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 из которых стала авария, в результате которой погибли 23 человека.

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

Transrapid — немецкая высокоскоростная монорельсовая система, использующая технологию маглев для парения и движения вперед. Название Transrapid происходит от слияния слов transport (транспорт) и rapid (быстрый), что подчеркивает быструю и эффективную транспортировку, на которую нацелена система.

Технология магнитной левитации Transrapid, использующая мощные электромагниты, позволяет поезду парить над рельсами, уменьшая трение и развивая очень высокую скорость, в некоторых случаях достигающую 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 центр. В 1988 году специалисты планировали построить в Германии сеть магнитно-левитационных железных дорог, начав с маршрута Гамбург — Ганновер. В 1991 году компания Deutsche Bundesbahn в сотрудничестве с несколькими известными университетами объявила систему технически готовой.

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

Однако в то время ни один междугородний маршрут не использовал систему Transrapid. Transrapid International, совместное предприятие Siemens и ThyssenKrupp, отвечает за разработку и маркетинг системы.

В Германии в 2011 году испытательный трек Эмсланд (первая версия Transrapid) был закрыт в связи с истечением срока действия лицензии на эксплуатацию. Снос и перепрофилирование всего объекта в Эмсланде, включая фабрику, были одобрены в начале 2012 года. В сентябре 2017 года были выдвинуты предложения об использовании окончательной версии Transrapid, Transrapid 09, в качестве конференц- и музейного пространства на территории Fleischwarenfabrik Kemper.

Поезд Transrapid SMT в Шанхае. Фото: Каллерна/Викимедиа — Поезд Transrapid SMT в Шанхае. Фото: *Каллерна/Викимедиа*

Как работает Трансрапид

Система Transrapid обеспечивает левитацию за счет использования мощных электромагнитов как в поезде, так и в путях. При прохождении тока через магниты создается магнитное поле, которое приподнимает поезд над рельсами, сохраняя расстояние примерно 10 мм.

Для движения вперед Transrapid использует линейный двигатель — тип электродвигателя, который создает линейное движение вместо вращательного движения, как традиционные электродвигатели. Статор (неподвижная часть) линейного двигателя монтируется вдоль рельса, а ротор (подвижная часть) крепится к поезду. При подаче тока на статор создается движущееся магнитное поле, которое взаимодействует с магнитами поезда, толкая или тянув поезд по рельсам. Это позволяет кораблю развивать высокую скорость, плавно ускоряясь и замедляясь.

Transrapid также использует сложную систему управления для обеспечения безопасности и эффективности. Датчики отслеживают положение поезда, скорость и другие показатели в режиме реального времени, по мере необходимости регулируя подачу питания на электромагниты и линейные двигатели. Благодаря этому поезд сохраняет стабильное расстояние от рельсов, контролирует ускорение, замедление и крейсерскую скорость, обеспечивая плавный ход.

Почему Transrapid потерпел неудачу?

Transrapid добилась определенных успехов, в частности, экспортируя свою продукцию в Китай и Австралию. Однако в Германии и Европе эта система так и не получила широкого распространения. Несмотря на очевидные преимущества технологии магнитной подвески, компания Transrapid столкнулась со множеством проблем, которые ограничивали ее успех и в конечном итоге привели к ее краху.

Первым препятствием является высокая стоимость разработки и строительства инфраструктуры, в основном из-за особых требований технологии магнитной подвески, таких как специальные рельсы и сложные системы управления. Высокие затраты затрудняют привлечение капитала для новых проектов как на внутреннем, так и на международном уровне.

Политические проблемы также являются препятствием на пути к успеху Transrapid. В Германии проект столкнулся с противодействием со стороны различных заинтересованных групп, экологических проблем и вопросов приобретения земли. Трудности и задержки в принятии решений также препятствуют внедрению системы.

Конкуренция со стороны традиционных высокоскоростных железнодорожных систем, таких как немецкая ICE и французская TGV, также влияет на внедрение Transrapid. Эти системы обеспечивают сопоставимую скорость и эффективность, при этом затраты на строительство и обслуживание обычно ниже. В результате они становятся более привлекательными вариантами для инвесторов и правительств.

Кроме того, жители, проживающие вблизи железнодорожных путей, также обеспокоены шумом и вибрацией. Хотя технология магнитной подвески снижает уровень шума, вызванного соприкосновением колеса с рельсом, она все равно создает шум из-за аэродинамических эффектов на высоких скоростях.

Поезд Transrapid 06 в Немецком музее в Бонне. Фото: Райнер Зенц/Wikimedia — Поезд Transrapid 06 в Немецком музее в Бонне. Фото: *Райнер Зенц/Wikimedia*

Несчастные случаи также способствовали краху Transrapid. Обычно два поезда на магнитной подушке не могут столкнуться друг с другом, 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 на путях. Экстренное торможение помогло поезду снизить скорость с 450 км/ч до 162 км/ч. Однако на борту находилось 34 человека, и эта скорость все равно была недостаточно низкой.

В результате столкновения была разрушена передняя часть поезда, в результате чего вагон технического обслуживания сошел с рельсов и дважды перевернулся, прежде чем упасть. Это была первая серьезная авария с участием поезда Transrapid, в результате которой погибли 23 человека и несколько человек получили серьезные травмы. Причиной аварии стала человеческая ошибка: поезду разрешили покинуть станцию до того, как ремонтные машины очистили пути.

Еще один инцидент произошел 11 августа 2006 года, когда загорелся поезд Transrapid, курсировавший по Шанхайской линии маглева. Пожарные Шанхая быстро потушили пожар. По имеющимся данным, причиной пожара могли стать аккумуляторные батареи корабля.

Наконец, мировой финансовый кризис 2007–2008 годов и последовавший за ним экономический спад затруднили для Transrapid привлечение капитала для новых проектов. В этот период инвесторы и правительства стали более осторожными в отношении вложений в дорогостоящие инфраструктурные проекты, что снизило перспективы расширения Transrapid.

Ту Тао (по данным Interesting Engineering )

Ссылка на источник