Азія та Європа є повними протилежностями. Європейцю дуже складно зрозуміти, як вибудовує своє життя азіат, про що він думає, яким правилам підпорядковується. Але все ж таки східні країни приваблюють туристів своєю красою і самобутністю, до того ж багато держав Азії можу похвалитися високим рівнем життя і новими технологіями, впровадженими в побут простих жителів. Особливо цікава у плані Японія. Ті, хто мав задоволення подорожувати Країною сонця, що сходить, ніколи не зможуть забути японські поїзди, що долають чимало кілометрів буквально за лічені хвилини.
Японія - країна високих технологій та патріархальних традицій
Японія розташована в Східній Азії і займає майже сім тисяч островів. Ця географічна особливість впливає весь спосіб життя місцевих. Населення країни, що становить 127 мільйонів чоловік, мешкає у великих містах. Тільки менше п'яти відсотків всіх японців можуть дозволити собі жити поза межами мегаполісу, причому цей поділ дуже умовний. Адже в Японії важко знайти площу, яка не використовувалася б з користю для держави. Кожен міліметр землі японці намагаються забудувати різними будинками, у результаті вільними залишаються лише прибережні смуги, що зазнають періодичного затоплення.
Але і з цим лихом японці навчилися боротися, вже багато років вони просуваються вглиб Тихого океану та Південно-Китайського моря, створюючи штучні острови. Жорстка нестача вільних земель змусила Японію розробити високотехнологічну програму із заселення водних територій, яка дуже добре показує себе протягом останніх десятиліть.
Особливості японського життя змушують населення постійно пересуватися країною. Щодня кілька тисяч людей їдуть із передмістя на роботу до своїх офісів, розташованих у Токіо чи Осаці. Уникнути товкучки у години пік та заощадити час допомагає японський швидкісний поїзд.
Сінкансен - високошвидкісні залізниці
Для росіян подорож залізницею важко назвати комфортабельною та швидкою. Середньостатистичний мешканець нашої країни, збираючись у відпустку, намагається вибрати повітряний транспорт. А ось у Країні сонця, що сходить, всі рекорди за популярністю і затребуваністю б'ють японські потяги. Це особливий вид транспорту, який здатний подолати відстань 600 кілометрів всього за пару годин.
Високошвидкісні поїзди та залізниця в Японії називаються "Сінкансен". Дослівно цю назву можна перекласти як "нова магістральна лінія". І справді, при будівництві цієї магістралі японці використовували безліч нових технологій і вперше відійшли від традиційного виду залізниці, прийнятого на той час.
Зараз Сінкансен пов'язує між собою практично всі міста Японії, протяжність лінії становить понад 27 тисяч кілометрів. Причому 75 відсотків залізничного полотна належить найбільшій компанії Японії - Japan Railwais Group.
Японський надшвидкісний поїзд: перший запуск
Потреба нових залізничних магістралях з'явилася Японії перед проведенням вісімнадцятої літньої Олімпіади. Справа в тому, що до цього часу залізничне полотно було вузькоколійкою. Цей факт не відповідав міжнародним стандартам і суттєво уповільнював розвиток галузі. Тому в 1964 році була запущена перша лінія Сінкансен, що з'єднала Токіо і Осаку. Протяжність залізниці становила трохи більше ніж 500 кілометрів.
Невідомо, яким чином складеться майбутнє японських високошвидкісних поїздів, але одне можна сказати з упевненістю вже зараз – вони будуть найшвидшими та найкомфортнішими у світі. А інакше у Японії просто не вміють.
Вже понад двісті років минуло з того моменту, коли людство винайшло перші паровози. Проте досі залізничний наземний транспорт, який перевозить пасажирів і за допомогою сили електрики та дизельного палива, дуже поширений.
Всі ці роки інженери-винахідники активно працювали над створенням альтернативних способів переміщення. Результатом їхньої праці стали поїзди на магнітних подушках.
Історія появи
Сама ідея створити поїзди на магнітних подушках активно розроблялася ще на початку ХХ століття. Проте втілити цей проект на той час із низки причин так і не вдалося. До виготовлення подібного поїзда почали лише 1969 р. Саме тоді на території ФРН почали укладати магнітну трасу, якою мав пройти новий транспортний засіб, який згодом назвали так: потяг-маглів. Запущено воно було в 1971 р. магнітною трасою пройшов перший поїзд-маглів, який називався «Трансрапід-02».
Цікавим є той факт, що німецькі інженери виготовляли альтернативний транспортний засіб на підставі тих записів, які залишив вчений Герман Кемпер, який ще в 1934 р. отримав патент, що підтверджував винахід магнітоплану.
