Компанія Hyperloop One провела перші випробування вакуумних поїздів в тунелі; влади США схвалили будівництво лінії між Вашингтоном і Нью-Йорком за цією технологією; в Росії на авіасалоні МАКС2017 представлений новий проект надзвукового літака; NASA планує створити аналогічний лайнер вже до 2020 року. Все це новини останнього місяця, і їх стає все більше - у наявності справжній бум проектів по створенню надшвидких транспортних засобів, покликаних радикально скоротити відстані між світовими столицями.
Зараз пасажирського транспорту, здатного «обігнати звук», не існує - легендарний «Конкорд» був виведений з експлуатації в 2003 році, і здавалося, що ідея себе не виправдала. Але автори нинішніх проектів запевняють, що змогли подолати технологічні та економічні бар'єри. У «швидкісну гонку» включаються бізнесмени-ентузіасти і уряду, наближаючи втілення давніх ідей фантастів і футурологів. Росія знаходиться на периферії цього процесу.
Перевищення швидкості
Залізничний транспорт - найшвидший з наземних, але і швидкості «традиційних» поїздів (в розвинених країнах - до 100 км / год, в Росії - 57,4 км / год) людині давно стало мало. До кінця XX століття більшість європейських країн (Швеція, Фінляндія, Португалія, Італія, Греція, Чехія та ін.) Обзавелися швидкісними складами, розганяється до 230-250 км / год. У Росії таким поїздом мав стати «Сокол250», відчувають в 90ті роки, але в 2003м проект був заморожений, а потім швидкісні поїзди вирішили закуповувати за кордоном. У 2009 році на маршрут Москва-Петербург вийшов «Сапсан» (німецький Siemens Velaro), в 2015м між столицею і Нижнім Новгородом почав курсувати «Стриж» (іспанська Talgo Intercity).
Подальше прискорення залежить вже не від поїзда: той же «Сапсан» може розігнатися до 350 км / год, але для цього потрібен виділений шлях з більш плавними поворотами, кращої зчіпкою рейок. Звести таку інфраструктуру під силу вже не всім країнам.
Першопрохідцем стала Японія, де високошвидкісну магістраль (ВСМ) Токіо-Осака відкрили до Олімпіаде1964. Довго Японія залишалася лідером по протяжності «Сінкансен» - мережі ВСМ, що вважається національною гордістю. У Європі розвиток ВСМ довелося на 1980-(Франція) і 1990е (Іспанія, Німеччина) роки. Тоді ж з'явилася мережа континентальних маршрутів (Лондон-Париж, Лондон-Брюссель, Париж-Амстердам і ін.). На початку XXI століття до пулу «високошвидкісних» країн приєдналася Корея. А потім всіх обігнав Китай: перша ВСМ в Піднебесній відкрилася лише в 2008 році, але до кінця 2016го їх протяжність склала вже 22 тис. Км. Сьогодні в Китаї знаходиться дві третини всіх ВСМ в світі, в тому числі найдовша траса Пекін-Гуанчжоу (2298 км).
Хоча системи ВСМ вже давно не розбурхують уяву, перетворившись в масовий транспорт, останнього слова технологія явно не сказала. Постійно вдосконалюються поїзда: у Франції в 1980-х роках курсували потяги TGV Sud-Est з робочим межею швидкості 270 км / год (рекорд - 380 км / ч), в 1990-х - TGV-A з межею 300 км / год (рекорд - 515 км / ч), а в кінці 2000х були введені AGV з межею 360 км / год (рекорд - 574,8 км / ч). Очікується і подальший розвиток мереж у Франції, Іспанії, Великобританії (540 км від Лондона до Единбурга до 2033 року) і Японії (600 км до 2030му). У Китаї наміри не в приклад масштабніше: виконавши національний план 4 + 4 (4 магістралі з заходу на схід і 4 з півночі на південь країни), влади перейшли до плану 8 + 8, по якому до 2025 року протяжність ВСМ виросте до 38 тис. км. Вартість споруди ВСМ в Китаї ($ 5-30 млн на 1 км) в середньому вдвічі нижче, ніж в Європі.
