Телеканал «Наука» 3 октября 2019

Рекорды скорости на рельсах

Фото: Телеканал «Наука»
В октябре 1964 года в  была запущена первая в мире высокоскоростная магистраль. Как менялись рекорды скорости и что нового придумало человечество для быстрого перемещения в пространстве по рельсам?
Как все начиналось
Всего 140 лет назад появилась электрическая железная дорога: в 1879 году 300-метровую демоверсию построил немецкий инженер и изобретатель Вернер фон  для промышленной выставки в Берлине. Скорость перемещения состава составляла всего 7 км/ч. С тех пор человечество мечтало лишь об одном: ехать быстрее. Инженеры работали над этой задачей, не покладая рук, и уже в 1903 году экспериментальный электровагон тех же братьев Сименс (фирма «Siemens & Halske») преодолел рубеж в 200 км/ч. В те времена это была совершенно фантастическая скорость! Эксперимент проходил в пригороде Берлина осенью: 6 октября электрический вагон разогнался до 206 км/ч, а 28 октября достиг 210,2 км/ч.
Этот рекорд был побит лишь полвека спустя французским электровозом CC 7121. В феврале 1954 года пассажирский поезд развил скорость 243 км/ч на участке Дижон-Бон. В следующем году французскому электровозу CC 7107 удалось разогнаться до 331 км/ч и надолго установить мировой рекорд. Правда, в ходе той гонки у него расплавился токоприемник.
И все же первая высокоскоростная железная дорога появилась не в Европе, а в Японии: она открылась 1 октября 1964 года в преддверии летней Олимпиады. Линия Токайдо-синкансэн соединила два крупных города — и Токио: за 2,5 часа поезд преодолевал 515 км, останавливаясь на 17 станциях. Скорость 210 км/ч сделала поезд крайне популярным. В 1967 году по магистрали проехал 100-миллионный пассажир, а в 1976 — миллиардный. В народе этот транспорт получил прозвище «поезд-пуля». Сейчас железнодорожная сеть «Синкансэн» разрослась и имеет более десятка маршрутов. Самый быстрый — Хаябуса — был введен в 2011 году: поезда следуют по нему со скоростью 320 км/ч.
Высокоскоростные поезда во всем мире
Высокоскоростной транспорт со временем появился и в других странах. , поставившая рекорды скорости в 1903 году, наладила регулярное высокоскоростное движение лишь в 1981 году: первая линия пролегла между Парижем и Лионом. Сегодня сеть TGV сильно разрослась, к ней присоединились соседние страны: , и . Французские составы TGV способны разгоняться до 320 км/ч. Один из этих поездов — опытный состав V150 — стал рекордсменом в 2007 году, разогнавшись до 574,8 км/ч на пути между и Парижем.
Высокие скорости стали возможны благодаря тому, что скоростная железная дорога строится без малых радиусов кривых, поезда оснащены мощными тяговыми двигателями, сочлененные вагоны имеют обтекаемую форму, при которой им не страшны встречные и боковые воздушные потоки. Несмотря на огромные скорости, поезда TGV безопасны для окружающих: не отмечено ни одного случая гибели пассажира под колесами, кроме одного столкновения с грузовиком.
По этому показателю сильно проигрывают российские поезда «Сапсан». Они были запущены десять лет назад между и  и успели сбить десятки людей. Причина состоит в том, что они следуют по обычным железнодорожным линиям, которые проходят через населенные пункты и не имеют специальной системы защиты для проходящих людей. За несколько секунд белая точка на горизонте превращается в несущуюся «Белую смерть» — так прозвали «Сапсан» жители придорожных городов и поселков. За прошедшее десятилетие они научились выстраивать свою жизнь по расписанию скоростного поезда, чтобы не пересекать пути в опасное время.
«Сапсаны» были произведены той же немецкой компанией Siemens, которая открыла первую железную дорогу в мире. Она же будет обслуживать российские составы в течение 30 лет. «Сапсан» может работать даже при температуре -50 °C и развивать скорость до 300 км/ч. Французские поезда курсируют по специально построенным для них высокоскоростным магистралям, проложенным вдали от населенных пунктов по полям. Высокоскоростные дороги, подобные TGV, есть не только в Европе, но и в Южной Корее, и в США.
В 1900 году американский инженер Джон Элфрит Уоткинс составил предсказание о будущем Америки и США под названием «Что может случиться в последующее столетие?» В числе прочего автор предсказал: «Поезда будут ходить со скоростью 2 мили в минуту (193 км/ч). А экспрессы — 150 миль в час (241 км/ч)». Прогноз полностью сбылся. Но человечество все еще не удовлетворено и мечтает ехать еще быстрее.
Рекорды скоростей
Знаете ли вы, с какой максимальной скоростью может ехать человек? На сегодняшний день рекорд составляет 1017 км/ч. Он принадлежит американскому подполковнику Джону Полу Стаппу, который в декабре 1954 года разогнался до этой скорости на ракетных санях во время испытаний на авиабазе Холломан. Стапп был очень смелым человеком, он все время испытывал свое тело на прочность, чтобы доказать, что человек может выдерживать огромные перегрузки при ускорении. Ракетные сани на сегодняшний день являются самым быстрым рельсовым транспортным средством на Земле, их рекорды скорости на суше вряд ли удастся превзойти поездам. В апреле 2003 года сани без человека разогнались до 10 430 км/ч.
