Admin

Маглев: фантастика или реальность?

Памяти проф. А.А. Зайцева

СМИРНОВ В.Н., Петербургский государственный университет путей сообщения, докт. техн, наук, ТАЛАШКИН Г.Н., Союз строителей железных дорог, канд. экон, наук, КРАСКОВСКИЙ В.Е., АО «ЛенГипрострой», канд. техн, наук

Магнитолевитационная технология (далее — Маглев) основана на том, что магнитные материалы и системы способны притягивать или отталкивать друг друга с определенной силой, зависящей от магнитного поля и поверхности магнита. Эта технология позволяет не только «подвешивать» подвижной состав (поезд или отдельные вагоны) на незначительном расстоянии (10—100 мм) от трекового пути (планово-высотное положение), но и обеспечивать его движение в требуемом направлении и с заданной скоростью. При этом ни колеса, ни рельсы не требуются.
В России такого вида транспорта пока нет, хотя попытки строительства первой дороги Маглев предпринимались в конце 1980-х гг. У читателя может возникнуть вопрос: «Не фантастика ли это?». В том, что за дорогами Маглев — будущее, конечно, можно усомниться. Однако мировой опыт свидетельствует об обратном. Маглев это не фантастика, уже эксплуатируются дороги с использованием магнитной левитации, или с магнитным подвесом. Первично идея магнитной левитации возникла еще в 1902 г. Более 100 лет назад люди начали предпринимать попытки избавиться от сил трения и износа рельсов и колес.


Самая впечатляющая на сегодняшний день дорога Маглев — из аэропорта Пудонг в центр Шанхая (КНР) протяженностью 30 км, построенная в 2004 г. по технологии немецкой компании Transrapid (рис. 1). Вряд ли найдется хоть один из пассажиров, который, проехав по этой дороге, добрался в центр города всего за 7—10 мин и не ощутил восторга. Скорость движения, достигавшая ранее 430 км/ч, в последние годы ограничена до 300—350 км/ч. Стоимость проезда вполне доступна: в 2018 г. она составляла 50 юаней (около 450 руб.) в одном направлении.
Но, пожалуй, самым убедительным аргументом в пользу Маглева является тот факт, что будущий дублер знаменитой японской железнодорожной линии Токио—Осака высокоскоростной сети «Синкансэн», получивший наименование «Тюо-синкансен», будет иметь комбинированную конструкцию пути (не только рельсовую, но и безрельсовую) по технологии Маглев (рис. 2). До достижения скорости 120 км/ч поезд будет разгоняться на колесах, после чего, благодаря возникновению магнитной левитации, колеса будут убираться за ненадобностью внутрь состава по аналогии с шасси самолета (в Шанхайском Маглеве колеса и рельсы не предусмотрены, технология — полностью безрельсовая).
Строительство линии «Тюо-синкансэн» было начато весьма необычно. На одном из будущих участков, между городами Оцуки и Цуру (префектура Яманаси), в 1997 г. построили испытательный полигон длиной 18,6 км. В 2007—2014 гг. его удлинили до 42,4 км (рис. 3), что позволило в 2015 г. установить рекорд скорости — 603 км/ч [1]. Ввод в эксплуатацию первого участка, между Токио и Нагоя, длиной 286 км планируется в 2030 г., второго, между Нагоя и Осака, длиной 152 км — в 2045 г. Полная длина линии составит 438 км, расчетная скорость — 500 км/ч, время в пути — 67 мин. Для того чтобы обойти районы с высоким риском землетрясений, 86 % трассы будет проходить в тоннелях. Эта дорога станет самой высокоскоростной в мире.
До ввода первого участка осталось менее 10 лет. Конечно, возможен перенос сроков [2] из-за пандемии или спада мировой экономики. К тому же в ходе строительства могут возникнуть территориальные претензии.
Однако важны не сроки ввода, а последствия. Если вспомнить, какой эффект произвело открытие линии Токио—Осака в 1964 г. и как это повлияло на развитие высокоскоростного движения в мире, то не трудно догадаться, что нечто подобное произойдет и после открытия движения по дублеру. Вполне вероятно, что монополия традиционной конструкции рельсового пути, по крайней мере для пассажирского движения, перестанет быть абсолютной и для российских дорог.
Прошло уже девять лет после проведения в ПГУПСе I Международной конференции по теме «Магнитолевитационные транспортные системы и технологии», после которой состоялось еще семь конференций. Опубликованные в сборниках статей результаты работы конференций представляют собой очень интересный и ценный, с научной точки зрения, материал. Уже казалось, что «лед тронулся». Однако, к горькому сожалению, в феврале 2022 г. ушел из жизни главный идеолог этой темы профессор Анатолий Александрович Зайцев. Именно ему удалось найти единомышленников и создать коллектив, способный решать задачи по созданию Маглева, прежде всего научно-исследовательские.
В настоящее время нет благоприятных условий для широкомасштабного строительства в России высокоскоростных железных дорог, тем более на основе Маглева. Однако, если такие условия сегодня вдруг возникнут, то мы окажемся не готовыми начинать не только строительство, но и проектирование таких дорог. Необходимо продолжать научные исследования и аргументированно убедить всех сомневающихся в целесообразности изучения технологии Маглева и ее практического внедрения.
Какие же основные вопросы предстоит решить?
Пожалуй, ключевой вопрос — поиск инвестора или группы инвесторов. А.А. Зайцев приложил очень много усилий для решения этого вопроса, но даже он, имея непререкаемый авторитет в масштабах всей железнодорожной отрасли, не смог пробить «стену непонимания». Например, в ОАО «РЖД» никто не опровергал идею перспективного строительства дорог типа Маглев, но никто и не профинансировал хотя бы проведение научно-исследовательских и опытноконструкторских работ. Продвижение вперед обеспечивалось исключительно за счет энтузиазма людей, поверивших в эту идею.
Но поскольку в дороге Маглев рельсов может и не быть, а следовательно, не будет и железной дороги
как таковой, стоит ли ОАО «РЖД» беспокоиться по поводу этой перспективной идеи и вкладывать средства в развитие, по сути, своего будущего конкурента? По мнению многих специалистов, темой Маглева должен заниматься инвестор, не связанный с ОАО «РЖД». Когда же можно рассчитывать на появление такого инвестора? Вероятнее всего, после ввода первого участка линии «Тюо-синкансэн» в эксплуатацию.
Тем не менее, не стоит исключать возможность государственного финансирования НИОКР. Нужны не только сборники статей, но и конкретные предложения по возможной реализации идеи Маглева. Необходимо продолжать поиск пилотного объекта, начатый А.А. Зайцевым, не только в Ленинградской области, но и в других регионах страны.


