Мечта любого школьника ездить каждый день на поездах, работающих по принципу магнитной левитации, стала менее радужной после происшествия на экспериментальном участке пути под городом Латен в Германии. 22 сентября поезд на магнитной подушке врезался на скорости 200 км/ч в подвижную ремонтную мастерскую. В результате погибли 23 человека. Между тем в стадии проектирования и реализации в мире есть еще несколько подобных проектов.
Благодаря магнитному притяжению и отталкиванию поезда на магнитной подушке могут двигаться со скоростью до 500 км/ч. Компания Transrapid, консорциум корпораций Siemens и ThyssenKrupp, проводит испытания таких поездов в Латене с середины 1980-х годов. Еще один испытательный участок оборудовала японская железнодорожная компания JR Central к западу от Токио, где испытывает поезда с использованием более громоздкой технологии, в основе которой лежит переохлаждение. Недавно JR Central сообщила, что выделит $3 млрд на увеличение и переоборудование этого участка, часть которого проходит под землей, чтобы проводить тестирование более длинных и быстрых поездов. В обоих случаях используется очень дорогостоящая технология, поэтому железные дороги на магнитной подушке нуждаются в государственном финансировании. Только одна из таких дорог — та, что связывает Шанхай и аэропорт Pudong в Китае, работает на коммерческой основе. Она была построена компанией Transrapid и получает значительные субсидии от германского правительства.
Разрабатываются и другие проекты, однако ни один из них пока не преодолел этап утверждения технико-экономического обоснования. Китай планирует удлинить свою железную дорогу на магнитной подушке на 160 км и довести ее до города Ханчжоу. Однако компания Transrapid пока не заключила соответствующего контракта, и для его подписания может потребоваться согласие компании на совместное использование технологии.
В Германии Transrapid совместно с Deutsche Bahn планирует построить 37-километровый участок пути от аэропорта до центрального железнодорожного вокзала Мюнхена, что сократит время в пути между этими пунктами с 40 до 10 минут. Федеральное правительство и власти Баварии поддерживают эту идею, а вот мэрия Мюнхена против — она предпочитает обычную железную дорогу, которая будет обслуживать не только тех, кто направляется в аэропорт или из него в город. Даже если мэрия проиграет в этом споре, нет никаких гарантий, что правительство найдет средства для реализации проекта Transrapid, роль которого отчасти заключается в том, чтобы привлечь потенциальных покупателей для технологии и такого типа дорог.
Проекты строительства в Германии более длинных железных дорог на магнитной подушке уже рассматривались и неизменно отвергались — в основном потому, что связь между крупными городами страны эффективно осуществляют обычные высокоскоростные поезда. Исключением из правила мог бы стать участок между Гамбургом и Берлином, однако там недостаточно большой поток пассажиров.
Возможно, у поездов на магнитной подушке больше шансов на успех в тех странах, где существующая система железнодорожного сообщения неэффективна. Например, в Америке и Великобритании. Но найти там государственные средства сложно и для самых серьезных проектов, таких как калифорнийский региональный проект строительства железной дороги на магнитной подушке, проект железной дороги на магнитной подушке между Балтимором и Вашингтоном, проект высокоскоростной железной дороги на магнитной подушке в штате Пенсильвания. Еще один американский проект, который скорее относится к области фантастики, это SkyTran, разработанный компанией UniModal из штата Монтана. Он предлагает двухместные круглые модули (напоминающие пузыри) на магнитной подушке, которые должны перемещаться по трехмерной городской транспортной сети или между городами со скоростью до 240 км/ч.
Британская компания UK Ultraspeed, которую поддерживает Transrapid, настаивает на том, что прокладка высокоскоростных путей сообщения в Великобритании (например, через Пеннинские горы) приведет к изменению инвестиционных схем. Если бы из одного города в другой (например, из Лидса в Манчестер или из Глазго в Эдинбург) можно было добираться за 15 минут, эти пары городов объединялись бы в одну экономическую зону. Хотя, возможно, это и несбыточная мечта, политикам такая идея начинает нравиться. Недавно местные власти на северо-востоке Англии пообещали рассмотреть предложения UK Ultraspeed.
В секторе поездок на дальние расстояния поездам на магнитной подушке грозит конкуренция со стороны авиакомпаний. Однако руководитель проекта поездов на воздушной подушке компании UK Ultraspeed Алан Джеймс считает, что провести даже три часа в поезде все же удобнее, чем хотя бы один час в самолете. Исследование, проведенное американским управлением федеральных железных дорог и представленное конгрессу в прошлом году, указывает на существование лакомого кусочка в виде участков длиной 240-800 км между городами, для которых использование поездов на магнитной подушке стало бы идеальным решением. А при том что индустрии авиаперевозок грозят налоги на выброс загрязняющих веществ в атмосферу и ужесточение мер безопасности, поезда на магнитной подушке могут оказаться предпочтительнее для путешествий на дальние расстояния.