Деякі країни тільки приступають до проектів ВСМ - серед них В'єтнам (в планах запустити маршрут Ханой-Хошімін до 2020 року), Марокко (1500 км ліній до 2030му), Туреччина. У «відстаючих» значаться і США, де розвиток залізничних мереж стримується поліцентричної структурою країни, високою автомобілізацією і розвиненою авіасеть. До сих пір в Штатах курсує лише один швидкісний потяг - Acela Express (максимум - 240 км / ч), який доставляє пасажирів з Вашингтона до Бостона (734 км) за 7 годин. В останні роки там з'явилося ще два проекти ВСМ. Перший - XpressWest, що охоплює кілька західних штатів і лобіює девелопером готелів Marnell, - планують вже 10 років, сперечаючись про його економічні перспективи (вартість стартового ділянки складе $ 23 млн / км). Другий проект - анонсована владою Каліфорнії магістраль California High-Speed Rail, яка до 2029 року повинна з'єднати Лос-Анджелес і Сан-Франциско (вартість - $ 68,4 млрд, більше $ 50 млн / км).
У Росії планів по ВСМ багато: нинішній план РЖД передбачає будівництво 4000 км магістралей до 2030 року, а екс-глава держкорпорації Володимир Якунін міркував навіть про тунель під Берингове протокою. Втім, поки так нічого і не побудовано. Проектування ВСМ Москва-Петербург почалося в кінці 1980-х, тривало в 2000х, і здавалося, що до чемпіонату світу з футболу 2018-го магістраль точно здадуть (в 2010-му РЖД навіть домовилася про закупівлю для неї французьких складів AGV), але раптово проект був відкладений. Замість нього президент Путін доручив побудувати до 2018го ВСМ Москва-Казань. Але і тут робота не задалася, і терміни не раз відкладалися (поточний план передбачає запуск до 2023 року). У перспективі магістраль передбачається продовжити до Єкатеринбурга і Челябінська.
Віднесені магнітом
Деякі експерти вже називають технологію ВСМ застарілої - нібито майбутнє за поїздами на магнітній подушці (маглева), в польоті над шляхами за рахунок відштовхування однакових магнітних полюсів. Оскільки тертя коліс об рейки виключено, єдиною гальмує силою залишається опір повітря, що дозволяє розвинути велику швидкість. Ця технологія відома давно: в Німеччині (берлінський MBahn) і Великобританії (маглевчелнок в Бірмінгемі) вона використовувалася ще в 1980х роках, хоча пізніше системи були демонтовані через недоробки.
У повному розмірі
Але в тих випадках використовувався електромагнітний підвіс, що дозволяє «вичавлювати» лише 100-200 км / ч. Для далеких маршрутів потрібно рух на більш «швидкісних» надпровідних магнітах. На сьогодні єдиний приклад комерційного використання цього різновиду маглева - траса, що з'єднує Шанхай з аеропортом Пудун, побудована на початку 2000х німецькою компанією Transrapid: поїзд долає 30 км за 10 хвилин, розганяючись до 430 км / ч. А першопрохідцем в міжміських перевезеннях, найімовірніше, знову стане Японія. Ще в 1970-х там почали випробування магнітних поїздів на спеціальних полігонах, поступово нарощуючи швидкість (поточний рекорд - 603 км / ч). Але практичне втілення маглевтрасси підійшли тільки недавно: передбачається, що до 2027 року буде запущений ділянку від Токіо до Нагої, а до 2045му - друга черга до Осаки. В результаті маглев «Тюо-Сінкансен» зможе доставити пасажира з Токіо в Осаку (515 км) за одну годину замість трьох годин в «Сінкансене».
Головною проблемою маглева вважається дорожнеча: шанхайська траса коштувала понад $ 50 млн / км, вартість японської оцінюється в 9-14 трлн ієн ($ 160-250 млн / км). До того ж для руху на подібній швидкості потрібен ідеально прямий трек, що майже нездійсненне - в Японії для його прокладки потрібно проходити гірські масиви вибуховим способом.
Не випадково багато проектів маглева так і залишилися на папері. У Китаї мали намір продовжити шанхайський Аероекспрес до Ханчжоу (+145 км), але обмежилися ВСМ. Те ж саме відбулося в Великобританії, де в 2000х лобіювалася мережу UK Ultraspeed, пізніше замінена аналогічною ВСМ-трасою High Speed 2. У Німеччині тоді ж планувався Аероекспрес в Мюнхені ($ 70 млн / км), але був відкинутий. На початку 2010х маглева зацікавилася Індія, але далі декларацій справа не пішла.