Почему же в Китае после ввода в эксплуатацию Шанхайского Маглева не произошло активного строительства линий на магнитной подвеске? За прошедшие 20 лет там введена в эксплуатацию огромная сеть ВСЖМ (более 38 тыс. км) на классической основе «колесо—рельс».
Главная причина — высокая стоимость и, как следствие, проблемы окупаемости, рентабельности и т. д. Шанхайский Маглев обошелся примерно в 1,3 млрд долл. США, строительство линии «Тюо-синкансэн» оценивается в 50 млрд долл. США. Если внимательно посмотреть фото- и видеоматериалы по Шанхайскому Маглеву, то невооруженным глазом видно, что несущие конструкции эстакады, на которой уложен трековый путь, слишком массивны. Высота опор достигает 20 м при пролетах длиной по 25 м. На наш взгляд, есть возможности сокращения материалоемкости конструкций эстакады, ведь подвижной состав не настолько тяжелый.
А для окупаемости дороги нужен соответствующий пассажиро- или грузопоток. Идею применения Маглева для транспортировки, например, грузовых контейнеров предлагал А.А. Зайцев [3] и даже наглядно продемонстрировал это всем сомневающимся в 2015 г. на натурном стенде в моторвагонном депо Санкт-Петербург-Балтийский (рис. 4).

