Поезд на магнитной подушке. Маглев, или поезд на магнитных подушках – транспорт нового уровня Принцип работы скоростных поездов в японии

Он же поезд на магнитной подушке, он же maglev от английского magnetic levitation ("магнитная левитация") - это поезд на магнитной подвеске, движимый и управляемый силой электромагнитного поля. Такой состав, в отличие от традиционных поездов, в процессе движения не касается поверхности рельса. Так как между поездом и поверхностью движения существует зазор, трение исключается, и единственной тормозящей силой является аэродинамическое сопротивление . Маглев относится к монорельсовому транспорту .

Монорельс:

Высокоскоростным наземным транспортом (ВСНТ) называют железнодорожный транспорт, который обеспечивает движение поездов со скоростью свыше 200 км/ч (120 миль/ч). Хотя ещё в начале XX века высокоскоростными называли поезда, следующие со скоростями выше 150-160 км/ч.
Сегодня поезда ВСНТ передвигаются по специально выделенным железнодорожным путям - высокоскоростной магистрали (ВСМ), либо на магнитном подвесе, по которым перемещается выше показанный маглев.

Впервые регулярное движение высокоскоростных поездов началось в 1964 году в Японии. В 1981 году поезда ВСНТ стали курсировать и во Франции, а вскоре бо́льшая часть западной Европы, включая Великобританию, оказалась объединена в единую высокоскоростную железнодорожную сеть. Современные высокоскоростные поезда в эксплуатации развивают скорости около 350-400 км/ч, а в испытаниях и вовсе могут разгоняться до 560-580 км/ч, как например JR-Maglev MLX01, установивший во время испытаний в 2003 году скоростной рекорд - 581 км/ч.
В России регулярная эксплуатация высокоскоростных поездов , по общим путям с обычными поездами, началась в 2009 году. И только к 2017 году ожидается завершение строительства первой в России специализированной высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва - Санкт-Петербург.

Кроме пассажиров высокоскоростные поезда перевозят и грузы, например: французская служба La Poste имеет парк специальных электропоездов TGV для перевозки почты и посылок.

Скорость "магнитных" поездов, то есть маглевов, сравнима со скоростью самолёта и позволяет составить конкуренцию воздушному транспорту на ближне- и среднемагистральных направлениях (до 1000 км). Хотя сама идея такого транспорта не нова, экономические и технические ограничения не позволили ей развернуться в полной мере.

На данный момент существует 3 основных технологии магнитного подвеса поездов:

1. На сверхпроводящих магнитах (электродинамическая подвеска, EDS);
2. На электромагнитах (электромагнитная подвеска, EMS);
3. На постоянных магнитах; это новая и потенциально самая экономичная система.

Состав левитирует за счёт отталкивания одинаковых магнитных полюсов и, наоборот, притягивания противоположных полюсов. Движение осуществляется линейным двигателем , расположенным либо на поезде, либо на пути, либо и там, и там. Серьёзной проблемой проектирования является большой вес достаточно мощных магнитов, поскольку требуется сильное магнитное поле для поддержания в воздухе массивного состава.

Достоинства маглева:

• теоретически самая высокая скорость из тех, которые можно получить на общедоступном (не спортивном) наземном транспорте;
• большие перспективы по достижению скоростей, многократно превышающие скорости, используемые в реактивной авиации;
• низкий шум.

Недостатки маглева:

• высокая стоимость создания и обслуживания колеи - стоимость постройки одного километра маглев-колеи сопоставима с проходкой километра тоннеля метро закрытым способом;
• создаваемое электромагнитное поле может оказаться вредным для поездных бригад и окрестных жителей. Даже тяговые трансформаторы, применяемые на электрифицированных переменным током железных дорогах, вредны для машинистов. Но в данном случае напряжённость поля получается на порядок больше. Также, возможно, линии маглева будут недоступны для людей, использующих кардиостимуляторы;
• рельсовые пути стандартной ширины, перестроенные под скоростное движение, остаются доступными для обычных пассажирских и пригородных поездов. Высокоскоростной путь маглева же ни для чего другого не пригоден; потребуются дополнительные пути для низкоскоростного сообщения.

Наиболее активные разработки маглева ведут Германия и Япония.

*Справка: Что такое синкансэн?
Синкансэн - так называется высокоскоростная сеть железных дорог в Японии, предназначенная для перевозки пассажиров между крупными городами страны. Принадлежит компании Japan Railways. Первая линия была открыта между Осакой и Токио в 1964 году - Токайдо-синкансэн. Эта линия является самой загруженной высокоскоростной железнодорожной линией в мире. На ней перевозится порядка 375 000 пассажиров ежедневно.

"Поезд-пуля" - одно из названий для поездов синкансэн. Поезда могут иметь до 16 вагонов. Каждый вагон достигает длины 25 метров, исключение составляют головные вагоны, длина которых обычно чуть больше. Общая длина поезда составляет порядка 400 метров. Станции для таких поездов тоже очень длинные и специально приспособлены под эти поезда.

В Японии маглевы часто называются "риниа:ка:" (по-японски リニアカー), происходящее от английского "linear car" из-за используемого на борту линейного двигателя.

JR-Maglev использует электродинамическую подвеску на сверхпроводящих магнитах (EDS), установленных как на поезде, так и на трассе. В отличие от немецкой системы Transrapid , JR-Maglev не использует схему монорельса: поезда движутся в канале между магнитами. Такая схема позволяет развивать бо́льшие скорости, обеспечивает большую безопасность пассажиров в случае эвакуации и простоту в эксплуатации.

