Как рухнула система поездов на магнитной подушке в Германии со скоростью 500 км/ч?

Разработанная в 1969 году с использованием передовой технологии магнитной левитации система поездов Transrapid не смогла добиться успеха в Германии по многим причинам, последней каплей стала авария, в результате которой погибло 23 человека.

Поезд на магнитной подвеске Transrapid 09 на испытательном полигоне Эмсланд в Нижней Саксонии, Германия. Фото: Wikimedia

Transrapid — немецкая высокоскоростная монорельсовая система, использующая технологию магнитной подвески для движения поездов. Название Transrapid образовано от сочетания слов «transport» (транспорт) и «speed» (быстрый), что подчёркивает быструю и эффективную транспортировку, к которой стремится система.

Технология магнитной левитации Transrapid, использующая мощные электромагниты, позволяет поезду парить над путями, уменьшая трение и двигаясь на очень высоких скоростях, достигающих в некоторых случаях более 500 км/ч.

Взлет и падение Transrapid

Разработка первых прототипов системы Transrapid началась в 1969 году. К 1987 году в Эмсланде (Германия) был создан испытательный полигон. В 1988 году было принято решение о строительстве сети магнитолевитационных поездов в Германии, первым из которых стала линия Гамбург-Ганновер. В 1991 году Deutsche Bundesbahn совместно с несколькими известными университетами объявили о технической готовности системы.

В 2002 году система впервые была введена в коммерческую эксплуатацию с появлением шанхайского поезда на магнитной подушке, курсирующего по сети скоростного транспорта Шанхая на расстояние около 30,5 км до международного аэропорта Пудун в Шанхае.

Однако в то время ни один междугородний маршрут не использовал систему Transrapid. Разработкой и маркетингом системы занималась компания Transrapid International, совместное предприятие Siemens и ThyssenKrupp.

В Германии испытательный полигон в Эмсланде (первая версия Transrapid) был закрыт в 2011 году в связи с истечением срока действия разрешения на эксплуатацию. Снос и перепрофилирование всей территории Эмсланда, включая завод, были одобрены в начале 2012 года. В сентябре 2017 года были выдвинуты предложения об использовании финальной версии Transrapid, Transrapid 09, в качестве конференц- и музейного пространства на территории завода по производству мясной продукции Kemper.

Поезд Transrapid SMT в Шанхае. Фото: Каллерна/Викимедиа

Как работает Трансрапид

Система Transrapid обеспечивает левитацию благодаря мощным электромагнитам, установленным как на поезде, так и на путях. Прохождение электрического тока через магниты создаёт магнитное поле, которое поднимает поезд над путями, сохраняя высоту около 10 мм.

Для движения поезда Transrapid используется линейный двигатель – электродвигатель, создающий линейное движение вместо вращательного, как у традиционных электродвигателей. Статор (неподвижная часть) линейного двигателя установлен вдоль рельсов, а ротор (подвижная часть) – на поезде. При подаче тока на статор создаётся движущееся магнитное поле, которое взаимодействует с магнитами поезда, толкая или тянув его вдоль рельсов. Это позволяет поезду развивать высокую скорость и плавно разгоняться и замедляться.

Transrapid также использует сложную систему управления для обеспечения безопасности и эффективности. Датчики отслеживают положение, скорость и другие параметры поезда в режиме реального времени, регулируя подачу питания на электромагниты и линейные двигатели по мере необходимости. Это позволяет поддерживать постоянное расстояние поезда от рельсов, контролируя ускорение, замедление и крейсерскую скорость, обеспечивая плавность движения.

Почему Transrapid потерпел неудачу?

Transrapid добилась определённого успеха, включая экспорт в Китай и Австралию. Однако в Германии и Европе система так и не получила широкого распространения. Несмотря на очевидные преимущества технологии магнитной подвески, Transrapid столкнулась со множеством проблем, которые ограничили её успех и в конечном итоге привели к закрытию.

Первым препятствием является высокая стоимость разработки и строительства инфраструктуры, в основном из-за особых требований технологии магнитолевитации, таких как специальные рельсы и сложные системы управления. Высокие затраты затрудняют привлечение капитала для новых проектов как внутри страны, так и за рубежом.

Политические проблемы также препятствовали успеху Transrapid. В Германии проект столкнулся с сопротивлением различных заинтересованных групп, экологическими проблемами и проблемами с землеотводом. Внедрению системы также препятствовали трудности и задержки в принятии решений.

Конкуренция со стороны традиционных высокоскоростных железнодорожных систем, таких как немецкая ICE и французская TGV, также влияет на внедрение Transrapid. Эти системы обеспечивают сопоставимые скорости и эффективность, при этом, как правило, требуют меньших затрат на строительство и обслуживание. Это делает их более привлекательным вариантом для инвесторов и правительств.

Кроме того, жители, живущие рядом с железнодорожными путями, обеспокоены шумом и вибрацией. Хотя технология магнитной левитации снижает шум, возникающий при соприкосновении колёс с рельсами, она всё равно создаёт аэродинамический шум на высоких скоростях.

Поезд Transrapid 06 в Немецком музее в Бонне. Фото: Райнер Зенц/Викимедиа

Несчастные случаи также способствовали провалу Transrapid. Обычно два поезда на магнитной подвеске не могут столкнуться, поскольку два поезда на одном пути должны двигаться в одном направлении с одинаковой скоростью. Однако 22 сентября 2006 года поезд Transrapid на испытательном полигоне в Латене (Германия) врезался в ремонтную машину, стоявшую на путях. Экстренное торможение снизило скорость поезда с 450 км/ч до 162 км/ч. Однако на борту находились 34 человека, и этого оказалось недостаточно.

В результате столкновения была разрушена передняя часть поезда, ремонтная машина сошла с рельсов и дважды перевернулась, прежде чем упасть. Это была первая серьёзная авария с участием поезда Transrapid, в результате которой погибли 23 человека и несколько получили тяжёлые травмы. Причиной аварии стал человеческий фактор: поезду разрешили отъехать от станции до того, как ремонтная машина освободила пути.

Другой инцидент произошёл 11 августа 2006 года, когда загорелся поезд Transrapid, курсировавший по шанхайской линии маглева. Шанхайские пожарные быстро потушили пожар. По имеющимся данным, причиной пожара могли стать аккумуляторные батареи поезда.

Наконец, мировой финансовый кризис 2007–2008 годов и последовавший за ним экономический спад затруднили привлечение Transrapid средств для новых проектов. В этот период инвесторы и правительства стали более осторожно относиться к вложениям в дорогостоящие инфраструктурные проекты, что негативно отразилось на перспективах расширения Transrapid.

Ту Тао (по данным Interesting Engineering )

Ссылка на источник: https://vnexpress.net/he-thong-tau-dem-tu-500-km-h-cua-duc-sup-do-the-nao-4602346.html