Утричі швидше за швидкість звуку: експерти розповіли, як влаштовані вакуумні потяги (відео)

Магнітно-левітаційні та вакуумні потяги змінять транспортну систему нашої планети, впевнені журналісти видання Interesting Engineering. У своєму новому відео вони пояснили, як влаштовані такі транспортні засоби і які особливості вони мають.

"Потяги постійно розвиваються, як і будь-який інший вид транспорту. Спочатку вони оснащувалися паровими котлами, потім локомотиви перевели на дизельне паливо, а зараз залізницями їздить дедалі більше електропотягів. Але інженери не зупиняються на досягнутому та розробляють нові типи потягів. Одним із найперспективніших видів є машини на магнітних подушках, які їздять за допомогою магнітної левітації (маглів)", — пише ЗМІ.

Журналісти пояснили принцип роботи магліва. Щоб запустити такий транспорт, необхідно розмістити магнітні котушки вздовж усього шляху, які мають відштовхувати величезні магніти, встановлені на ходовій частині. В результаті утворюються магнітні поля, що змушують потяг буквально ширяти над землею, зберігаючи стійкість. Під час подачі електричного струму на стінки колії полярність котушок змінюється, а потяг рухається вперед завдяки утворенню додаткового магнітного поля.

Потяги магнітної левітації необхідно обладнати потужними надпровідними магнітами. Під час охолодження до екстремально низьких температур вони здатні генерувати магнітні поля досить сильні, щоб витримувати велику вагу вагонів і штовхати їх уперед із дуже великою швидкістю, яка є головною перевагою цього виду транспорту.

Завдяки магнітній подушці, потяг не торкається рейок, а тому не відчуває на собі силу тертя, яка значною мірою "гальмувала б" його. Наприклад, пікова швидкість японської експериментальної моделі 300X становить 443 км/год. Однак зараз японці випробовують маглів L0 Series, який розігнався до 603 км/год. А в Китаї, наприклад, прототип потяга магнітної левітації встановив рекорд 620 км/год у січні 2021 року.

Незважаючи на такі вражаючі результати, потяги можна зробити ще швидшими. Зводячи нанівець силу тертя, магнітна подушка все ж не може "боротися" з опором повітря, який теж сильно гальмує рух. Проблему можуть вирішити вакуумні труби або тунелі, з яких просто варто викачати повітря. У таких умовах потяги мають розвивати набагато більшу швидкість за менших витрат енергії.

"За розрахунками фізиків, вакуумні локомотиви зможуть розігнатися до 4000 км/год — це приблизно в 4 рази швидше за сучасні комерційні авіалайнери", — йдеться у матеріалі.

Однак постійний рух на такій швидкості завдасть значної шкоди людському організму через навантаження. Через це інженери пропонують першу половину шляху поступово розганяти потяг до максимальної швидкості, а потім так само знижувати її в міру наближення до місця призначення.

У 2013 році Ілон Маск запропонував концепцію вакуумного транспорту під назвою Hyperloop. Вона передбачає запуск трубами обтічних капсул, які будуть безпечні для пасажирів і зможуть їхати зі швидкістю 1223 км/год (зазначимо, що швидкість звуку становить 1224 км/год).

Тим часом, проєкт Virgin Hyperloop минулого року протестував свій вакуумний потяг з двома пасажирами на борту, і дуже успішно. Компанія планує розпочати комерційні перевезення до 2030 року.

Цілком можливо, що у майбутньому люди зможуть використовувати потяги, щоб подорожувати з континенту на континент, вважають журналісти.

"Ще у 2014 році Китай запропонував проєкт залізниці, що стартує на півночі країни, що перетинає Тихий океан по підводному тунелю, і завершується на території США. Вартість робіт оцінили у $200 млрд, а тривалість — мінімум 12 років", — підсумовує медіа.

Раніше в Німеччині запустили перший у світі електропотяг без машиніста — він проїхався залізницею в Гамбурзі. У грудні 2021 року Siemens і Deutsche Bahn введуть в експлуатацію 4 таких безпілотників, проєкт коштуватиме 60 млн євро.

Також ми повідомляли про те, що в США створено та поставлено на рейки вантажний потяг, що працює на акумуляторах.