В США создадут сверхзвуковой поезд по разработке советского учёного-политехника, предложенной им век назад
Американский бизнесмен Элон Маск собирается воплотить в жизнь разработку учёного Томского технологического института (ныне ТПУ) Бориса Вейнберга — электрический поезд на магнитной подушке, или электромагнитную железную дорогу без трения.
На днях в США Элон Маск презентовал основанный на трудах томского учёного, которые сейчас хранятся в музее ТПУ, проект транспорта будущего Hyperloop — вакуумного тоннеля, по которому почти со скоростью звука будут передвигаться капсулы с пассажирами, сообщает пресс-служба ТПУ. Тоннель соединит Лос-Анджелес и Сан-Франциско, 600 километров можно будет преодолеть за полчаса.
Пассажиров будут перевозить в специальных капсулах по системе труб практически со скоростью звука. Инженеры уверены: революционный проект составит конкуренцию гражданской авиации и железным дорогам. Hyperloop представляет собой большую стальную трубу, проложенную под землей или на поверхности, по которой будут летать алюминиевые челноки, достаточно крупные, чтобы вместить 28 человек или три автомобиля.
Элон Маск усовершенствовал идею, высказанную и разработанную в первое десятилетие XX века. Почти сто лет назад российский ученый Борис Вейнберг в Томском технологическом институте создал концепцию вакуумного поезда будущего. В его работе «Движение без трения» рассказывается о вагонах, которые силой электромагнитного поля движутся по медной трубе безо всякой опоры.
Публикация 1917 года, на которой изображена схема электрической дороги на магнитной подушке
«Идея Вейнберга заключалась в следующем: вагоны гипотетической железной дороги движутся внутри медной трубы, из которой выкачан воздух, чтобы его сопротивление не мешало движению вагонов. Трение вагонов о стенки трубы уничтожается тем, что они движутся не касаясь стенок, поддерживаемые в высоте силой электромагнитов. По проекту Вейнберга это можно обеспечить электромагнитами, расставленными над трубой вдоль своего пути, которые притягивали бы к себе железные вагоны, движущиеся вдоль трубы, и мешающими им падать», — говорится в рецензии на проект Вейнзберга, хранящейся в музее ТПУ.
Судя по сохранившимся документам, учёный-физик подробно рассмотрел все вопросы функционирования вакуумного поезда, и два года на кафедре общей физики Томского технологического института пытался в лабораторных условиях реализовать модель предложенной им железной дороги.
«В его опытах 10-килограммовый вагончик, выполненный из железной трубы с колёсами спереди и сзади, двигался внутри медной трубы диаметром 32 см, выполненной в виде кольца диаметром 6,5 м. В таких условиях вагончик развивал скорость шесть километров в час. Автор уверен, что если сделать соленоид станции отправления длиной 3 км, то легко можно достичь скорости 800-1000 километров в час», — говорится в рецензии.
Проект не получил практического воплощения в силу своей дороговизны, и ни одна страна не была готова ни в экономическом, ни в техническом, ни в кадровом плане подойти к решению этого проекта.
Спустя сто лет проект может быть воплощён. Как отмечают эксперты, «если проект удастся построить, и этому не помешают вопросы экологии, политики и огромных затрат, то это будет фантастический скачок вперёд, который откроет абсолютно новый рынок и предоставит невиданные по сей день возможности для пассажиров».
На воображаемой линии между Лос-Анджелесом и Сан-Франциско будет курсировать примерно семь десятков челноков, отправляемых с интервалом от 30 секунд (то есть отправиться в путь можно практически сразу же после посадки), сообщает «Компьютерра». Поездка будет комфортной во всех отношениях: после начального толчка, физически сравнимого с возникающим во время разгона пассажирского самолёта, в салоне воцаряются тишина и спокойствие.
Технически Hyperloop — электромагнитная пушка, «выстреливающая» челноком: бегущий ЭМ-импульс разгоняет капсулу с людьми до субзвуковой скорости (около 330 метров в секунду), поддерживает её на большей части пути, после чего так же проводит торможение (кинетическая энергия, преобразованная в электрическую, запасается). В свою очередь, челнок облегчает разгон и скольжение, всасывая воздух носовой частью (минус потери на лобовое сопротивление) и выбрасывая его через сопла металлических «лыж», под которыми образуется воздушная прослойка.
Всё дорогостоящее оборудование сосредоточено в челноке, тогда как собственно магистраль дёшева и сравнительно проста. Hyperloop состыкована из стометровых труб, установленных на пилонах (можно и положить их на землю или закопать). Давление внутри понижено примерно до одной тысячной атмосферного, что делает конструкцию дешевле вакуумного тоннеля и в то же время позволяет сильно снизить сопротивление воздуха. Трубы идут бок о бок и покрыты панелями солнечных батарей, которые полностью (и даже с избытком) удовлетворяют потребности магистрали в электроэнергии.