У повному розмірі
У США маглев хотіли пустити як на Західному узбережжі (California-Nevada Interstate Maglev: проект заглох в 2010м, втративши підтримку сенатора Гаррі Рейда), так і на Східному (Baltimore - Washington SCMAGLEV з використанням японських напрацювань: 64 км, $ 125 млн / км, станом на 2016 рік триває економічний аналіз). Від регіональних маглева відмовилися в Пуерто-Ріко і Флориді, хоча там вони повинні були обійтися дешевше (близько $ 20 млн / км).
Ця технологія відома і в нашій країні: в 1970х роках були виготовлені кілька зразків магнітопланов, і в 1980х планувалася споруда для них залізниці в Вірменії, але землетрус 1988 року і розпад СРСР ідею поховали. На початку 1990-х маглев розглядався як варіант для Аероекспрес в Москві. У травні минулого року про вітчизняні розробки знову згадали: в Мінтрансі відбулася презентація технології RusMaglev Петербурзького університету шляхів сполучення (ПГУПС). Там вже створили зразок вагона і навіть спланували вантажну магнітну магістраль з порту Усть-Луга в Ленобласті в логістичний комплекс «Білий Раст» в Підмосков'ї вартістю $ 30 млн / км: поїзди повинні поїхати по естакаді висотою 5,5 м із швидкістю 400 км / год. Також представники ПГУПС запропонували маглев як міського транспорту владі Москви, Санкт-Петербурга і Волгограда.
труба кличе
Але з недавніх пір і маглев вже не є передовою технологією. У 2013 році глава Space X і Tesla Motors Ілон Маск розповів про ідею Hyperloop - герметичній труби, в якій пересуваються левітірующіе вагони-капсули. У цьому випадку зникає не тільки тертя об поверхні (що реалізовано в маглева), але і опір повітря, завдяки чому капсули можуть розганятися до 1200 км / год.
По суті, Hyperloop продовжує пошуки на тему вакуумного поїзда (vactrain), концепція якого була відома ще в XIX столітті. На початку XX століття в США її просував Роберт Годдард, в Росії - професор Томського технологічного інституту Борис Вейнберг, але технічні можливості не дозволяли її випробувати. У 30х роках вакуумний потяг розробляли в Третьому рейху, в 60х - в Японії, а в кінці століття ідеєю «захворів» проектувальник тунелю під Ла-Маншем Френк Девідсон, який запропонував прокласти тунель під Атлантикою на глибині 50-100 м всього за $ 75 млн / км . У 2000х аналогічні проекти з'являлися в Швейцарії (підземне метро по всій країні - Swissmetro) і Великобританії (капсули на колесах в тунелі - Fast Tube). У китайському університеті Цзяотун (місто Ченду) вакуумний потяг розробляють з 2002 року, плануючи створити робочу модель до 2020му. Нарешті, фінська компанія Astronomic в 2013 році представила футуристичний проект підводного тунелю між Гельсінкі і Таллінном (Sonicloop) з граничною швидкістю 1600 км / год.
Hyperloop з усіх цих починань виглядає найбільш реалістичним. Ілон Маск вніс в проект нововведення, покликані його здешевити: в тунелі створюється не повний вакуум, а форвакуум (1/1000 атмосферного тиску), а залишки атмосфери використовуються для створення повітряної подушки для капсули, що економніше в порівнянні з магнітною.
У повному розмірі
Спочатку Маск не збирався займатися реалізацією Hyperloop, і його пошуки були взяті на озброєння двома стартапами - Hyperloop Transportation Technologies (HTT) і Hyperloop One. Перша з компаній в 2016 році почала будівництво труби довжиною 8 км в Каліфорнії, а в березні цього року замовила виробництво пілотної капсули в Іспанії, плануючи в 2018м приступити до польових тестів. Hyperloop One вже проводить випробування: на полігоні DevLoop в районі Лас-Вегаса в минулому році вдалося розігнати дослідну візок, а в травні 2017го - повноцінну капсулу. Поки вона досягла швидкості 113 км / год, в наступний раз повинна подолати 400 км / ч. У нинішньому році з'явився і третій стартап - голландська Hardt Global Mobility, що побудувала тестовий ділянку довжиною 30 м в Делфті.
