Вакуумный поезд

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Вакуумный поезд или Vactrain — предложенный примерно сто лет назад, но пока не реализованный высокоскоростной вид транспорта. Этот способ перемещения предполагает движение с помощью магнитной левитации внутри труб в вакууме или сильно разреженном воздухе. Отсутствие воздушного сопротивления и трения позволит двигаться с огромными скоростями (предположительно 6400—8000 км/ч — то есть в 5—6 раз быстрее звука в воздухе) и очень дёшево.

Также может быть совмещён с гравитационным поездом.

Описание[править | править вики-текст]

Принцип работы[править | править вики-текст]

Преимущества[править | править вики-текст]

Недостатки[править | править вики-текст]

Попытки реализации[править | править вики-текст]

Предыстория[править | править вики-текст]

Идея перемещения предметов в трубе или тоннеле с разреженным воздухом имеет длительную практику осуществления в виде пневмотранспорта. Первое письменное сообщение было доставлено по трубе в 1792 году в соборе Святого Стефана в Вене. В 1916 году общемировая протяжённость труб пневмопочты составляла примерно 1 000 км, из которых более 400 км располагались во Франции. В настоящее время линии пневматической почты используются в госпитале Шарите в Берлине и Российской государственной библиотеке в Москве[1].

Идея поезда, движущегося в тоннеле с разреженным воздухом, впервые была запатентована в 1835 году Генри Пинкусом (англ. Henry Pinkus). Тогда же он построил экспериментальную линию пневматической железной дороги вдоль Кенсингтонского канала (англ.) в Лондоне. Первую действующую линию открыли в 1840 году Сэмюел Клегг (англ.) и Джозеф Самуда (англ.), она функционировала как часть дороги Birmingham, Bristol & Thames Junction Railway[2]. Самуда посвятил этой дороге книгу «A Treatise on the Adaptation of Atmospheric Pressure to the Purposes of Locomotion on Railways» (1841 год)[3]. Beach Pneumatic Transit, первая линия метрополитена в Нью-Йорке, также представляла собой пневмопоезд[4]; в 1960-е годы она натолкнула изобретателя Лоуренса Эдвардса (англ.) на идею гравитационно-вакуумного транзита (англ.)[5].

История[править | править вики-текст]

Впервые идея вакуумного поезда была публично высказана в 1909 году в заметке, вышедшей в журнале «Scientific American» со ссылкой на неназванного читателя. Читатель предложил организовать движение автомобилей в вакуумной трубе на основе магнитной левитации. По его расчётам, путь от Нью-Йорка до Филадельфии (136 км) занял бы в таком случае 6 мин 44 с, а расстояние от Нью-Йорка до Бостона (305 км) могло быть преодолено за 10 мин 4 с[6]. Впоследствии неназванный читатель стал известен как американский пионер космонавтики Роберт Годдард (англ. Robert Goddard). После смерти изобретателя в 1945 году в его бумагах были найдены прототипы вакуумного поезда, движущегося со средней скоростью 1 000 миль в час (1 600 км/ч)[7]. Тогда же вдова изобретателя Эстер Кристин Годдард подала заявки на получение патентов US 2511979 A «Vacuum tube transportation system»[8] и US 2488287 A «Apparatus for vacuum tube transportation»[9].

Первые в мире опыты с перемещением тела в вакуумной трубе за счёт электромагнитного поля поставил в 19111913 годах в Томском технологическом институте русский профессор Борис Вейнберг. По его замыслу, капсула (сигарообразный цилиндр длиной около 2,5 м и высотой 0,9 м) внутри трубы должна была разгоняться на станции отправления соленоидом, выполняющим в этом случае роль электромагнитной пушки, а на станции назначения соленоидом же тормозиться. Вейнберг предполагал, что капсула сможет развивать скорость до 800—1 000 км/ч[10][11]. Весной 1914 года профессор сообщил о своих достижениях в лекции на тему «Движение без трения», прочитанной в Петербурге[12]. Лекция получила известность благодаря упоминанию в «Занимательной физике» Я. И. Перельмана[10]. Продолжению опытов Вейнберга помешала Первая мировая война: медь, из которой была сделана труба, потребовалась для нужд страны, и установка была разобрана. После упоминания в 1917 году о своих опытах на инженерной секции Американской ассоциации содействия развитию науки профессор получил заказ на написание статьи для журнала «Popular Science»[13]. Впоследствии учёный сменил сферу научных интересов[14][15].

