Гленн Мерфи - Какой громкой бывает отрыжка?

— Но разве магниты не притягивают поезд к рельсу?

Нет, если они расположены и активируются таким образом, чтобы отталкивать друг друга. Вам когда-нибудь доводилось играть с парой магнитов в форме подковы, которые в школах служат пособиями по физике? Если да, то вы знаете, что концы, или полюса, магнита могут либо притягивать, либо отталкивать полюса другого магнита, в зависимости от того, как их приблизить друг к другу. Дело в том, что у каждого магнита есть и положительный и отрицательный полюс (или, если хотите, северный и южный). Попробуйте соединить вместе два одинаковых полюса (например, два «северных» или два «южных»), и они станут отталкивать друг друга. Но если сблизить разные полюса (один «северный» и один «южный»), то они притянутся. Именно это магнитное притяжение и отталкивание используется в поездах маглев для левитации и движения. Сила отталкивания между комплектами магнитов на рельсе и на днище вагонов отрывает поезд от поверхности рельса. В зависимости от конструкции могут использоваться еще два комплекта магнитов, которые удерживают поезд в равновесии и не позволяют ему высоко взлететь.

— Но если все так просто, то почему мы давным-давно не установили магниты на поездах?

Потому что в реальности все не так просто. Прежде всего в поездах маглев не используются постоянные магниты, типа только что описанных нами подков, а точнее, используются не только постоянные магниты. Если разместить их вдоль рельса и под днищем поезда, то рельс оттолкнет поезд и заставит его висеть в воздухе. Чтобы привести поезд в движение, его что-то должно толкать или тянуть, например двигатель и колеса. А это вроде как доводит саму идею до абсурда.

— Так что же тогда используют летающие поезда?

Они используют сверхпроводящие магниты. Простейший электромагнит — это намотанный вокруг металлического или керамического сердечника электрический провод, который при пропускании тока образует переключаемое, переменное магнитное поле. (Следует отметить, что все провода и кабели, по которым проходит электрический ток, окружены магнитными полями, поэтому намотка на сердечник просто концентрирует поле и усиливает магнитный эффект). Такие магниты действуют только тогда, когда через них пропускается электрический ток, и поэтому можно включать и выключать его магнитное поле, включая и выключая ток. Можно также изменить направление тока и поменять местами полюса магнита. Следовательно, с помощью электромагнитов можно притягивать, отталкивать, поднимать вверх, тянуть или толкать другие магниты. В поездах маглев используются мощные электромагниты, в которых применяются сверхпроводящие материалы. Они создают сильное магнитное поле, но весят намного меньше обычных электромагнитов, то есть идеально подходят для того, чтобы поднимать многотонные вагоны с пассажирами и перемещать их с огромной скоростью.

— Но что заставляет поезд двигаться?

Это зависит от типа системы электромагнитной подвески. В одной постоянные магниты располагаются в рельсе, а электромагниты — под поездом. В другой все наоборот, постоянные магниты находятся под днищем поезда, а электромагниты — в рельсе. Но в обоих случаях электромагниты управляются компьютерной системой, которая последовательно включает их и выключает, чтобы создавать волны магнитных полей по пути движения поезда. Переменные магниты тянут поезд (используя магнитное притяжение) и толкают его (используя отталкивание) одновременно. Это позволяет очень быстро разогнать состав. Чтобы замедлить скорость, делается то же самое, только наоборот. Пассажиры поезда ничего этого, разумеется, не замечают. Все происходит так плавно и бесшумно, что ускорение почти не ощущается. И человек не успевает даже заметить, как поезд уже летит со скоростью 480 км/ч. [26] Чтобы выяснить, как быстро они могут двигаться, и узнать о других рекордах скорости, смотрите раздел «Что самое быстрое на Земле?».

— Великолепно! И где я могу на таком прокатиться?

На сегодняшний день регулярное движение таких поездов осуществляется только в Китае и Японии. Маглев-трасса в Шанхае, построенная немецкой компанией «Transrapid», работает с 2002 года и перевозит пассажиров от аэропорта до города. Расстояние в 30 км поезд пролетает всего за семь минут с небольшим. Компания «Japan Railways» в настоящее время владеет самым быстрым в мире поездом маглев, который курсирует по экспериментальной 44-километровой линии в префектуре Яманаси, недалеко от знаменитой горы Фудзи. Кроме того, японские железные дороги планируют построить постоянную маглев-трассу между Токио и Осакой, что позволит преодолевать расстояние в 480 км примерно за час. В Европе и США пока нет постоянных маглев-дорог, но в ближайшие десять лет их может появиться довольно много. Компания «SuissMetro» планирует пустить поезда на магнитной подвеске по 100-километровому туннелю, чтобы связать Женеву в Швейцарии с Лионом во Франции. А в Соединенных Штатах планируется проложить маглев-линию между Анахаймом в Калифорнии и Лас-Вегасом в Неваде. Средняя скорость на этой дороге составит около 500 км/ч.

— Надо полагать, что за всеми этими летучими поездами вскоре последуют и летающие автобусы?

К сожалению, их появления нам придется дожидаться немного дольше.

— Это еще почему?

Потому что, в отличие от поездов, автобусы едут по дорогам, а не по рельсам. Им нужно свободно выполнять повороты, менять маршруты и выбирать различные пути между пунктами А и Б. К тому же летающим маглев-автобусам потребуются магнитные дороги и сложные системы контроля за безопасностью движения. Но даже если бы мы смогли справиться с техническими вопросами (что на данный момент просто нереально), затея оказалась бы непозволительно дорогой для бюджета любого города.

— Жалко. Выходит, что и летающих легковушек не будет, да?

Боюсь, что нет. Во всяком случае, с системой магнитной левитации. Однако уже создаются легковые автомобили на воздушной подушке с авиационными реактивными или винтовыми двигателями, так что на рынке сначала, наверное, появятся они. Кстати, некоторые организации (включая NASA) пытаются построить антигравитационные установки, которые должны будут поднимать в воздух транспортные средства, «избавляя их от силы тяжести» вместо того, чтобы преодолевать ее с помощью магнетизма.

— Антигравитация? Неужели это возможно?!

Ну, пока еще никаких успехов нет, и многие физики считают, что ничего из этого не выйдет. Но все же некоторые энтузиасты по-прежнему не теряют оптимизма.