитационного транспортного средства определяются автоматической посекционной подачей электрической энергии на линейный синхронный двигатель и регулированием частоты питающего тока. Тем самым обеспечивается безопасное движение транспортных средств с любым заданным интервалом движения.
— Если какой-то регион заинтересуется вашими разработками, как быстро вы сможете реализовать проект?
— После согласования в городском генплане на проект нам нужен год и затем будем строить темпом примерно один километр за месяц. Стоимость одного километра — это примерно 1 миллиард рублей.
— А каким будет подвижной состав и кто его может построить?
— Российского производства. Это будет вагон, который внешне неотличим от вагона метро, только без колес. На нем будет установлен линейный синхронный двигатель — это такой же электромотор, только развернутый вдоль. Он может быть развернут на самом подвижном составе, либо на пути — в зависимости о того, что мы хотим получить. Подвижной состав будет управляться в автоматическом режиме, без машиниста, с единым контролем из диспетчерского пункта.
Электрический ток подается на тот участок, где идет этот поезд. Предполагается, что на опорах будет установлена так называемая активная путевая структура, где будут магниты, электромагниты, развернутая часть двигателя и подвижной состав над ним.
У нас сегодня в партнерстве 60 предприятий. Например, кузов могут изготовить Октябрьский электровагоноремонтный завод, Метромаш, уральские вагоностроители, а также авиационные заводы. А все, что касается магнитной и электрической части, способны производить наши городские предприятия.
— Когда реально такой транспорт может появиться у нас в стране?
— Сегодня у нас есть достаточно сил — умственных, материальных, технологических. Мы в состоянии это сделать. Нам нужен участок земли, но не на задворках, а как элемент будущей линии. У нас есть заявки, письма к городским властям и Минтрансу, однако пока положительных решений нет. Предполагается, что пилотная линия будет проходить через несколько регионов, и, конечно, реализация проекта должна быть под эгидой Минтранса.
— Кто-то уже интересуется вашим разработками — компании, регионы?
— Наибольший интерес мы видим со стороны бизнесменов, потому что они понимают, что этот транспорт вне конкуренции и готовы вкладывать деньги.
На сегодняшний день уже разработано технико-экономическое обоснование головного участка. Мы предлагаем построить участок протяженностью 720 километров от портов Балтийского моря до грузовых терминалов Москвы в рамках будущей федеральной системы магнитолевитационных транспортных коридоров Север-Юг и Восток-Запад. Строительство этой линии займет не более трех лет. У нас есть инвестор, который готов привлечь необходимые средства. По международным оценкам, нужно 22 миллиарда долларов, по нашим оценкам, достаточно 11 миллиардов долларов. И они окупаются в течение 15 лет. Мы продолжаем вести поисковые и лабораторные работы и добиваться получения разрешения на создание головного участка.