В отличие от электромагнитной подвески (EMS), поездам созданным по технологии EDS требуются дополнительные колёса при движении на малых скоростях (до 150 км/ч). При достижении определённой скорости колёса отделяются от земли и поезд "летит" на расстоянии нескольких сантиметров от поверхности. В случае аварии колёса также позволяют осуществить более мягкую остановку поезда.

Для торможения в обычном режиме используются электродинамические тормоза. Для экстренных случаев поезд оборудован выдвигающимися аэродинамическими и дисковыми тормозами на тележках.

Поездка в маглеве с максимальной скоростью 501 км/ч. В описании указано, что видео сделано в 2005 году:

На линии в Яманаси проходят испытания нескольких составов с разными формами носового обтекателя: от обычного заострённого, до практически плоского, длиной 14 метров, призванного избавиться от громкого хлопка, сопровождающего въезд поезда в тоннель на большой скорости. Поезд маглев может полностью управляться компьютером. Машинист осуществляет контроль за работой компьютера и получает изображение пути через видеокамеру (кабина машиниста не имеет окон переднего обзора).

Технология JR-Maglev дороже аналогичной разработки Transrapid, реализованной в Китае (линия до Шанхайского аэропорта), так как требует больших затрат на оборудование трассы сверхпроводящими магнитами и прокладку тоннелей в горах взрывным способом. Общая стоимость проекта может составить 82,5 млрд долларов США. Если проложить линию вдоль прибрежной трассы Токайдо, это потребует меньших затрат, однако потребует строительства большого количества тоннелей малой протяжённости. Несмотря на то, что сам магнитно-левитационный поезд бесшумен, каждый въезд в тоннель на большой скорости будет вызывать хлопок, сравнимый по громкости с взрывом, поэтому прокладка линии в густонаселённых районах невозможна.

Правообладатель иллюстрации AFP Image caption Расстояние в 280 километров поезд будет преодолевать всего 40 минут

Японский поезд на магнитной подушке, или маглев, побил собственный рекорд скорости, разогнавшись до 603 км/ч в ходе испытаний вблизи Фудзиямы.

Предыдущий рекорд - 590км/ч – был поставлен им на прошлой неделе.

Компания JR Central, которой принадлежат эти составы, намеревается выпустить их на маршрут Токио-Нагоя к 2027 году.

Расстояние в 280 километров поезд будет преодолевать всего за 40 минут.

При этом, по словам руководства компании, возить пассажиров на максимальной скорости не будут: он будет разгоняться "лишь" до 505 км/ч. Но и это заметно выше, чем скорость самого быстрого на сегодняшний день японского поезда "Синкансэн", покрывающего за час расстояние в 320 км.

Стоимость строительства скоростной магистрали до Нагои составит почти 100 млрд долларов, это объясняется тем, что более 80% пути будет пролегать по тоннелям.

Ожидается, что к 2045 году поезда маглев будут преодолевать расстояние от Токио до Осаки всего за час, сократив время в пути вдвое.

Новая страница истории

Media playback is unsupported on your device

Понаблюдать за испытаниями сверхскоростного поезда собралось около 200 энтузиастов.

"У меня аж мурашки по коже, так хочется поскорее прокатиться на этом поезде, - заявила телекомпании NHK одна из зрительниц. – Для меня как будто открылась новая страница истории".

"Чем быстрее движется поезд, тем более он устойчив, так что качество поездки на мой взгляд улучшилось", - поясняет глава исследовательского отдела компании JR Central Ясукадзу Эндо.

В Японии уже давно существует сеть высокоскоростных дорог на стальных рельсах "Синкансэн". Однако инвестируя в новую технологию поездов на магнитной подушке, японцы надеются, что смогут экспортировать ее за рубеж.

Ожидается, что в ходе визита в США премьер-министр Японии Синдзо Абэ выступит с предложением помощи в строительстве высокоскоростной магистрали между Нью-Йорком и Вашингтоном.

Zoom -презентация: http://zoom.pspu.ru/presentations/145

1. Назначение

Поезд на магнитной подушке или маглев (от англ. magnetic levitation, т.е. «maglev» - магнитоплан) – это поезд на магнитном подвесе, движимый и управляемый магнитными силами, предназначенный для перевозки людей (рис. 1). Относиться к технике пассажирского транспорта. В отличие от традиционных поездов, в процессе движения он не касается поверхности рельса .

2. Основные части (устройство) и их назначение

Существуют разные технологические решения в разработке данной конструкции (см. п.6). Рассмотрим принцип действия магнитной подушки поезда «Трансрапид» на электромагнитах (электромагнитная подвеска, EMS ) (рис. 2).

Электронно-управляемые электромагниты (1) прикреплены к металлической «юбке» каждого вагона. Они взаимодействуют с магнитами на нижней стороне специального рельса (2), в результате чего поезд зависает над рельсом. Другие магниты обеспечивают боковое выравнивание. Вдоль пути уложена обмотка (3), которая создает магнитное поле, приводящее поезд в движение (линейный двигатель).

3. Принцип действия

В основе принципа действия поезда на магнитном подвесе лежат следующие физические явления и законы:

явление и закон электромагнитной индукции М. Фарадея

правило Ленца

закон Био-Савара-Лапласа

В 1831 году английский физик Майкл Фарадей открыл закон электромагнитной индукции , согласно которому изменение магнитного потока внутри проводящего контура возбуждает в этом контуре электрический ток даже при отсутствии в контуре источника питания . Оставленный Фарадеем открытым вопрос о направлении индукционного тока вскоре решил российский физик Эмилий Христианович Ленц.