Нарешті, до «трубному» буму приєднався і сам Маск. У 2015 році він оголосив про конкурс проектів пасажирської капсули (Hyperloop Pod Competition), в 2016м повідомив про створення випробувального тунелю довжиною 1,5 км, а на початку цього року вже опублікував відео руху капсули в тунелі.
В технології Hyperloop залишається чимало питань: чи будувати підземні тунелі або труби на естакадах, яким повинен бути діаметр труби (від 1,8 до 3,3 м), чи буде достатньо повітряної подушки для підтримки капсули в стабільному стані (скептики запевняють, що без магнітної левітації все-таки не обійтися). Втім, це не заважає вже планувати комерційні проекти. Маск в 2013 році почав з ідеї «трубопроводу» Лос-Анджелес - Сан-Франциско: розкритикувавши проект California High-Speed Road, він заявив, що зможе перевозити пасажирів зі швидкістю 1000 км / год замість 350 км / год по ВСМ, а вартість споруди виявиться в 10 разів менше ($ 75-10 млрд). У цьому році він переключився спочатку на тунель від офісу SpaceX до аеропорту Лос-Анджелеса (варіант використання Hyperloop як міського транспорту для боротьби з пробками), а недавно повідомив про згоду уряду США на будівництво тунелю Вашингтон-Нью-Йорк (330 км), поїздка по якому займе 29 хвилин.
Тим часом НТТ налагоджує контакти з урядами інших країн: за словами глави компанії Дірка Алборна, вдалося досягти домовленості про проектування маршрутів у Східній Європі (шлях з Відня до Братислави по «трубі» повинен зайняти 8 хвилин), ОАЕ (Дубай - Абу-Дабі - 10 хвилин), Південній Кореї (планується за 4 роки створити мережу HyperTube Express; пілотний маршрут Сеул-Пусан - 20 хвилин).
Проявили інтерес до Hyperloop і в Росії - спочатку приватні інвестори (компанія Віктора Вексельберга Oerlikon взяла участь в роботі HTT, Summa Group Зіявудіна Магомедова інвестувала $ 1-5 млн у Hyperloop One), а потім і влади. У червні 2016 року Володимира Путін провів нараду з приводу впровадження Hyperloop, робочі групи по цій темі з'явилися в Мінтрансі і РЖД. Пілотний проект «труби» чиновники запропонували побудувати в Примор'ї, між китайським Хуньчунь і портом Зарубіна (70 км за 30-40 млрд рублів - близько $ 10 млн / км). Американські партнери мислять глобально: в НТТ задумалися про будівництво гілки між Москвою і Петербургом (35 хвилин в дорозі), а в Hyperloop One хочуть «бурити» в самій російській столиці (підписаний меморандум про наміри з мерією Москви, розглядаються варіанти прокладки «труби» між столичними аеропортами або в Новій Москві).
Але експерти з різних країн відносяться до проектів Hyperloop з недовірою. Глава інжинірингової компанії MCRIT (Барселона) Андре Ульед вважає, що «труба» життєздатна лише на дистанціях 500-1000 км: на меншій відстані економія часу не так значна, а на більшій краще авіаперевезення. Крім того, у Hyperloop не вийде конкурувати з традиційними видами транспорту на популярних маршрутах в США або Європі - перспективи проглядаються тільки в країнах, що розвиваються, недостатньо охоплених транспортними шляхами, вважає він. На думку ж віце-президента РЖД Олександра Мішаріна, планувати переміщення людей за допомогою Hyperloop зовсім не варто - мова може йти лише про вантажні перевезення. З цим згоден голова Міжнародної ради по транспортним системам Маглев Йоханнес Клюшпіс: «Людям не сподобається сидіти в капсулі в замкнутому просторі, не маючи можливості встати і вийти. Я б не став інвестувати в такий проект для пасажирів ».
майже телепортація
Але і обіцяні в проектах Hyperloop 1000 км / год можуть незабаром виявитися не межею для транспорту. Ще сильніше «зблизити» міста світу може надзвукова авіація, в якій з початку 2010х було заявлено відразу кілька проектів, що розробляються з урахуванням недоліків знаменитих Ту-144 і «Конкорда».
