Альманах «Знак вопроса» - Знак вопроса, 2003 № 04

Однако космические полеты подсказали идеальный метод снижения аэродинамического сопротивления; тоннель, в котором движется поезд, следует сделать герметичным и откачать из него воздух. Потери же на трение стального колеса на шарикоподшипниках, катящегося по стальному рельсу, хоть и невелики, но тоже могут быть изничтожены при переводе состава на магнитную подвеску.

Говорят, первым такую подвеску предложил в 20-е годы прошлого века советский физик Б. Вейнберг. Правда, он использовал не взаимное отталкивание одноименных полюсов магнита — именно на таком принципе магнитной левитации основаны современные проекты, — а использовал свойство магнита притягивать к себе любую железную конструкцию. Для этого вдоль верхней части медной трубы, из которой выкачан воздух, он предлагал устанавливать через определенные промежутки мощные электромагниты. Они по очереди притягивают себе движущийся вдоль трубы вагон и не дают ему упасть. Причем поскольку недвижный вагон просто притянется к ближайшему электромагниту, его следует предварительно разогнать до такой скорости, чтобы он, двигаясь по инерции, не успевал «прилипнуть» к магниту.

По мысли Вейнберга, разгон следует производить в мощном соленоиде, в который вагон втягивается, как сердечник в катушку, и дальше мчится вдоль трубы по волнистой траектории до тормозного соленоида станции назначения.

Проект тем более любопытен, что электромагниты можно в принципе заменить очень сильными постоянными, сведя к минимуму затраты энергии. Кстати, сам Вейнберг видел основное препятствие для реализации его идеи не в расходе электроэнергии, а в большой стоимости… медной трубы. Но сегодня медь вполне может быть заменена сверхпрочным бетоном, стеклопластиком или иным материалом с нужными электрическими и магнитными свойствами.

Разработка Вейнберга, к сожалению, так и осталась на бумаге. Зато вот бельгиец Башле дошел до того, что соорудил действующую модель и продемонстрировал действенность подобной идеи на практике. Его разработка состояла из длинного ряда металлических колонн с укрепленными сверху соленоидами. На них неподвижно лежал алюминиевый 50-килограммовый вагончик. Стоило включить переменный ток, как вагончик всплывал и повисал над соленоидами. Потом бегущее магнитное поле разгоняло его до 500 км/ч.

Говорят в принципе скорость можно было поднять еще, но тут уж ощутимо мешало сопротивление воздуха. Кроме того, немало энергии затрачивалось на нагрев вагончика токами Фуко, рассеивалось в обмотках катушек. В общем, проект нуждался в двух коренных улучшениях. Во-первых, из транспортного тоннеля следовало выкачать воздух. Во-вторых, применять в обмотках катушек сверхпроводящие материалы, о которых во времена Башле никто еще и слыхом не слыхивал.

Так что и эта перспективная разработка отправилась в архив. Но о ней, как оказалось, не забыли.

Помните, несколько лет тому назад прошел первый поезд по тоннелю, проложенному под проливом Ла-Манш. Ныне рейсы под землей и под водой из Францию в Англию и обратно стали регулярными. Их не прервал надолго даже пожар, случившийся в одном из составов.

И в скором времени это будет не единственная подземная международная линия. Предполагается, что через 20 лет начнет действовать междугородное (и международное) метро, первая линия которого свяжет аэропорты Женевы и Лиона. Оно будет устроено примерно так. На расстоянии 25 метров друг от друга и на глубине от 60 до 300 метров проложат два тоннеля. По каждому из них поезда будут ходить только в одну сторону.

Остановки метро сделают в центрах крупных городов, у аэропортов и других крупных транспортных центров. Очень важно, чтобы новый транспорт хорошо «стыковался» с другими, более привычными средствами передвижения.

Станции будут состоять из двух уровней — надземного и подземного. Наверху все будет выглядеть привычно, как на обычном вокзале: билетные кассы, зал ожидания, при необходимости помещения контроля и досмотра. Вниз пассажиров отправят лифты. Останется только пройти по тоннелю-шлюзу, и вот вы уже с комфортом и головокружительной скоростью летите к месту назначения.

В некоторых местах тоннели будут соединяться специальными проходами, от которых наверх пойдут шахты. Первоначально эти шахты используют для прокладки тоннелей. Потом через них под землю будет подаваться электричество.

Все это очень хорошо. Однако подземный тоннель, замкнутое пространство с откачанным воздухом — не очень дружелюбная среда для человека. Что будет, например, если по какой-нибудь причине отключится электричество? Ведь тогда электромагниты перестанут действовать, то падение поезда на колею, пусть даже с высоты 2 сантиметра (именно такова высота магнитной подвески), но на скорости 700 км/ч, может привести к трагическим последствиям.

Конструкторы подземного метро уверяют, что ничего такого не произойдет. Они учли опыт своих коллег, строивших трассу под Ла-Маншем. Во-первых, даже при резком отключении электричества притягивающая сила магнитов станет убывать постепенно. Ну а во-вторых, поезд соприкоснется с металлом специальными тормозными пластинками с тефлоновым покрытием, уменьшающим трение.

Что же касается пожара, то огонь в самом тоннеле вряд ли разгорится — здесь мало воздуха, а значит, и кислорода. А без кислорода горение невозможно. Но если пламя займется внутри состава? В этом случае автоматика остановит поезд, и у пассажиров будет возможность покинуть горящие вагоны — под ними в тоннеле останется большое пространство, куда вполне можно вылезти. Пройдя пешком по тоннелю не более 7 км, пассажиры обязательно найдут аварийный выход. А чтобы спасшиеся от огня не задохнулись, специальные насосы начнут закачивать под землю воздух.

И проект «Еврометро» — не единственный. Японская строительная компания «Фудзита» решила проложить тоннель между Токио и Осакой, крупнейшими промышленными центрами Страны восходящего солнца. По идее, 400-километровый тоннель будет иметь три яруса. Один предполагается использовать для движения поездов на магнитной подушке. А вот по двум другим будут… летать самолеты (на каждом ярусе в одном направлении, чтобы не было столкновений)!

Ширина тоннеля — 50–60 м — вполне достаточна, чтобы в нем поместился настоящий авиалайнер. Да только не врежется ли он в стену тоннеля?.. Чтобы этого не произошло на самом деле, летательный аппарат, названный геопланом, основательно переделывается. По существу, он будет представлять собой экранолет — аппарат, способный двигаться на высоте 1–2 м над подстилающей поверхностью, опираясь на уплотненный быстрым движением слой воздуха. Такая воздушная подушка автоматически корректирует высоту полета: поднявшись чуть выше, аппарат тотчас «проваливается», поскольку слой воздуха становится разреженнее. Ну а опуститься ниже определенного предела ему не позволяет увеличивающееся сопротивление воздушной подушки. Плюс к тому автоматическая система навигации, которая заодно не даст геоплану врезаться и в стенку.