Конечно, экономически целесообразной «Гиперпетля» будет не везде. Для местных перевозок она слишком быстра и дорога. На расстояниях же свыше полутора тысяч километров, по мнению Элона Маска, дешевле и быстрей окажется сверхзвуковая авиация. Специализацией Hyperloop должно стать соединение мегаполисов, отдалённых друг от друга примерно на тысячу километров. Поскольку между такими точками, как правило, уже кипит транспортное сообщение, H-магистраль гарантированно не будет простаивать без дела, да и построить её легче. Так, между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом она могла бы идти рядом с межштатным автомобильным хайвэем Interstate-5. Правда, в отличие от автомобилей, Hyperloop не любит поворотов (теряется скорость), поэтому трассу придётся оптимизировать, спрямив углы. Что, впрочем, не должно быть проблемой: ведь построить её можно даже над сельхозугодьями.
Пожалуй, самый большой недостаток Hyperloop на текущий момент в том, что это хоть и очень детально проработанный, но всё ещё концепт. Документация на него насчитывает 57 страниц. Дюжина инженеров, вырванных Маском из автомобильных и космических отделов, просчитали даже такие мелочи, как коррекция положения челнока относительно стен (воздушной струёй сзади), охлаждение воздуха для дыхания пассажиров, и — весьма подробно — аспекты безопасности. Изолированный от капризов погоды и неподвластный пассажирам, Hyperloop-челнок уже должен быть безопаснее самолёта и (тем более) автомобиля, но разработчики смоделировали даже последствия землетрясений (и доказали, что «Гиперпетлю» можно сделать сейсмоустойчивой, позаимствовав инженерные решения из мостостроения). Наконец, благоприятно сказаться на цене и безопасности должно применение проверенных технологий собственной разработки: электроника и аккумуляторы предоставлены Tesla Motors, металлические сплавы — SpaceX, солнечные батареи — Solar City.
В ближайшем будущем Элон Маск обещает построить действующий субмасштабный прототип.
Борис Петрович Вейнберг (1871-1942) — советский геофизик, работал профессором Томского технологического института с 1909 по 1924 годы. В этот период его научные интересы были сосредоточены на вопросах поведения твердого тела за пределом упругости и на вопросах земного магнетизма, гелиотехнике — использование солнечной энергии. Был одним из основателей Сибирских Высших женских курсов. Был первым доктором физики в Сибири. Создал крупнейшую в России школу физики твердого тела, написал учебники по физике, по которым учились многие поколения студентов. В 1910 году Вейнберг создал в ТТИ второй в России аэрокосмический кружок.
Пассажиров будут перевозить в специальных капсулах по системе труб практически со скоростью звука. Инженеры уверены: революционный проект составит конкуренцию гражданской авиации и железным дорогам. Hyperloop представляет собой большую стальную трубу, проложенную под землей или на поверхности, по которой будут летать алюминиевые челноки, достаточно крупные, чтобы вместить 28 человек или три автомобиля.
Элон Маск усовершенствовал идею, высказанную и разработанную в первое десятилетие XX века. Почти сто лет назад российский ученый Борис Вейнберг в Томском технологическом институте создал концепцию вакуумного поезда будущего. В его работе «Движение без трения» рассказывается о вагонах, которые силой электромагнитного поля движутся по медной трубе безо всякой опоры.
Публикация 1917 года, на которой изображена схема электрической дороги на магнитной подушке
«Идея Вейнберга заключалась в следующем: вагоны гипотетической железной дороги движутся внутри медной трубы, из которой выкачан воздух, чтобы его сопротивление не мешало движению вагонов. Трение вагонов о стенки трубы уничтожается тем, что они движутся не касаясь стенок, поддерживаемые в высоте силой электромагнитов. По проекту Вейнберга это можно обеспечить электромагнитами, расставленными над трубой вдоль своего пути, которые притягивали бы к себе железные вагоны, движущиеся вдоль трубы, и мешающими им падать», — говорится в рецензии на проект Вейнзберга, хранящейся в музее ТПУ.
Судя по сохранившимся документам, учёный-физик подробно рассмотрел все вопросы функционирования вакуумного поезда, и два года на кафедре общей физики Томского технологического института пытался в лабораторных условиях реализовать модель предложенной им железной дороги.
«В его опытах 10-килограммовый вагончик, выполненный из железной трубы с колёсами спереди и сзади, двигался внутри медной трубы диаметром 32 см, выполненной в виде кольца диаметром 6,5 м. В таких условиях вагончик развивал скорость шесть километров в час. Автор уверен, что если сделать соленоид станции отправления длиной 3 км, то легко можно достичь скорости 800-1000 километров в час», — говорится в рецензии.