Найвідомішою технологічною проблемою цих лайнерів вважався «звуковий удар» - гучний звук, схожий на вибух, який чути на землі під пролітають літаком. У 2006х роках Міжнародна організація цивільної авіації (ICAO) посилила стандарти авіаційного шуму, заборонивши надзвукові польоти над населеними пунктами. Відповіддю на це стала робота над пом'якшенням «звукового удару» в нових моделях. NASA кілька років відпрацьовував технологію QueSST (Quiet Supersonic Technology), і в результаті на її базі в 2016 році спільно з Lockheed Martin стартувала розробка безшумного лайнера XPlane, в 1000 разів тихіше «Конкорда». В Японії є аналогічний проект DSEND 2: випробування пройшли в 2015 році і були визнані успішними. Правда, поки відпрацьовується планер, що піднімається в небо на повітряній кулі, - повноцінний літак з'явиться до 2030 року. З іншого боку, «кар'єрі» надзвукових лайнерів завадили економічні чинники. Квитки на Ту-144 і «Конкорд» обходилися втричі дорожчі за звичайні, через що масовими подібні перельоти не стали - для зниження собівартості перевезень авіаконцерни вважали за краще розвивати моделі для «простих смертних» Boeing 747 і Airbus 320. У найближчі десятиліття, за прогнозами виробників, драйвером попиту на літаки і раніше буде виступати масовий туризм. Тому ніша для надзвукових літаків залишається тільки в діловому середовищі, де готові переплатити за швидкість. Нові проекти це враховують: Aerion AS2, Boom Technology Boom, Spike S512 і HyperStar позиціонуються як бізнес-джети. Робота по ним кипить: Boom Technology розробила прототип літака (Baby Boom), Spike Aerospace планує в цьому році провести льотні випробування дозвуковій версії лайнера, HyperMach готується до випробувань в аеродинамічній трубі, а Aerion Corporation отримала в 2015 році замовлення на 20 бортів ($ 2, 4 млрд). Всі чотири моделі повинні надійти в комерційну реалізацію в 2020х роках.
Решта проектів більше відносяться до гіперзвуковим лайнерів (більш ніж в 5 разів перевищує швидкість звуку - 1 Мах або 1100-1200 км / ч в залежності від висоти) і орієнтовані на дальню перспективу. Серед них є зовсім футуристичні: Skylon представляє гібрид літака і ракети, а злітає вертикально Concorde 2 комбінує прямоточний, турбореактивний і ракетний двигуни. Найрадикальніші варіанти представив канадський інженер Шарль Бомбардьє (онук засновника Bombardier): за його задумом, літак Screemr на ракетному прискорювачі повинен розвивати швидкість 10 Махов (М10), а елітний Antipode зовсім зможе досягти М24, доставляючи жителя Нью-Йорка до Лондона за 11 хвилин , в Дубай - за 22 хвилини, в Сідней - за 32 хвилини. Поки літак на подібній технології в ході випробувань в США в 2013 році вдалося розігнати тільки до швидкості М5.
Російські розробки в надзвукової авіації також є, але відомо про них мало. На авіасалоні МАКС2017 ЦАГІ ім. Жуковського представив макет літака СДС / УПС (ділова / пасажирська версії) - модель знаходиться на стадії «пошукових досліджень», про терміни не повідомляється. Там же був присутній і прототип гіперзвукового лайнера на водневому паливі - його спорудили в рамках проекту HEXAFLY-INT, де обговорюються авіаексперіменти різних країн.
Як показує досвід, довести до реального втілення подібні вітчизняні проекти майже неможливо. «Готовий» Ту-144 прослужив на пасажирських авіалініях менше року. Його спадкоємця, Ту244, представляли в 90х роках на авіасалоні «Ле Бурже», після чого згорнули роботи. Бізнес-джет Ту444 створили в ескізах в 2004-2008 роках, але коштів на подальші етапи не знайшлося. Ще один літак ділової категорії С21 (SukhoiSupersonicBusinessJet) фігурував на авіасалонах з 1980х до 2000х, але в останні роки про нього також не чутно. Макет гіперзвукового скрамджета ГЛЛ-АП02 кілька разів виставлявся на МАКС, але теж «пропав з радарів».
Зате в Росії сподіваються випередити весь світ: поки Європа і США освоюють «труби» і літаки, в нашій країні до 2035 року з'явиться телепортація - про це стало відомо в минулому році з підготовленою за дорученням Путіна програми «Національна технологічна ініціатива». Ні Шарль Бомбардьє, ні Ілон Маск про таке ще не замислювалися.
<
