В начале 2010-х в Петербургском научном институте НИИЭФА им. Ефремова начали разрабатывать технологию для создания поезда на магнитной подушке — маглева. Предполагалось, что линии такого транспорта могли использоваться для самых разных целей — от перевозки грузов между Москвой и портами Балтийского моря до улучшения ситуации с городским наземным транспортом в Петербурге. Рассказываем об этом проекте, а также о том, почему он (пока) не был реализован?
Представьте себе железнодорожный вагон, у которого нет колес. Он не едет по рельсам, а парит над ними. В воздухе его удерживает сила мощнейших электромагнитов, которые поднимают махину поезда над землей и позволяют ему двигаться вперед, не зная силы трения. Благодаря последнему обстоятельству поезда могут развивать очень большую скорость — сотни километров в час. Кроме того, такие поезда являются практически бесшумными, что востребовано для внутригородских линий.
Все это называется маглев — сокращение от слов «магнитная левитация». Иногда такой транспорт называют поездом на магнитной подушке. Первые эксперименты с этой технологией начали проводить еще в начале XX века. А к сегодняшнему дню линии маглевов можно встретить, к примеру, в Сеуле и Шанхае. В Европе этот вид транспорта тоже использовали, хотя там он снискал меньше популярности. Экспериментировали с маглевами и в СССР, однако полноценных линий запущено так и не было.
Константин Трофименко
Директор Центра исследований "Умного города" ФГРР НИУ ВШЭ, Ведущий эксперт Института экономики транспорта и транспортной политики НИУ ВШЭ:
«В Советском Союзе эксперименты с технологией маглева начались еще в 1970-х годах. В 1980-е годы под Раменском построили полигон и первый эксперементальный маглев-поезд из одного вагона. Тогда предполагалось, что первый такой поезд вступит в эксплуатацию в 1993 году. Но, по понятным причинам этого не произошло, потому что СССР к этому времени кончился. Первая трасса предполагалась от центра Москвы до Шереметьево.
Причем советский маглев в некоторых аспектах был даже более совершенным чем немецкий или японский. В теории планировалось минимизировать сопротивление воздуха, тогда он выходил бы на гиперзвуковые скорости. Но до тестирования этой технологии дело не дошло. ».
В начале 2010-х энтузиасты магнитной левитации решили, что время для таких поездов в России наконец пришло. Среди них был Анатолий Зайцев — в прошлом он руководил Октябрьской железной дорогой, а затем и Министерством путей сообщения. Для того чтобы реализовать мечту о российских маглевах, необходимо было найти специалистов по магнитным системам. И тогда инициаторы проекта вспомнили о НИИЭФА им. Д.В. Ефремова. Этот петербургский научный институт, в частности, разрабатывал магнитную катушку для международного проекта термоядерного реактора ITER, который должен открыть человечеству доступ к экологически чистой энергии из практически неограниченного источника.
«Анатолий Зайцев пришел [к нам в институт] в конце 2012 года, — вспоминает Алексей Фирсов, руководитель проекта "МАГЛЕВ" НТЦ "Синтез АО "НИИЭФА". — Тогда он буквально сказал следующее: "Я знаю, что в мире многое сделано [в строительстве маглевов]. А вас мне порекомендовали как лучших специалистов по магнитным системам. Посмотрите, что сделано, возьмите лучшее и сделайте еще лучше!"».
«Меж двух магнитов»
Так на юге Петербурга, в НИИЭФА, начали разрабатывать технологию для российского поезда на магнитной подушке. Изучив мировой опыт, ученые поняли, что существует две основных технологии маглевов. В одном случае (электродинамическая система) магнит располагается над рельсом — такую технологию используют в Японии для поездов, которые разгоняются быстрее 600 километров в час. Однако у такой системы есть недостаток: в силу законов физики магнитная подушка возникает в этом случае не сразу, а начиная с определенной скорости (более 120 км/час), до которой поезд разгоняется на классических колесах. Во втором случае (электромагнитный подвес) магнит находится под рельсом, такой принцип использовали в Германии — он позволяет поезду парить над рельсами даже при нулевой скорости, правда, и разгоняться до 600 километров в час такие поезда обычно не могут.