Проект не получил практического воплощения в силу своей дороговизны, и ни одна страна не была готова ни в экономическом, ни в техническом, ни в кадровом плане подойти к решению этого проекта.
Спустя сто лет проект может быть воплощён. Как отмечают эксперты, «если проект удастся построить, и этому не помешают вопросы экологии, политики и огромных затрат, то это будет фантастический скачок вперёд, который откроет абсолютно новый рынок и предоставит невиданные по сей день возможности для пассажиров».
На воображаемой линии между Лос-Анджелесом и Сан-Франциско будет курсировать примерно семь десятков челноков, отправляемых с интервалом от 30 секунд (то есть отправиться в путь можно практически сразу же после посадки), сообщает «Компьютерра». Поездка будет комфортной во всех отношениях: после начального толчка, физически сравнимого с возникающим во время разгона пассажирского самолёта, в салоне воцаряются тишина и спокойствие.
Технически Hyperloop — электромагнитная пушка, «выстреливающая» челноком: бегущий ЭМ-импульс разгоняет капсулу с людьми до субзвуковой скорости (около 330 метров в секунду), поддерживает её на большей части пути, после чего так же проводит торможение (кинетическая энергия, преобразованная в электрическую, запасается). В свою очередь, челнок облегчает разгон и скольжение, всасывая воздух носовой частью (минус потери на лобовое сопротивление) и выбрасывая его через сопла металлических «лыж», под которыми образуется воздушная прослойка.
Всё дорогостоящее оборудование сосредоточено в челноке, тогда как собственно магистраль дёшева и сравнительно проста. Hyperloop состыкована из стометровых труб, установленных на пилонах (можно и положить их на землю или закопать). Давление внутри понижено примерно до одной тысячной атмосферного, что делает конструкцию дешевле вакуумного тоннеля и в то же время позволяет сильно снизить сопротивление воздуха. Трубы идут бок о бок и покрыты панелями солнечных батарей, которые полностью (и даже с избытком) удовлетворяют потребности магистрали в электроэнергии.
Конечно, экономически целесообразной «Гиперпетля» будет не везде. Для местных перевозок она слишком быстра и дорога. На расстояниях же свыше полутора тысяч километров, по мнению Элона Маска, дешевле и быстрей окажется сверхзвуковая авиация. Специализацией Hyperloop должно стать соединение мегаполисов, отдалённых друг от друга примерно на тысячу километров. Поскольку между такими точками, как правило, уже кипит транспортное сообщение, H-магистраль гарантированно не будет простаивать без дела, да и построить её легче. Так, между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом она могла бы идти рядом с межштатным автомобильным хайвэем Interstate-5. Правда, в отличие от автомобилей, Hyperloop не любит поворотов (теряется скорость), поэтому трассу придётся оптимизировать, спрямив углы. Что, впрочем, не должно быть проблемой: ведь построить её можно даже над сельхозугодьями.
Пожалуй, самый большой недостаток Hyperloop на текущий момент в том, что это хоть и очень детально проработанный, но всё ещё концепт. Документация на него насчитывает 57 страниц. Дюжина инженеров, вырванных Маском из автомобильных и космических отделов, просчитали даже такие мелочи, как коррекция положения челнока относительно стен (воздушной струёй сзади), охлаждение воздуха для дыхания пассажиров, и — весьма подробно — аспекты безопасности. Изолированный от капризов погоды и неподвластный пассажирам, Hyperloop-челнок уже должен быть безопаснее самолёта и (тем более) автомобиля, но разработчики смоделировали даже последствия землетрясений (и доказали, что «Гиперпетлю» можно сделать сейсмоустойчивой, позаимствовав инженерные решения из мостостроения). Наконец, благоприятно сказаться на цене и безопасности должно применение проверенных технологий собственной разработки: электроника и аккумуляторы предоставлены Tesla Motors, металлические сплавы — SpaceX, солнечные батареи — Solar City.
В ближайшем будущем Элон Маск обещает построить действующий субмасштабный прототип.
Борис Петрович Вейнберг (1871-1942) — советский геофизик, работал профессором Томского технологического института с 1909 по 1924 годы. В этот период его научные интересы были сосредоточены на вопросах поведения твердого тела за пределом упругости и на вопросах земного магнетизма, гелиотехнике — использование солнечной энергии. Был одним из основателей Сибирских Высших женских курсов. Был первым доктором физики в Сибири. Создал крупнейшую в России школу физики твердого тела, написал учебники по физике, по которым учились многие поколения студентов. В 1910 году Вейнберг создал в ТТИ второй в России аэрокосмический кружок.
Следите за обновлениями сайта в нашем Telegram-канале