«Трансрапід-02» важко назвати дуже швидким. Він міг переміщатися з максимальною швидкістю 90 кілометрів на годину. Низька була і його місткість - всього чотири людини.
У 1979 р. створили більш удосконалену модель маглєва. що носить назву «Трансрапід-05», міг перевозити вже шістдесят вісім пасажирів. Переміщався він по лінії, розташованій у місті Гамбурзі, довжина якої становила 908 метрів. яку розвивав цей поїзд, дорівнювала сімдесяти п'яти кілометрам на годину.
У тому ж 1979 р. у Японії було випущено іншу модель маглева. Її назвали "МЛ-500". на магнітній подушці розвивав швидкість до п'ятисот сімнадцяти кілометрів на годину.
Конкурентоспроможність
Швидкість, яку можуть розвинути поїзди на магнітних подушках, можна порівняти з цим видом транспорту може стати серйозним конкурентом тим повітряним авіалініям, які працюють на відстані до тисячі кілометрів. Повсюдному застосуванню маглевів перешкоджає той факт, що переміщатися традиційними залізничними покриттями вони не можуть. Потяги на магнітних подушках потребують побудови спеціальних магістралей. А це потребує великих вкладень капіталу. Вважається також, що створюване для маглевів здатне негативно впливати на організм людини, що негативно позначиться на здоров'ї машиніста та мешканців регіонів, що знаходяться неподалік такої траси.
Принцип роботи
Поїзди на магнітних подушках є особливим різновидом транспорту. Під час руху маглів ніби ширяє над залізничним полотном, не торкаючись його. Це відбувається через те, що транспортний засіб керується силою штучно створеного магнітного поля. Під час руху магльова відсутнє тертя. Гальмівною силою при цьому є аеродинамічний опір.
Як це працює? Про те, які базові властивості мають магніти, кожному з нас відомо з уроків фізики шостого класу. Якщо два магніти піднести один до одного північними полюсами, то вони відштовхуватимуться. Створюється так звана магнітна подушка. При поєднанні різних полюсів магніти притягнуться один до одного. Цей досить простий принцип лежить в основі руху потяга-маглева, який буквально ковзає повітрям на незначній відстані від рейок.
В даний час вже розроблено дві технології, за допомогою яких приводиться в дію магнітна подушка або підвіс. Третя є експериментальною і існує лише на папері.
Електромагнітний підвіс
Ця технологія називається EMS. В її основі лежить сила електромагнітного поля, що змінюється у часі. Вона і викликає левітацію (підйом у повітрі) магльова. Для руху поїзда у разі необхідні Т-образные рейки, які виконуються з провідника (зазвичай, з металу). Цим робота системи схожа на звичайну залізницю. Однак у поїзді замість колісних пар встановлені опорні та напрямні магніти. Їх мають паралельно феромагнітним статорам, що знаходяться по краю Т-подібного полотна.
Основним недоліком технології EMS є необхідність контролю за відстанню між статором і магнітами. І це при тому, що воно залежить від безлічі факторів, у тому числі і від непостійної природи. Щоб уникнути раптової зупинки поїзда, на ньому встановлюються спеціальні батареї. Вони здатні заряджати вбудовані в опорні магніти, і цим досить довго підтримувати процес левітації.
Гальмування поїздів, створених на базі технології EMS, здійснює синхронний лінійний двигун низького прискорення. Він представлений опорними магнітами, а також дорожнім полотном, над яким ширяє маглів. Швидкість та тягу складу можна регулювати зміною частоти та сили створюваного змінного струму. Для уповільнення ходу достатньо змінити напрямок магнітних хвиль.
Електродинамічний підвіс
Існує технологія, коли рух магльова відбувається при взаємодії двох полів. Одне створюється в полотні магістралі, а друге - на борту складу. Ця технологія одержала назву EDS. На її базі збудовано японський поїзд на магнітній подушці JR-Maglev.
Така система має деякі відмінності від EMS, де використовуються звичайні магніти, до яких від котушок підводиться електричний струм тільки при подачі живлення.
Технологія EDS має на увазі постійне надходження електрики. Це відбувається навіть у тому випадку, якщо джерело живлення вимкнено. У котушках такої системи встановлено кріогенне охолодження, що дозволяє заощаджувати значні обсяги електроенергії.