Есть еще один весомый аргумент в пользу Маглева. Еще 10 лет назад один из самых авторитетных в России специалистов по контактной сети В.А. Иванов предупреждал, что 400 км/ч — слишком большая скорость для ВСЖМ [4]. При ней существенно возрастают эксплуатационные расходы на замену контактного провода и токоприемников из-за их интенсивного износа. Скорости 300—350 км/ч более предпочтительны. Это подтверждается и тем, что в Китае в последнее время на ВСЖМ эксплуатационные скорости уменьшены до 300 км/ч. Европейские поезда TGV и Thalys также ограничивают скорости движения до 320 км/ч, а на территории Германии и Голландии — до 250 км/ч. В России расчетная скорость для ВСЖМ1 и ВСЖМ 2 — 400 км/ч. Чем это оправдано — большой вопрос, так как зарубежный опыт эксплуатации показал нецелесообразность применения скоростей движения свыше 300 км/ч.
В отличие от ВСЖМ на классической основе «колесо-рельс» линии на основе Маглева такого ограничения по скорости не имеют. И если говорить о более быстром передвижении пассажиров или грузов между двумя населенными пунктами (в пределах до 1300—1500 км), то линии Маглев могут конкурировать с обычными ВСЖМ и авиацией.
По данным китайских СМИ, в 2021 г. с заводского конвейера в г. Циндао сошел первый разработанный в Китае поезд на магнитной подушке (рис. 5), способный двигаться со скоростью до 600 км/ч [5]. Как ожидается, он будет применен на новой линии Шанхай—Пекин, строительство которой займет около 10 лет. Кроме того, в течение этого срока планируется построить еще несколько линий Маглев, в том числе среднескоростных (до 200 км/ч), общей протяженностью до 1000 км, предназначенных в основном для пригородного сообщения. Так что утверждать, что Китай совсем отказался от линий Маглева, не приходится.


Линии Маглев гораздо надежнее и тише, чем традиционные транспортные ВСЖМ. Кроме того, поезда Маглев идеальны для городов, поскольку они наносят значительно меньший вред атмосфере и в целом окружающей среде.
По каким же направлениям нам нужно продолжать научные исследования? Основными являются следующие, безусловно, наукоемкие темы:
создание нормативной базы по проектированию, строительству и эксплуатации;
создание отечественных конструкций трекового пути и подвижного состава;
создание эффективных несущих конструкций эстакадных участков и других мостовых сооружений;
энергоснабжение, водоотведение и другие инженерные системы;
объекты инфраструктуры, обеспечивающие эксплуатацию линий; организация и технология строительства;
охрана окружающей среды; анализ, оценка и прогноз технико-экономических показателей строительства и эксплуатации.
На переднем крае сегодня исследования, проводимые в АО «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова», связанные с реализацией магнитной левитации на транспортных линиях. Их результаты послужат основой для разработки требований к трековому пути, подвижному составу, искусственным сооружениям и другим объектам инфраструктуры. Накопленный мировой опыт создания линий Маглев, бесспорно, требует изучения.

Список источников
1. Maglev train clocks 603 kph, setting new world record // The Japan Times. 2015. 21 Apr. URL: https://archive.fo/4yeUu.
2. Kluhspies J., Hekler M. A Maglev, a tunnel, a river. On the delays in the realization of the Tokyo-Nagoya Maglev Line = Маглев, тоннель, река: о задержках в реализации маглев «Токио—Нагоя» // Транспортные системы и технологии. 2020. Т. 6. № 3. С. 31—42.
3. Зайцев А.А. Контейнерный мост Санкт-Петербург—Москва на основе магнитной левитации // Магнитолевитационные транспортные системы и технологии. МТСТТ4: труды II Международной научной конференции / ПГУПС. СПб.: Международный центр научно-исследовательских проектов, 2014. С. 11—23.
4. Иванов В.А. Внедрение инновационных технологий при создании контактной сети скоростных и высокоскоростных железных дорог: презентация // Научно-техническая конференция строительного комплекса ОАО «РЖД»: программа. 2012. URL: http://old. businessdialog.ru/actions_menu_103_707.htm.
5. Chik Н. Китай запускает новый сверхскоростной поезд на магнитной подвеске. 2021. 20 Jul. URL: https://www. scmp.com/news/ china/science/article/3141769/superfast-maglev-train-key-chinas-smart-transport-network-rolls.

MaxPayne

Убеждён - Анатолий Александрович был прав. Жаль, что работы по этому направлению затихли

Legon

на росии время лошадь zапрягать и уемглевать