Рассмотрим замкнутый круговой токопроводящий контур без подключенной батареи или иного источника питания, в который северным полюсом начинают вводить магнит. Это приведет к увеличению магнитного потока, проходящего через контур, и, согласно закону Фарадея, в контуре возникнет индуцированный ток. Этот ток, в свою очередь, согласно закону Био-Савара будет генерировать магнитное поле, свойства которого ничем не отличаются от свойств поля обычного магнита с северным и южным полюсами. Ленцу как раз и удалось выяснить, что индуцированный ток будет направлен таким образом, что северный полюс генерируемого током магнитного поля будет ориентирован в сторону северного полюса вдвигаемого магнита. Поскольку между двумя северными полюсами магнитов действуют силы взаимного отталкивания, наведенный в контуре индукционный ток потечет именно в таком направлении, что будет противодействовать введению магнита в контур. И это лишь частный случай, а в обобщенной формулировке правило Ленца гласит, что индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать вызвавшей его первопричине.

Правило Ленца сегодня как раз и используется в поезде на магнитной подушке. Под днищем вагона такого поезда смонтированы мощные магниты, расположенные в считанных сантиметрах от стального полотна (рис. 3). При движении поезда магнитный поток, проходящий через контур полотна, постоянно меняется, и в нем возникают сильные индукционные токи, создающие мощное магнитное поле, отталкивающее магнитную подвеску поезда (аналогично тому, как возникают силы отталкивания между контуром и магнитом в вышеописанном опыте). Сила эта настолько велика, что, набрав некоторую скорость, поезд буквально отрывается от полотна на несколько сантиметров и, фактически, летит по воздуху .

Состав левитирует за счёт отталкивания одинаковых полюсов магнитов и, наоборот, притягивания разных полюсов. Создатели поезда «Трансрапид» (рис.1) приме­нили неожиданную схему магнитной подвески. Они использовали не от­талкивание одноимённых полюсов, а притягивание разноимённых. Подвесить груз над магнитом несложно (эта система устойчива), а под магни­том - практически невозможно. Но если взять управляемый электромаг­нит, ситуация меняется. Система кон­троля сохраняет величину зазора между магнитами постоянной в несколько миллиметров (рис. 3). При увели­чении зазора система повышает си­лу тока в несущих магнитах и таким образом «подтягивает» вагон; при уменьшении - понижает силу тока, и зазор увеличивается. Схема облада­ет двумя серьёзными преимущества­ми. Путевые магнитные элементы защищены от погодных воздейст­вий, а их поле существенно слабее за счёт малого зазора между путём и составом; оно требу­ет токов гораздо меньшей силы. Сле­довательно, поезд такой конструкции оказывается гораздо более эконо­мичным .

Движение поезда вперед осуществляется линейным двигателем . Такой двигатель имеет ротор и статор, растянутые в полосы (в обычном электромоторе они свёр­нуты в кольца). Обмотки статора включаются поочерёдно, создавая бе­гущее магнитное поле. Статор, укреп­лённый на локомотиве, втягивается в это поле и движет весь состав (рис. 4, 5). . Ключевым элементом технологии является смена полюсов на электромагнитах путем попеременной подачи и снятия тока с частотой 4000 раз в секунду. Зазор между статором и ротором для получения надежной работы не должен превышать пяти миллиметров. Это труднодостижимо из-за свойственной всем типам монорельсовых дорог, кроме дорог с боковой подвеской, раскачки вагонов во время движения, особенно при прохождении поворотов. Поэтому необходима идеальная путевая инфраструктура.

Устойчивость системы обеспечивается автоматическим регулированием тока в обмотках намагничивания: датчики постоянно замеряют расстояние от поезда до пути и соответственно ему меняется напряжение на электромагнитах (рис. 3) . Сверхбыстродействующие системы управления контролировать зазор между дорогой и поездом.

Единственной тормозящей силой является сила аэродинамического сопротивления.

Итак, схема движения поезда на магнитной подвеске: под вагоном установлены несущие электромагниты, а на рельсе - катушки линейного электродвигателя. При их взаимодействии возникает сила, которая приподнимает вагон над дорогой и тянет его вперёд. Направление тока в обмотках непрерывно меняется, переключая магнитные поля по мере движения поезда .

Несущие магниты питаются от бортовых аккумуляторов (рис.4), которые подзаряжаются на каждой станции. Ток на линейный электродвигатель, разгоняющий поезд до самолётных скоростей, подаётся только на том участке, по которому идёт поезд (рис. 6 а). Достаточно сильное магнитное поле состава будет наводить ток в путевых обмотках, а те, в свою очередь, - создавать магнит­ное поле.

Туда, где поезд увеличивает скорость или идет в гору, энергия подается с большей мощностью. Если нужно затормозить или ехать в обратном направлении, магнитное поле меняет вектор .

Ознакомьтесь с видеофрагментами «Закон электромагнитной индукции », «Электромагнитная индукция » «Опыты Фарадея ».

Рис. 6. б Кадры из видеофрагментов «Закон электромагнитной индукции», «Электромагнитная индукция» «Опыты Фарадея».

Первый поезд на магнитной подушке перевез группу пассажиров в рамках проходившей в Германии Международной транспортной выставки IVA 1979 года. Но мало кто знает, что в том же году свои первые метры по испытательной трассе проехал другой маглев — советский, модель ТП-01. Особо удивительно, что советские маглевы сохранились до наших дней, — они пылятся на задворках истории более 30 лет.