«В результате мы выбрали вторую технологию, — вспоминает Фирсов, — тогда большинство проектов, которые мы обсуждали, были связаны с короткими линиями. Рассматривался, к примеру, проект "Балтийский вокзал — Пулково". Там не нужно развивать 400 километров в час, важнее, чтобы магнитная левитация была возможна даже при сравнительно небольших скоростях — до 100–200 километров в час».
Около полутора лет ученые занимались расчетами и изготовлением маленьких макетов магнитных подвесов. «На первом макете мы просто подвесили стальную пластину между двух магнитов, чтобы показать, что мы можем стабильно удерживать ее в этом положении. Самым сложным было изготовить источник тока, который работал бы стабильно и которым можно было бы достаточно точно управлять. Это была колоссальная работа».
Однако успешный запуск первого макета говорил лишь о том, что ученые НИИЭФА правильно рассчитали принципы магнитной левитации на бумаге. Для того чтобы убедить потенциальных заказчиков, нужно было нечто большее. В 2017 году они создали первый образец, напоминающий будущий транспорт. Это была небольшая левитационная платформа. Грубо говоря, очень приблизительный макет вагона, весом больше 100 килограммов, который уже мог парить над небольшим участком рельса благодаря своим магнитным подвесам. Именно с этой платформой петербургские ученые «вышли в свет».
Демонстрация состоялась на выставке Атомэкспо-2017. «Интересно было наблюдать, — вспоминает Фирсов, — как люди подходили [к макету] и пытались понять, в чем подвох. Часть из них просто не верила, что наша платформа весом 170 килограммов висит в воздухе и ее можно подвинуть взад-вперед одним пальцем, почти без усилий. Многие пытались найти, где же там спрятаны колесики».
«Двенадцать—не двенадцать, а за двадцать точно доехали бы»
Еще до успеха на выставке обсуждались самые разные проекты. Так, предлагалось построить грузовую маглев-линию между московским грузовым терминалом и петербургским грузовым портом.
Обсуждались также внутригородские перевозки по Петербургу. Помимо линии от Балтийского вокзала до Пулково, разработчики маглева предлагали проложить линии от Ленинского проспекта до Обухово и Рыбацкого, Купчино — Экспофорум — Гатчина, Бугры — Девяткино и другие. «Некоторые из них были проработаны очень детально», — утверждает Фирсов.
Ну а самой амбициозной идеей была трансроссийская магистраль для пассажирских поездов на магнитной подушке Москва — Владивосток. «Девиз был: "От Москвы до Владивостока за двенадцать часов". «Двенадцать не двенадцать, а за двадцать [часов] точно можно было бы доехать со всеми остановками», — уточняет Фирсов.
«Покажите, что это работает, и мы готовы это взять»
Однако ни одному из этих проектов не суждено было реализоваться (во всяком случае, пока). Опытные разработки, среднеразмерные макеты и расчеты не убеждали заказчиков, а для создания опытных линий длиной в несколько километров необходимы были существенные инвестиции и свободная земля, которых у института не было. Получался замкнутый круг. «Нам инвесторы говорили: "Покажите, что это работает, и мы готовы это взять". Именно в такой последовательности, в НИОКРы (научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы. — Прим. ред.) никто вкладываться не готов», — сетует Фирсов.
Остается и другая проблема — в России до сих пор нет государственных стандартов для сертификации маглевов. Впервые об этом заговорили еще в 2013 году, когда энтузиасты только озвучили планы по разработке российских магнитных поездов. Тогда специалисты Петербургского университета путей сообщения предлагали разработать ГОСТ для поездов на магнитной подушке, взяв за основу существующие европейские стандарты. «Это было в 2013 году. ГОСТа до сих пор нет, потому что нет государственной программы магнитной левитации», — констатирует Фирсов.