В 1934 году немецкий инженер Герман Кемпер (англ.) (нем. Hermann Kemper) подал заявку на получение патента DE 643316 C «Schwebebahn mit raederlosen Fahrzeugen, die an eisernen Fahrschienen mittels magnetischer Felder schwebend entlang gefuehrt werden»[16] на систему, напоминающую решение Вейнберга — металлический закрытый снаряд, перемещавшийся в трубе. В 19391943 годах в Третьем рейхе шла работа над созданием такого поезда, однако из-за Второй мировой войны идея не была доведена до конца[11].

В 1969 году декан факультета науки и техники Университета Мэйджо из Нагои Кенойя Одзава (англ. Kyunojo Ozawa или Hisanojo Ozawa) поместил в вакуумный тоннель реактивный поезд, развивший скорость 2 300 км/ч[17]. Длина поезда составляла 220 м, диаметр 5 м. В следующем году Одзава возил на этом поезде подопытных животных[11][18].

Современность[править | править вики-текст]

В 2005 году в России был выдан патент 2252881 на «Сверхзвуковую наземную транспортную систему Янсуфина». Патент предполагает создание системы, при которой в случае достижения тяги, равной 200 тонн, транспортное средство длиной 400—450 метров разгоняется до скорости 2 448 км/ч за 5 минут 40 секунд[19][20]. Спустя год тот же автор получил патент РФ 2277482 на «Мировую наземно-сверхзвуковую транспортную систему Янсуфина Н. Р.» длиной 30 600 км[21].

Китай подготавливает к осуществлению проект рельсового поезда в подземном туннеле с пониженным давлением воздуха[22]. Проект предполагается реализовать к 2020 году. Предположительно, поезд будет способен развивать скорость около 1 000 км/ч. Стоимость одного километра такой подземной дороги оценивается в 2,9 миллиона долларов[22].

Планы строительства подводного Трансатлантического тоннеля для сверхзвуковых поездов на магнитной подушке вынашивает один из проектировщиков Евротоннеля американский изобретатель Фрэнк Дэвидсон (англ. Frank Davidson)[23]. Он поставил эксперимент, в ходе которого шарик для пинг-понга разогнался в 300-метровой пластиковой трубе до скорости 1 200 км/ч[24].

Летом 2013 года американский предприниматель Элон Маск представил проект транспортной системы Hyperloop, представляющей собой поезд на воздушной подушке, движущийся в условиях форвакуума. В начале 2015 года были объявлены планы строительства первой 8-километровой трассы в экологическом городе Quay Valley, возведение которого должно начаться в 2016 году в округе Кингс штата Калифорния[25].

В октябре 2013 года финская компания Astronomic представила вариант строительства подводного тоннеля между Хельсинки и Таллином, в котором курсировал бы вакуумный поезд «Sonicloop» со скоростью 1 600 километров в час[26][27].