Переваги та недоліки технології EDS
Позитивною стороною системи, що працює на електродинамічному підвісі, є її стабільність. Навіть незначне скорочення або збільшення відстані між магнітами та полотном регулюється силами відштовхування та тяжіння. Це дозволяє системі перебувати у незмінному стані. За даної технології відсутня необхідність у встановленні електроніки для контролю. Не потрібні й прилади для регулювання відстані між полотном та магнітами.
Технологія EDS має деякі недоліки. Так, сила, достатня для левітації складу, може виникнути тільки великій швидкості. Саме тому маглеви оснащують колесами. Вони забезпечують їхній рух при швидкості до ста кілометрів на годину. Ще одним недоліком даної технології є сила тертя, що виникає в задній і передній частині магнітів, що відштовхують, при низькому значенні швидкості.
Через сильне магнітне поле в секції, призначеній для пасажирів, необхідна установка спеціального захисту. А якщо ні, то людині з електронним стимулятором серця подорожувати заборонено. Захист необхідний і для магнітних носіїв інформації (кредитних карток та HDD).
Технологія, що розробляється
Третьою системою, яка зараз існує лише на папері, є використання у варіанті EDS постійних магнітів, які для активації не потребують подачі енергії. Ще нещодавно вважалося, що це неможливо. Дослідники вважали, що постійні магніти не мають такої сили, яка здатна викликати левітацію поїзда. Однак цієї проблеми вдалося уникнути. Для її вирішення магніти помістили в масив Хальбаха. Подібне розташування призводить до створення магнітного поля не під масивом, а над ним. Це сприяє підтримці левітації складу навіть на швидкості близько п'яти кілометрів на годину.
Практичної реалізації цей проект поки що не отримав. Це високою вартістю масивів, виконаних із постійних магнітів.
Переваги маглевів
Найбільш привабливою стороною поїздів на магнітній подушці є перспектива досягнення ними високих швидкостей, які дозволять магльям у майбутньому конкурувати навіть із реактивними літаками. Цей вид транспорту досить економічний за рівнем споживаної електроенергії. Невеликі витрати та на його експлуатацію. Це стає можливим через відсутність тертя. Тішить і низький шум маглевів, що позитивно позначиться на екологічній обстановці.
Недоліки
Негативною стороною маглів є занадто велика сума, необхідна для їх створення. Високі витрати та обслуговування колії. Крім того, для розглянутого виду транспорту потрібна складна система шляхів та надточні прилади, що контролюють відстань між полотном та магнітами.
у Берліні
У столиці Німеччини у 1980 роках відбулося відкриття першої системи типу маглів під назвою M-Bahn. Довжина полотна складала 1,6 км. Потяг на магнітній подушці курсував між трьома станціями метро у вихідні дні. Проїзд пасажирів був безкоштовним. Після населення міста збільшилося майже вдвічі. Потрібно було створення транспортних мереж, що володіють можливістю забезпечення високого пасажиропотоку. Саме тому 1991 р. магнітне полотно було демонтовано, а на його місці почалося будівництво метро.
Бірмінгем
У цьому німецькому місті низькошвидкісний маглів з'єднував з 1984 по 1995 роки. аеропорт та залізничну станцію. Довжина магнітного шляху становила лише 600 м.
Дорога пропрацювала десять років і була закрита через численні скарги пасажирів на існуючі незручності. Згодом монорейковий транспорт замінив маглів на цій ділянці.
Шанхай
Перша магнітна дорога в Берліні була збудована німецькою компанією Transrapid. Невдача проекту не відлякала розробників. Вони продовжили свої дослідження та отримали замовлення від китайського уряду, який вирішив звести в країні трасу-маглів. Шанхай та аеропорт «Пудун» зв'язав цей високошвидкісний (до 450 км/год) шлях.
Дорогу завдовжки 30 км відкрили 2002 р. У планах майбутнє - її продовження до 175 км.
Японія
У цій країні у 2005 р. відбулася виставка Expo-2005. До її відкриття було введено в експлуатацію магнітна траса завдовжки 9 км. На лінії розміщується дев'ять станцій. Маглєв обслуговує територію, яка прилягає до місця проведення виставки.
Маглеви вважаються транспортом майбутнього. Вже 2025 р. планується відкрити нову надшвидкісну трасу в такій країні, як Японія. Потяг на магнітній подушці перевозитиме пасажирів із Токіо до одного з районів центральної частини острова. Його швидкість становитиме 500 км/год. Для реалізації проекту знадобиться близько сорока п'яти мільярдів доларів.
Росія
Створення високошвидкісного поїзда заплановано і на РЖД. До 2030 р. маглів у Росії з'єднає Москву та Владивосток. Шлях за 9300 км пасажири подолають за 20 годин. Швидкість поїзда на магнітній подушці сягатиме п'ятисот кілометрів на годину.