Самые быстрые поезда в мире сейчас это маглев — поезд на магнитной подушке. Он относится к монорельсовому транспорту, но в отличие от электропоездов не касается поверхности рельса, движется и управляется исключительно силой электромагнитного поля. Поскольку нет трения, то маглев может развивать огромные скорости и составить конкуренцию самолету. Первая публичная магнитная дорога была открыта 30 лет назад в Берлине: она имела протяженность 1,6 км и могла перевозить пассажиров со скоростью 80 км/ч. В СССР на 10 лет раньше был проложен экспериментальный участок длиной 600 м для испытаний вагонов на магнитном подвесе. Впоследствии он был продлен до 980 м, тестирование проводилось в подмосковном городе Раменское.
Кстати, первый монорельсовый транспорт тоже появился в России. В 1820 году житель подмосковного села Мячково Иван Эльманов построил «Дорогу на столбах». Для движения вагонеток по рельсу использовались лошади.
Инженеры считают, что теоретически монорельсовый транспорт обладает более высоким потенциалом в плане развития скорости, поскольку нет опасности схода состава с рельсов и вероятность столкновения с другими объектами дорожного движения гораздо ниже, чем у традиционных рельсовых составов.
Самым быстрым маглевом на сегодняшний день является японский поезд на магнитной подушке. В апреле 2015 года он разогнался до 603 км/ч.
Развитию магнитного транспорта по всему миру мешают экономичекие и технические ограничения. Сегодня регулярный высокоскоростной маглев успешно работает в Китае. Шанхайская высокоскоростная маглев-трасса построена двумя немецкими компаниями, одна из которых железнодорожный «пионер» — Siemens. Линия была открыта в 2004 году, связав шанхайский аэропорт Пудун и первую станцию метро Шанхая. Максимальная скорость поезда составляет 431 км/час. В Китае даже обычные поезда ставят рекорды в эксплуатации: например, на китайской линии Пекин — Шанхай можно прокатиться со скоростью 330 км/ч.
Поезда будущего
110 лет назад, в 1909 году, была предложена идея вакуумного поезда или Vactrain. В теории скорость движения в вакуумной трубе на основе магнитной левитации может достигать 6400—8000 км/ч, то есть в случае реализации проекта это был бы самый быстрый в мире транспорт. Идею высказал анонимный читатель журнала Scientific American. Он даже рассчитал, что на ваккумном поезде можно было бы добраться из Нью-Йорка до Филадельфии (136 км) за 6 минут 44 секунды, а до Бостона (305 км) из той же точки за 10 минут 4 секунды. Позже оказалось, что автором этой идеи был Роберт Хатчингс Годдард — американский ученый, один из пионеров современной ракетной техники. После его смерти в 1945 году нашлись документы, в которых он описывал ваккумные поезда, движущиеся со скоростью 1 600 км/ч. Его вдова даже запатентовала это изобретение.
Первые в мире опыты с перемещением тела в вакуумной трубе за счет электромагнитного поля поставил в 1910-х годах российский профессор Борис Вейнберг. Ученый рассчитал, что капсула способна развивать скорость до 800—1 000 км/ч. Первая мировая война положила конец этим опытам, а позже профессор сменил научные интересы.
В конце 1960-х годов в Японии проводились испытания реактивного поезда. Главой исследования был конструктор тяжелых самолетов и управляемых ракет Кенойя Одзава. Модели поездов в ходе опытов двигались по особой эстакаде, оборудованной роликами. Скорость составляла 1140 км/ч. После постройки герметичного туннеля скорость состава увеличилась до рекордных 2300 км/ч. В 1970 году на точной копии сверхзвукового поезда японцы катали подопытных животных. Сообщалось, что после разгона и торможения их состояние не ухудшилось.
В наши дни идея вакуумного поезда снова горячо обсуждается. В 2012 году американский инженер и миллиардер Илон Маск объявил, что планирует создать новое транспортное средство, которое будет в два раза быстрее самолета и в 3—4 раза быстрее скоростного поезда. Время в пути от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско (561 км) займет всего 30 минут. Проект Hyperloop подразумевает собой создание поезда на воздушной подушке, движущегося в условиях форвакуума. Уже построено несколько пробных участков, пока небольших. В этом году удалось установить рекорд — капсула немецкой команды Hyperloop разогналась до 463 км/ч. Летом этого года компания Илона Маска заключила договор с правительством Саудовской Аравии о строительстве испытательного участка длиной 35 км. Это будет самая длинная трасса для нового вида транспорта, который претендует на звание самого быстрого в мире.
Комментарии
Другое , Илон Маск , Джон Пол , Siemens , Бельгия , Италия , Москва , Осака , Санкт-Петербург , Страсбург , Франция , Швейцария , Япония
Читайте также
В Италии призвали отменить санкции против России
5
Скляр назвал любимые песни «Ва-Банкъ» участников «НАШИх В ГОРОДЕ»
Последние новости
Отличи реконструкцию от творчества нейросети
Географические открытия XX века
Интересные факты о растениях