Впрочем, по утверждению Фирсова, сейчас проект может получить вторую жизнь. НИИЭФА входит в научно-образовательный инженерный кластер «Российский Маглев», который объединяет различные коллективы и предприятия, поверившие в идею создания отечественной магнитолевитационной транспортной системы и способные решить практически все технические вопросы. В прошлом году проект вошел в программу бизнес-акселерации Росатома.
Фирсов утверждает, что при сложившейся кооперации в случае, если к идее магнитной левитации проявят интерес инвесторы или государство, можно за два-три года построить тестовый участок маглева, разработать компоновку вагонов и специальных локомотивов. «В части разработки подвижного пассажирского состава можно, например, предложить сотрудничество ЦКБ МТ "Рубин", который в свое время разработал поезд "Сокол", уступивший в тендере "Сапсану"».
Пока же инвесторов нет, ученые продолжают совершенствовать свои системы магнитных подвесов для будущих поездов. Так, они смогли добавить в свои подвесы не только электромагниты, для работы которых нужно электричество, но и постоянные магниты, которые не требуют энергозатрат на работу. «Они компенсируют порядка 80% массы вагона, соответственно, на этот вес не нужно тратить энергию, — объясняет Фирсов, — этого не было в классическом электромагнитном подвесе. Дело в том, что при включении в систему постоянного магнита она становится сильно нелинейной, вследствие чего значительно усложняется алгоритм управления подвесом, его сложно стабилизировать, но нам это удалось. Недавно получен патент на гибридный электромагнит, в котором постоянные магниты включены в магнитопровод, что делает потенциальную установку еще более энергоэффективной».
Несмотря на то, что будущее проекта пока туманно, в НИИЭФА по-прежнему верят в свою разработку. «Будущее за тем видом транспорта, который покажет наибольшую экономическую эффективность, а в этом смысле у маглева неплохие шансы, — говорит Фирсов, — потому что стоимость строительства линий и дальнейшей эксплуатации поездов на магнитной подушке меньше, чем у железных дорог. Система колесо-рельс эффективна до скоростей в 200–300 километров в час. Но дальше за счет трения начинается стремительный износ путей и колесных пар, не говоря уже о вреде для экологии — согласно исследованиям только из-за поездов ежегодно в воздух выбрасываются тонны металлической пыли. У маглева всех этих проблем нет».
Константин Трофименко
Директор Центра исследований "Умного города" ФГРР НИУ ВШЭ, Ведущий эксперт Института экономики транспорта и транспортной политики НИУ ВШЭ:
«Конечно, проблема недофинансирования НИОКРов в России имеет место быть. Но в целом в мире маглевов не так много, несмотря на то, что технология хорошо известна уже полвека. Есть несколько рабочих примеров, но, насколько мне известно, это все абсолютно не окупаемо. Это больше демонстрация технологических возможностей, либо какие-то имидживые вещи. Но как транспортная система маглев не всегда целесообразна, особенно в городе, где не нужны такие высокие скорости.
Не готов оценивать технические характеристики, готовность и даже саму реализуемость конкретного проекта. Но хочу сказать, что идея ветки Петербург-Москва-Владивосток выглядит самым логичным применением технологии маглева для России. В теории это может быть даже быстрее чем авиационное сообщение. Но говорить об экономической окупаемости такого проекта совершенно бессмысленно. Это как с Трансибом: спустя 100 с лишним лет очевидно, что его нужно было построить, но это эффект который нужно мерить столетиями.
Разговоров о высокоскоростном сообщении в России ведется много, но пока нет реального интересанта. Государство, судя по всему, не совсем в это верит, а частные организации тоже не готовы в это вкладываться без четкого и детального технико-экономического обоснования.».
Комментарии (0)