Правовласник ілюстрації AFP Image caption Відстань 280 кілометрів поїзд долатиме всього 40 хвилин
Японський поїзд на магнітній подушці, або маглів, побив власний рекорд швидкості, розігнавшись до 603 км/год під час випробувань поблизу Фудзіями.
Попередній рекорд – 590км/год – був поставлений ним минулого тижня.
Компанія JR Central, до якої належать ці склади, має намір випустити їх на маршрут Токіо-Нагоя до 2027 року.
Відстань у 280 кілометрів потяг долатиме лише за 40 хвилин.
При цьому, за словами керівництва компанії, возитимуть пасажирів на максимальній швидкості: він розганятиметься "лише" до 505 км/год. Але і це помітно вище, ніж швидкість найшвидшого на сьогоднішній день японського поїзда "Сінкансен", що покриває за годину відстань у 320 км.
Правовласник ілюстрації EPA Image caption Пасажирам рекорди швидкості не демонструватимуть, але 500 з лишком км/год їм вистачить за очіВартість будівництва швидкісної магістралі до Нагої становитиме майже 100 млрд доларів, це пояснюється тим, що понад 80% шляху пролягатиме тунелями.
Очікується, що до 2045 року поїзди маглів долатимуть відстань від Токіо до Осаки всього за годину, скоротивши час у дорозі вдвічі.
Нова сторінка історії
Media playback is unsupported on your device
Поспостерігати за випробуваннями надшвидкісного поїзда зібралося близько 200 ентузіастів.
"У мене аж мурашки по шкірі, так хочеться якнайшвидше покататися на цьому поїзді, - заявила телекомпанії NHK одна з глядачок. - Для мене ніби відкрилася нова сторінка історії".
"Чим швидше рухається поїзд, тим більше він стійкий, так що якість поїздки, на мій погляд, покращилася", - пояснює глава дослідницького відділу компанії JR Central Ясукадзу Ендо.
Правовласник ілюстрації Getty Image caption Нові поїзди вийдуть на маршрут Токіо-Нагоя до 2027 рокуУ Японії вже давно існує мережа високошвидкісних доріг на залізницях "Сінкансен". Проте, інвестуючи в нову технологію поїздів на магнітній подушці, японці сподіваються, що зможуть експортувати її за кордон.
Очікується, що під час візиту до США прем'єр-міністр Японії Сіндзо Абе виступить із пропозицією допомоги у будівництві високошвидкісної магістралі між Нью-Йорком та Вашингтоном.
Правовласник ілюстрації BBC World ServiceМагнітоплан або Маглев (від англ. magnetic levitation) - це поїзд на магнітному підвісі, рухомий і керований магнітними силами. Такий потяг, на відміну від традиційних поїздів, у процесі руху не стосується поверхні рейки. Оскільки між поїздом і поверхнею руху існує зазор, тертя виключається, і єдиною силою, що гальмує, є сила аеродинамічного опору.
Швидкість, досяжна маглів, можна порівняти зі швидкістю літака і дозволяє скласти конкуренцію повітряним сполученням на малих (для авіації) відстанях (до 1000 км). Хоча сама ідея такого транспорту не нова, економічні та технічні обмеження не дозволили їй повністю розвернутися: для публічного використання технологія втілювалася всього кілька разів. В даний час Маглев не може використовувати існуючу транспортну інфраструктуру, хоча є проекти з розташуванням елементів магнітної дороги між рейками звичайної залізниці або під полотном автотраси.
На даний момент існує 3 основні технології магнітного підвісу поїздів:
1. На надпровідних магнітах (електродинамічна підвіска, EDS).
Створена в Німеччині "залізниця майбутнього" і раніше викликала протести жителів Шанхаю. Але цього разу влада, налякана демонстраціями, що загрожують вилитися у великі хвилювання, пообіцяла розібратися з поїздами. Щоб вчасно припиняти демонстрації, чиновники навіть розвісили відеокамери у тих місцях, де найчастіше відбуваються масові протести. Китайський натовп дуже організований і мобільний, він може за лічені секунди зібратися і перетворитися на демонстрацію з гаслами.
Це найбільші народні виступи у Шанхаї з часів антияпонських маршів у 2005 році. Це вже не перший протест, викликаний занепокоєнням китайців екологією, що погіршується. Минулого літа багатотисячні натовпи демонстрантів змусили уряд відкласти будівництво хімічного комплексу.