Опыты с транспортом, работающим по принципу магнитной левитации, начались еще до войны. В разные годы и в разных странах появлялись действующие прототипы левитирующих поездов. В 1979-м немцы представили систему, которая за три месяца работы перевезла более 50 000 пассажиров, а в 1984-м в международном аэропорту города Бирмингем (Великобритания) появилась первая в истории постоянная линия для поездов на магнитной подушке. Изначальная длина трассы составляла 600 м, а высота левитации не превышала 15 мм. Система вполне успешно эксплуатировалась на протяжении 11 лет, но затем участились технические отказы из-за состарившегося оборудования. А поскольку система была уникальной, практически любую запчасть приходилось изготовлять по индивидуальному заказу, и было принято решение закрыть линию, приносившую сплошные убытки.

1986 год, ТП-05 на полигоне в Раменском. 800-метровый участок не позволял разогнаться до крейсерских скоростей, но первичные «заезды» этого и не требовали. Вагон, построенный в крайне сжатые сроки, обошёлся почти без «детских болезней», и это было хорошим результатом.

Помимо британцев, серийные магнитные поезда вполне успешно запустили все в той же Германии — компания Transrapid эксплуатировала подобную систему длиной 31,5 км в районе Эмсланд между городами Дерпен и Латен. История эмсландского маглева, правда, закончилась трагически: в 2006 году по вине техников произошла серьезная авария, в которой погибло 23 человека, и линию законсервировали.

В Японии сегодня эксплуатируется две системы магнитной левитации. Первая (для городских перевозок) использует систему электромагнитного подвеса для скоростей до 100 км/ч. Вторая, более известная, SCMaglev, предназначена для скоростей более 400 км/ч и основана на сверхпроводящих магнитах. В рамках этой программы построено несколько линий и установлен мировой рекорд скорости для железнодорожного транспортного средства, 581 км/ч. Буквально два года назад было представлено новое поколение японских поездов на магнитном подвесе — L0 Series Shinkansen. Кроме того, система, аналогичная немецкому «Трансрапиду», работает в Китае, в Шанхае; в ней также используются сверхпроводящие магниты.

Салон ТП-05 имел два ряда сидений и центральный проход. Вагон широкий и при этом на удивление низкий — редактор ростом 184 см практически касался головой потолка. В кабине водителя стоять было невозможно.

А в 1975 году началась разработка первого советского маглева. Сегодня о нем практически забыли, но это очень важная страница технической истории нашей страны.

Поезд будущего

Он стоит перед нами — большой, футуристического дизайна, похожий скорее на космический корабль из научно-фантастического фильма, нежели на транспортное средство. Обтекаемый алюминиевый кузов, сдвижная дверь, стилизованная надпись «ТП-05» на борту. Экспериментальный вагон на магнитном подвесе стоит на полигоне неподалеку от Раменского уже 25 лет, целлофан покрыт густым слоем пыли, под ним — удивительная машина, которую чудом не разрезали на металл по доброй русской традиции. Но нет, он сохранился, и сохранился ТП-04, его предшественник, предназначенный для испытаний отдельных узлов.

Экспериментальный вагон в цеху — уже в новой раскраске. Его перекрашивали несколько раз, а для съёмок в фантастическом короткометражном фильме сделали на борту большую надпись Fire-ball.

Разработка маглева уходит корнями в 1975 год, когда при Миннефтегазстрое СССР появилось производственное объединение «Союзтранспрогресс». Несколькими годами позже стартовала государственная программа «Высокоскоростной экологически чистый транспорт», в рамках которой и началась работа над поездом на магнитной подушке. С финансированием было очень неплохо, под проект построили специальный цех и полигон института ВНИИПИтранспрогресс с 120-метровым участком дороги в подмосковном Раменском. А в 1979 году первый вагон на магнитной подушке ТП-01 успешно прошел испытательную дистанцию своим ходом — правда, еще на временном 36-метровом участке завода «Газстроймашина», элементы которого позже «переехали» в Раменское. Обратите внимание — одновременно с немцами и раньше многих других разработчиков! В принципе, СССР имел шансы стать одной из первых стран, развивающих магнитный транспорт, — работой занимались настоящие энтузиасты своего дела во главе с академиком Юрием Соколовым.

Магнитные модули (серые) на рельсе (оранжевом). Прямоугольные бруски по центру фотографии — это как раз датчики зазора, отслеживающие неровности поверхности. Электронику с ТП-05 сняли, но магнитное оборудование осталось, и, в принципе, вагон снова можно запустить.

Экспедицию «Популярной механики» возглавил не кто иной, как Андрей Александрович Галенко, генеральный директор ОАО инженерно-научного центра «ТЭМП». «ТЭМП» — это та самая организация, экс-ВНИИПИтранспрогресс, отделение канувшего в Лету «Союзтранспрогресса», а Андрей Александрович работал над системой с самого начала, и вряд ли кто мог бы рассказать о ней лучше него. ТП-05 стоит под целлофаном, и первым делом фотограф говорит: нет, нет, мы не сможем это сфотографировать, тут же ничего не видно. Но затем мы стягиваем целлофан — и советский маглев впервые за долгие годы предстает перед нами, не инженерами и не сотрудниками полигона, во всей красе.

Зачем нужен маглев

Разработку транспортных систем, работающих на принципе магнитной левитации, можно разделить на три направления. Первое — это машины с расчетной скоростью до 100 км/ч; в таком случае наиболее оптимальной является схема с левитационными электромагнитами. Второе — это пригородный транспорт со скоростями 100−400 км/ч; здесь целесообразнее всего использовать полноценный электромагнитный подвес с системами боковой стабилизации. И наконец, самая «модная», если так можно выразиться, тенденция — поезда дальнего сообщения, способные разгоняться до 500 км/ч и выше. В этом случае подвеска должна быть электродинамической, на сверхпроводящих магнитах.