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Васильев И. Пневматическая почта: вчера, сегодня, завтра... // 3DNews Daily Digital Digest : Интернет-издание. — М., 07 февраля 2011.
  2. Hadfield Ch. Atmospheric Railways. — Newton Abbot: David & Charles, 1967. — 240 p. — ISBN 0-7153-4107-3.
  3. Samuda J. A Treatise on the Adaptation of Atmospheric Pressure to the Purposes of Locomotion on Railways. — London: J. Weale, 1841. — 50 p.
  4. Brennan J. Beach Pneumatic. — N. Y.: Колумбийский университет, 2004.
  5. February 26, 1870: First pneumatic powered subway line in New York City (англ.) // APS News : газета. — Американское физическое общество, 2013.. — Vol. 22, no. 2.
  6. The Limit of Rapid Transit (англ.) // Scientific American : журнал. — 1909. — Vol. 101, no. 21. — P. 366. — ISSN 0036-8733. Архивировано из первоисточника 13 февраля 2012.
  7. Sirohiwala и др., 2007, p. 7
  8. Годдард Р. Vacuum tube transportation system Патент US 2511979 A (англ.). Google Patents. Google (20 June 1950). Проверено 27 сентября 2014.
  9. Годдард Р. Apparatus for vacuum tube transportation Патент US 2488287 A (англ.). Google Patents. Google (15 November 1949). Проверено 27 сентября 2014.
  10. 1 2 Перельман, 1932
  11. 1 2 3 Измеров, 2005
  12. Вейнберг, 1914
  13. Вейнберг, 1917, p. 705
  14. Кузнецова С. И. Трудная судьба профессора ТТИ Б. П. Вейнберга // Известия Томского политехнического университета : журнал. — Томск, 2009. — Т. 315, вып. 2. — С. 199-200.
  15. Гиперпетля длиной в век: как выдуманный томичом поезд в США доработали, Томск: РИА Новости (19 августа 2013). Проверено 20 сентября 2014.
  16. Кемпер Г. Schwebebahn mit raederlosen Fahrzeugen, die an eisernen Fahrschienen mittels magnetischer Felder schwebend entlang gefuehrt werden Патент DE 643316 C (нем.). Google Patents. Google (11. August 1934). Проверено 29 марта 2015.
  17. Ozawa K. The Experiment on the Supersonic Rocket Train (яп.) // Journal of the Japan Society of Mechanical Engineers : журнал. — 1970. — 第73 (618) 数. — 第1000-1005 頁.
  18. Фёдоров Ю. Поезд обгоняет звук // Техника — молодёжи : журнал. — 1971. — № 3. — С. 40-41. — ISSN 0320-331X.
  19. Якунин В. И. В будущее России — с высокой скоростью. — М.: Научный эксперт, 2012. — С. 187. — 216 с. — 5 000 экз. — ISBN 978-5-91290-167-6.
  20. Янсуфин Н. Р. Сверхзвуковая наземная транспортная система Янсуфина Патент РФ 2252881. FindPatent.RU (27 мая 2005). Проверено 16 ноября 2014.
  21. Янсуфин Н. Р. Мировая наземно-сверхзвуковая транспортная система Янсуфина Н. Р. Патент РФ 2277482. FindPatent.RU (10 июня 2006). Проверено 16 ноября 2014.
  22. 1 2 Laboratory working on train to run at 1,000kph — Shanghai Daily | 上海日报 — English Window to China New 2010-8-3
  23. Черненко Г. Летающие экспрессы // Костёр : журнал. — СПб., 2011. — № 9.
  24. Шаповалов Г. До отправления поезда Пекин—Нью-Йорк остаётся… // Трибуна-рт : газета. — М., 9 сентября 2014.
  25. Davies, Alex. Hyperloop Construction Starts Next Year With the First Full-Scale Track  (англ.), Сан-Франциско: Wired (26 February 2015). Проверено 12 марта 2015.
  26. Алексеева, Анна. Вакуумный поезд: из Хельсинки в Таллин за 5 минут, СПб.: Фонтанка.Fi (19 октября 2013). Проверено 20 августа 2014.
  27. Ståhlberg N. SONICLOOP – the fastest train on Earth (англ.). Astronomic (11 August 2013). Проверено 19 августа 2014.

Литература[править | править вики-текст]

Рекомендуемая литература[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]