Но существует и вероятность того, что такие поезда останутся "белым слоном". Крушение в Германии потребовало более внимательного подхода к мерам безопасности, хотя причиной трагедии, скорее всего, стал человеческий фактор. Теоретически благодаря принципу, лежащему в основе их действия, такие поезда не могут сталкиваться друг с другом. Как бы там ни было, школьники и дальше будут мечтать о том, чтобы кататься на поездах, которые не касаются земли.
На одном крыле
Будущее коммерческих авиалайнеров — технология "летающее крыло", результат трехлетнего сотрудничества Кембриджского университета и Массачусетского технологического института. На основе их разработок сейчас проектируется модель SAX-40, которая будет потреблять на 25% меньше топлива, чем современные самолеты, и сможет перевозить 215 пассажиров на расстояние до 9260 км со скоростью 965 км/ч. Концептуальная модель должна появиться на свет к 2030 году.
"Это очень амбициозная цель — начать с проекта на бумаге, чтобы построить реальный самолет, главное предназначение которого сократить уровень шума. Самолет будет таким тихим, что за пределами аэропорта никто не сможет его услышать",— говорит Энн Даулинг из Кембриджского университета, возглавляющая проект с британской стороны. Хотя авиалайнеры используются в коммерческой авиации уже более полувека, их конструкция по большому счету не изменилась. Фюзеляж, смахивающий на трубу, двигатели под крыльями — все это является неизменной конструкцией, позволяющей при необходимости уменьшать или увеличивать размер самолета.
Комбинация фюзеляжа с крылом до сих пор ограничивалась использованием в военных целях, таких как дальние бомбардировщики "стелс". Инженеры выбрали именно эту форму для SAX-40, потому что такая модель обладает лучшей аэродинамикой, дает намного меньше турбулентности и поэтому не так шумит. Инженеры провели тесты, используя сотни микрофонов. По их расчетам, шум, который будет издавать самолет на территории аэропорта, будет равен 63 дБ — примерно таков шум на обычной городской улице с интенсивным движением. "Это интегрированная система, использующая несколько технологий",— подчеркивает Золтан Спаковски из Массачусетского технологического института.
Для снижения шума двигатели сначала хотели установить на верхней части фюзеляжа. Это позволило бы фюзеляжу служить своеобразным экраном: он отражал бы наверх исходящие от них звуковые волны, снижая уровень шума для тех, кто находится на земле. Крылья тогда можно существенно упростить: исчезает необходимость в закрылках и предкрылках — главных источниках шума при посадке. "При заходе на посадку воздушный поток, воздействующий на крылья и двигатели, создает больше всего шума",— считает господин Спаковски. И чем быстрее самолет приближается к взлетно-посадочной полосе, тем больше он шумит. А комбинированное крыло SAX-40 позволяет приподнимать судно, двигаясь с меньшей скоростью.
Еще одной идеей было обшить звукопоглощающими материалами двигатели и сделать их длиннее, чтобы поместить в задней части двигателей нечто вроде глушителей. Такую систему можно регулировать — закрывать при взлете, чтобы уменьшать уровень шума, и открывать при наборе крейсерской скорости, чтобы экономить топливо. "Мы поставили перед собой главную цель — снизить уровень шума. Но в самом начале проекта мы не знали, как это отразится на расходе горючего,— говорит госпожа Даулинг.— Эта конструкция позволяет сократить расход топлива и уменьшить шум. Но если уж мы снизили уровень шума, мы, вероятно, можем пойти дальше и в деле сокращения расхода горючего".
Инженеры подсчитали, что SAX-40 будет расходовать один галлон на 149 пассажиромиль по сравнению со 121 пассажиромилей у Boeing 777 или 144 пассажиромилями у гибридного автомобиля Toyota Prius. Джон Грин из компании Greener by Design, содействующей развитию более экономичной авиации, сначала скептически отнесся к проекту бесшумного самолета. "Но сейчас, спустя три года, я вынужден признать, что SAI превзошла мои ожидания. Команда придумала смелую, но заслуживающую доверия конструкцию",— говорит господин Грин.
Теперь концепт-конструкцию будут продвигать партнеры SAI. Среди нескольких десятков таких компаний можно назвать Boeing, Rolls-Royce и British Airways. Дальнейшее превращение SAX-40 в коммерческую модель может занять несколько десятков лет — например, для конструирования и строительства нового A380 потребовалось 17 лет.
"Пока это только концептуальная модель. Нужно решить еще много задач, чтобы эти технологии нашли коммерческое применение",— считает Сезар Холл, инженер Кембриджского университета. Главными проблемами он считает разработку композитных материалов для изготовления овального остова и улучшение современных реактивных двигателей так, чтобы они могли работать на SAX-40.
"Мы показали, какую выгоду могут принести технологии. Конечно, нужно решить еще много технических вопросов, если мы хотим увидеть самолет, построенный на базе этого концепта,— подчеркивает профессор Даулинг.— Однако некоторые технологические решения можно будет увидеть на более традиционных самолетах и в более обозримом будущем".