ТП-01 относился к первому направлению и испытывался на полигоне вплоть до середины 1980 года. Масса его составляла 12 т, длина — 9 м, а вмещал он 20 человек; зазор подвеса при этом был минимален — всего 10 мм. За ТП-01 последовали новые градации испытательных машин — ТП-02 и ТП-03, путь удлинили до 850 м, потом появился вагон-лаборатория ТП-04, предназначенный для исследования работы линейного тягового электропривода. Будущее советских маглевов казалось безоблачным, тем более что в мире, помимо Раменского, существовало всего два подобных полигона — в Германии и Японии.

Раньше ТП-05 был симметричным и мог двигаться как вперёд, так и назад; пульты управления и лобовые стёкла были с обеих его сторон. Сегодня пульт сохранился только со стороны цеха — второй демонтировали за ненадобностью.

Принцип работы левитирующего поезда относительно прост. Состав не касается рельса, находясь в состоянии парения, — работает взаимное притяжение или отталкивание магнитов. Проще говоря, вагоны висят над плоскостью пути благодаря вертикально направленным силам магнитной левитации, а от боковых кренов удерживаются с помощью аналогичных сил, направленных горизонтально. При отсутствии трения о рельс единственной «преградой» для движения становится аэродинамическое сопротивление — многотонный вагон теоретически может сдвинуть с места даже ребенок. В движение поезд приводится линейным асинхронным двигателем, аналогичным тому, что работает, например, на московском монорельсе (к слову, этот двигатель разработан как раз ОАО ИНЦ «ТЭМП»). Подобный двигатель имеет две части — первичная (индуктор) установлена под вагоном, вторичная (реактивная шина) — на путях. Электромагнитное поле, создаваемое индуктором, взаимодействует с шиной, двигая поезд вперед.

К преимуществам маглева в первую очередь относится отсутствие иного сопротивления, кроме аэродинамического. Кроме того, минимален износ оборудования из-за незначительного количества подвижных элементов системы в сравнении с классическими поездами. К недостаткам — сложность и дороговизна путей. Например, одной из проблем является безопасность: маглев нужно «поднимать» на эстакаду, а если есть эстакада, значит, необходимо продумать возможность эвакуации пассажиров в случае экстренной ситуации. Впрочем, вагон ТП-05 планировался к эксплуатации на скоростях до 100 км/ч и имел относительно недорогую и технологичную путевую структуру.

1980-е. Инженер ВНИИПИ-транспрогресс работает за ЭВМ. Оборудование цеха на то время было самым современным — финансирование программы «Высокоскоростной экологически чистый транспорт» осуществлялось без серьёзных сбоев даже в перестроечные времена.

Все с нуля

Разрабатывая серию ТП, инженеры всё, по сути, делали «с нуля». Выбирали параметры взаимодействия магнитов вагона и пути, затем взялись за электромагнитную подвеску — работали над оптимизацией магнитных потоков, динамикой движения и т. д. Основным достижением разработчиков можно назвать созданные ими так называемые магнитные лыжи, способные компенсировать неровности пути и обеспечить комфортную динамику движения вагона с пассажирами. Адаптация к неровностям реализовывалась с помощью небольших по размеру электромагнитов, связанных шарнирами в нечто подобное цепям. Схема была сложной, но значительно более надежной и работоспособной, чем при жестко закрепленных магнитах. Контроль за системой осуществлялся благодаря датчикам зазора, которые отслеживали неровности пути и давали команды силовому преобразователю, уменьшавшему или увеличивающему ток в конкретном электромагните, а значит, и подъемную силу.

ТП-01, первый советский маглев, 1979 год. Здесь вагон стоит ещё не в Раменском, а на коротком, 36-метровом участке пути, построенном на полигоне завода «Газстроймашина». В том же году первый подобный вагон продемонстрировали немцы — советские инженеры шли в ногу со временем.

Именно эта схема и была опробована на ТП-05 — единственном построенном в рамках программы вагоне «второго направления», с электромагнитным подвесом. Работу над вагоном вели очень быстро — его алюминиевый корпус, например, сделали буквально за три месяца. Первые испытания ТП-05 прошли в 1986 году. Он весил 18 т, вмещал 18 человек, остальная часть вагона была занята испытательным оборудованием. Предполагалось, что первая дорога с использованием таких вагонов на практике будет построена в Армении (из Еревана в Абовян, 16 км). Скорость должны были довести до 180 км/ч, вместимость — до 64 человек на вагон. Но вторая половина 1980-х внесла свои коррективы в радужное будущее советского маглева. В Британии к тому времени уже запустили первую постоянную систему на магнитной подушке, мы могли бы догнать англичан, если бы не политические перипетии. Другой причиной свертывания проекта стало землетрясение в Армении, приведшее к резкому сокращению финансирования.

Проект В250 — скоростной маглев «Москва — Шереметьево». Аэродинамика была разработана в ОКБ Яковлева, причём были изготовлены полноразмерные макеты сегмента с креслами и кабины. Расчётная скорость — 250 км/ч — была отражена в индексе проекта. К сожалению, в 1993 году амбициозная идея разбилась об отсутствие финансирования.

Предок «Аэроэкспресса»

Все работы по серии ТП были свернуты в конце 1980-х, а с 1990 года ТП-05, успевший к тому времени сняться в научно-фантастической короткометражке «С роботами не шутят», был поставлен на вечный прикол под целлофаном в том самом цеху, где его построили. Мы стали первыми журналистами за четверть века, кто увидел эту машину «вживую». Внутри сохранилось практически все — от пульта управления до обивки кресел. Реставрация ТП-05 не так сложна, как могла бы быть — он стоял под крышей, в хороших условиях и заслуживает место в музее транспорта.

В начале 1990-х ИНЦ «ТЭМП» продолжил тему маглева, теперь уже по заказу правительства Москвы. Это была идея «Аэроэкспресса», скоростного поезда на магнитной подушке для доставки жителей столицы прямо в аэропорт Шереметьево. Проект получил название В250. Опытный сегмент поезда показали на выставке в Милане, после чего в проекте появились иностранные инвесторы и инженеры; советские специалисты ездили в Германию для изучения заграничных наработок. Но в 1993-м из-за финансового кризиса проект был свернут. 64-местные вагоны для Шереметьево остались только на бумаге. Впрочем, некоторые элементы системы были созданы в натурных образцах — узлы подвески и ходовой части, приборы бортовой системы электроснабжения, начались даже испытания отдельных блоков.

Самое интересное, что наработки для маглевов в России есть. ОАО ИНЦ «ТЭМП» работает, реализуются различные проекты для мирной и оборонной отраслей, есть испытательный участок, есть опыт работы с подобными системами. Несколько лет назад благодаря инициативе ОАО «РЖД» разговоры о маглеве снова перешли в стадию проектных разработок — правда, продолжение работ поручено уже другим организациям. К чему это приведет, покажет время.

За помощь в подготовке материала редакция выражает благодарность генеральному директору ИТЦ «Транспорт электромагнитный пассажирский» А.А. Галенко.

Ровно 50 лет назад, в октябре 1964-го года в Японии был запущен первый в мире сверхскоростной поезд “Синкансен” (aka bullet-train), способной развивать скорость до 210 км/ч и навсегда ставший одним из символом “новой” Японии и ее растущей экономической мощи. Первая линия соединила два крупнейших японских города – Токио и Осаку, сократив минимальное время путешествия между ними с 7,5 до 4 часов.

Сегодня пост про скоростные японские поезда. Это предпоследний пост, который стал результатом прошлогодней поездки в Японию. На следующей неделе будет еще токийский трамвай. Без ложной скромности скажу, что этот пост про поезда - один из лучших моих постов. На его подготовку ушло много времени, чтобы собрать и перевести всю информацию. Сам перечитал его раза 3 ;)

“Синкансен” на фоне горы Фудзи – один из самых узнаваемых пейзажей современной Японии.

В буквальном переводе с японского слово “Синкансен” означает “новая магистраль”. До появления скоростных поездов железные дороги в Японии были узкоколейными (1067 мм), и имели много изгибов ввиду особенностей местного рельефа. На таких дорогах возможность развивать высокие скорости была слишком ограничена. Для “Синкансена” были специально спроектированы новые линии, уже со стандартной шириной колеи в 1435 мм.

Почему Япония изначально отклонилась от международного стандарта до сих пор не до конца понятно. Считается, что это было решением некого господина Окубо, который был ответственным лицом на момент начала строительства первой железной дороги в Японии. Конечно, узкая колея обходилась дешевле, да и сами поезда были меньше и экономичнее в производстве. Однако, вместе с этим это еще и означало меньшую грузоподъемность и невысокую скорость. Поэтому целесообразность этого решения для японцев остается под большим вопросом. В начале 20-го века предлагались проекты по перестройке полотна по международному стандарту, и хотя поддерживающих эту идею было немало, вместо этого было решено потратить средства на прокладку новых направлений. Так, узкая колея распространилась по всей Японии, что до сих пор доставляет немало неудобств.

Сторонникам широкой колеи удалось воплотить свои проекты в жизнь на железной дороге, проложенной японцами в начале 30-х гг. в колонизированной Южной Маньчжурии. В 1934 г. между городами Далянь и Чанчунь (700 км) был запущен легендарный “Азия-Экспресс”, показательный символ японской империалистической мощи того времени. Способный развивать скорость более 130 км/ч, он намного превосходил железнодорожную систему Китая того времени, и даже был намного быстрее самого быстрого экспресса в самой Японии. Да и в мировых масштабах “Азия-Экспресс” имела внушительные характеристики. Например, первые в мире кондиционированные вагоны были оборудованы именно в ней. Вагон-ресторан был оборудован холодильниками, также имелся особый вагон – обзорная площадка с окнами по всему периметру, обставленный кожаными креслами и книжными полками.

Азия-Экспресс

Вероятно, этот пример стал окончательным аргументом в пользу широкой колеи и дал начало первым проектам скоростной железной дороги в Японии. В 1940-м году правительство Японии утвердило невероятный по своим масштабам проект. Уже тогда проект предполагал создание поезда, способного развивать скорость до 200 км/ч, но японское правительство не собиралась ограничиваться прокладкой линий лишь на территории Японии. Предполагалось проложить подводный тоннель до Корейского полуострова и протянуть пути аж до Пекина. Строительство уже было частично начато, однако начавшаяся вскоре война и последовавшее ухудшение военных и политических позиций Японии положило конец имперским амбициям. В 1943 г. проект был свернут, тот же год стал последним и для “Азии-Экспресс”. Тем не менее, некоторые участки линий “Синкансен”, эксплуатируемой сегодня, были построены еще в довоенные годы.

О строительстве “Синкансена” снова заговорили через 10 лет после войны. Бурный экономический рост создал большой спрос на грузовые и пассажирские перевозки по стране. Однако, идея возродить проект оказалась совершенна непопулярна и подверглась резкой критике. На тот момент было сильно мнение, что авто- и авиатранспорт вытеснят железнодорожный в скором времени, как это случилось, например, в США и некоторых европейских странах. Проект снова оказался под угрозой срыва.

В 1958 г. между Токио и Осакой, по пока еще узкой колее, был запущен прямой предок “Синкансена” – бизнес-экспресс “Кодама”. При максимальной скорости в 110 км/ч он преодолевал расстояние между городами за 6,5 часов, сделав возможным однодневные командировки. В Японии, где культура ведения бизнеса базируется на личных встречах, это было очень удобным решением. Тем не менее, прослужил он совсем недолго. Невероятная популярность “Кодамы” не оставила ни у кого сомнений в необходимости в скоростных линиях, и менее чем через год правительство окончательно утвердило проект строительства “Синкансена”.

Бизнес-экспресс “Кодама”, 1958-1964 гг.

Распространено мнение, что запуск “Синкансена” был запланирован к открытию Олимпийских игр в Токио, однако японцы это отрицают. Строительство линий “Синкансен” началось в марте 1959 г., более чем за месяц до того, как Токио был выбран городом проведения игр. Однако Олимпиада пришлась очень кстати. Изначально заявленный бюджет на строительство “Синкансена” был заведомо слишком мал и все об этом знали, но заявлять реальные цифры было слишком рискованно. Кредит, выделенный Всемирным Банком под достаточно низкий процент, не покрывал и половины расходов. Реальную стоимость, которая, в итоге, превысила заявленную почти в 2,5 раза удалось покрыть, “выпросив” денег у государства, якобы чтобы успеть к открытию Олимпиады!

Ранним утром 1 октября 1964 г. на станции Токио прошла церемония первого запуска “Синкансена” со специально построенной платформы номер 19. Платформу пышно украсили красно-белыми лентами и традиционным японским бумажным шаром “кусудама”. Тронувшийся поезд разорвал ленты, шар раскрылся и из него на волю выпорхнули 50 белоснежных голубей. Дальше была музыка, фейерверки и всеобщее ликование тысяч японцев, не поленившихся посетить в 5 утра столь знаковое событие. Вечером того же дня фотографии “Синкансена” появились на первых страницах всех крупных изданий страны под громкими заголовками, вещающими о начале новой эпохи в истории Японии, да и, чего уж скромничать, всего мира.

Церемония запуская первого “Синкансена”. Токио, 1964г.

Чувство национальной гордости за “Синкансен” не обходило стороной ни одного японца, а сам император, говорят, сочинил про него то ли песню то ли оду.

В 1975 г. Японию посетила королева страны-родины железной дороги. Речь идет, конечно же, об Англии. Королевская чета прибыла с дружеским визитом к императору, и одним из первых пунктов в программе развлечений стояла поездка на “чудо-поезде” до Киото. Для Японии это был прекрасный повод похвастаться, но такого редкого шанса не могли упустить и ушлые японские профсоюзы. Буквально сразу по приезду королевы рабочие устроили первую в истории японской железной дороги забастовку. Одним словом, все водители “Синкансена”, коих было 1100 человек, отказались катать королеву, пока не будут выполнены требования профсоюза. Естественно, загнанное в угол начальство требования быстро выполнило, но прокатиться на “Синкансене” королеве удалось только уже на пути обратно. Череда неудач на этом не закончилось. В день, когда королева должна была сесть на поезд, шел сильный ливень и поезд опоздал на целых 2 минуты. В общем, получилось ли произвести на Елизавету II впечатление или нет – неизвестно, но говорят, на забастовку она совсем не обиделась, а приняла все с юмором. Сказала, ей самой к забастовкам не привыкать.

Поезда “Синкансен”, разрисованные краской в знак протеста.

Вопреки скептическим ожиданиям, “Синкансен” оказался невероятно успешным и достаточно быстро окупил затраты на строительство. Всего через 8 лет была открыта вторая линия. Уже к 1981 г. долг по кредиту Всемирному Банку был полностью покрыт. Более того, на сегодняшний день “Синкансен” обеспечивает до 80% прибыли Japan Railways. На данный момент существует 8 линий “Синкансен” общей протяженностью почти 3000 км и они продолжают строиться.

Схема линий “Синкансен”

Конечно, за 50 лет своего существования “Синкансен” прошел немаленький эволюционный путь, хоть и не всегда безоблачный.

В 80-е гг. 575 жителей города Нагоя, чьи дома были расположены вдоль путей, подали в суд на руководство “Синкансена” с жалобой на шум и сильные вибрации. Сразу после этого стали внедряться технологии по снижению уровня шума и вибраций, улучшению качества железнодорожного полотна. Было также введено правило сбрасывать скорость при проезде через густонаселенные районы.

Сегодня, “Синкансены” практически бесшумны, пути часто проходят в непосредственной близости от зданий, не причиняя особого дискомфорта. Еще одной ступенью в развитии стали технологии в сфере энергосбережения. А все потому, что Япония, в которой 99,7% нефти импортируется (не из России), оказывалась очень чувствительна к неоднократным нефтяным шокам. Так, под давлением как внешних, так и внутренних факторов в лице сверхтребовательных японцев, “Синкансен” стремительно совершенствовался. Тем не менее, самая первая модель поезда была бессменной до 1982 г., и даже после появления новых моделей оставалась в эксплуатации аж до 2008 г.

В 1987 г. Японские национальные железные дороги были приватизированы, вместо государственной монополии появилось 5 новых независимых компаний. Здоровая конкуренция дала новый толчок развитию технологий и качества сервиса.

В поездах появились так называемые “зеленые вагоны”, сопоставимые по уровню с бизнес-классом в самолетах. Собственно, авиакомпании и были и остаются до сих пор главными конкурентами “Синкансена”. Эти вагоны стали своебразным индикатором экономической ситуации в стране. Во времена расцвета многие компании покупали своим работникам для командировок места в “зеленых вагонах”, а вот при упадке экономики те обычно пустовали.

Сейчас интерьер вагона выглядит так:

Билеты бывают с местом и без. В вагонах без места возможно придется сидеть в серединке, зато дешевле;)

Туалет:

На станции висит схема поезда, так что сразу понятно, какой вагон тебе нужен:

На посадку все стоят в аккуратных очередях. На перроне нарисованы линии для очередей в каждый вагон.

Соревновались компании также и в изысканности питания на борту. Вообще, поедание “бенто” в “Синкансенах” стало своеобразной традицией, даже если дорога занимет всего пару часов. Их продают как на станциях, так и в самих поездах. На каждом участке есть свои уникальные “бенто”. До 2000 г. в поездах существовали вагоны-рестораны и вагоны-кафе, однако постоянно увеличивающийся поток пассажиров требовал больше сидячих мест. Начали появляться двухэтажные поезда, но и в них рестораны долго не продержались. Та же история коснулась и приватных купе, которые могли быть комнаткой на одного или целой конференц-комнатой на 4-5 человек. Экономические спад почти полностью уничтожил спрос на подобные вагоны.

Традиционный вокзальный “бенто” обед.

90-е гг. и конец экономики “мыльного пузыря” стали самыми нестабильными в истории развития “Синкансена”. К тому же, в 1995 г. в районе Осаки случилось землетрясение, и хотя сами поезда не пострадали, рельсы прилично погнулись. На восстановление понадобилось примерно 3 месяца. Но были и положительные моменты, как например Олимпиада-98 в Нагано, создавшая спрос на новые направления!

Не смотря на замедлившиеся темпы экономического роста, на протяжении всего этого это времени неизменно продолжали появляться новые, более совершенные модели поездов. Стали разрабатываться различные системы безопасности, в первую очередь, для защиты при землетрясениях. Сейчас в случае землетрясения срабатывает автоматическая система оповещения, которая тормозит поезда за доли секунды до самого толчка. Так, даже при сокрушительном землетрясении в 2011 г. не случилось ни одной аварии с поездами “Синкансен”, все они благополучно остановились в автоматическом режиме. Кстати, опасность землетрясений является одной из основных причин, по которым поезда ездят медленнее, чем могли бы технически.

Современные поезда “Синкансен”

Вагоны в поездах “Синкансен” не отсоединяются. Поэтому у них нет хвоста, зато всегда две головы!

Зато поезда могут соединяться между собой (чмок).

Кстати, красный круче и быстрее, поэтому он обычно тащит за собой зеленый.

Последняя модель вышла всего пару месяцев назад, в марте 2014.
Новорожденный E7

Есть еще один очень особенный поезд. Он называется “Doctor Yellow”. Говорят, что увидеть его – очень хорошая примета. Это такой специальный доктор, который осматривает и проверяет пути и другое сопутствующее оборудование на исправность несколько раз в месяц. Днем он ездит с той же скоростью, что и остальные поезда, дабы не мешать. А ночью он медленно и тщательно обследует все участки пути.

Начиная с 2000-х гг. японские технологии “Синкансен” стали активно экспортироваться за границу. На данный момент в азиатской регионе скоростные поезда имеют Китай, Тайвань и Южная Корея. Все эти страны, кроме Кореи, имеют скоростные железные дороги на основе японских технологий (Корея заимствовала технологии французской TGV). Экспортируются не только технологии, но и сами списанный японские составы.

Современные поезда “Синкансен” в Японии развивают максимальную скорость 270 км/ч, к следующему году планируется поднять до 285 км/ч, хотя тестовая скорость достигает более 440 км/ч. Время путешествия между Токио и Осакой теперь составляет менее 2,5 часов. Поезда оборудованы всем необходимым для комфортного путешествия – чистейшими туалетами, курилками, розетками у каждого сидения, иногда даже автоматами с напитками.

Линия Токайдо (Токио–Осака) является самой загруженной скоростной железнодорожной линией в мире и перевозит за год более 150 млн пассажиров. Поезда из Токио отбывают каждые 10 минут.

Несмотря на достаточно высокую стоимость, “Синканскен” не теряет популярности благодаря своей точности, быстроте, комфортабельности, высокому уровню сервиса, а самое главное, безопасности. За 50 лет службы не зарегистрировано ни одного инцидента повлекшего смерть или тяжелые травмы от скоростного поезда. Больше ни одна страна в мире не может похвастаться такими показателями безопасности скоростного железнодорожного транспорта. Статистика утверждает, что “Сапсан” убил более 20 человек только за первый год своей службы.

Хотя японский “Синкансен” остается одним из самых передовых транспортных средств в мире, работы по его усовершенствованию не останавливаются. В префектуре Яманаси есть специальный исследовательский центр, где создаются и тестируются новые технологии, в частности, JR-Maglev – японская система скоростных поездов на магнитной подвеске. Именно там в декабре 2003 года тестовый состав из трёх вагонов модификации MLX01 установил абсолютный рекорд скорости для железнодорожного транспорта - 581 км/ч.

Maglev MLX01-1

Вот и все)

Больше спасибо Мари Хуноян за помощь в подготовке этого поста. Она перевела кучу японских статей, чтобы помочь мне с текстом. Мари вообще отлично пишет и знает все про Японию. Она просила оставить свои контакты, чтобы вы могли если что, заказать у нее статьи или еще что-нибудь, но я не могу этого сделать. Сам буду заказывать, в Японии еще много всего интересного, что нам нужно описать! Скоро будут трамвайчики;)