Наша рассылка позволит вам оперативнее узнавать о том, как меняется железнодорожный мир!
Вы будете получать уведомления о публикации новых статей
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности
Подпишитесь на нашу страницу в Facebook!

Пробка из бутылки

Hyperloop Илона Маска — только одна из версий вакуумных поездов. На самом деле проектов такого рода гораздо больше, и их реализация намного ближе, чем кажется. Власти богатых стран хотят иметь в арсенале такие линии как символ своего технологического превосходства.

Пробка из бутылки

Hyperloop Илона Маска — только одна из версий вакуумных поездов. На самом деле проектов такого рода гораздо больше, и их реализация намного ближе, чем кажется. Власти богатых стран хотят иметь в арсенале такие линии как символ своего технологического превосходства.
Прошло уже почти 8 лет, с тех пор как руководитель компаний Tesla и SpaceX Илон Маск презентовал концепцию нового вида транспорта гиперлуп (Hyperloop). Это сверхскоростная транспортная система, состоящая из комплекса труб, по которым капсулы с грузами или пассажирами могут перемещаться без сопротивления воздуха и трения.

Идея была на удивление сдержанно принята в профессиональном сообществе. Через несколько лет в обиход вошло ироничное выражение «Илон Маск обещал…». Сегодня многие люди по-прежнему убеждены, что гиперлуп — это всего лишь футуристическая концепция, которая в обозримом будущем не заработает. Однако разработчики за последние годы заметно продвинулись, и шансы, что рано или поздно Hyperloop все-таки поедет, не такие призрачные, как принято считать.

Культ личности

Так сложилось, что развитие технологии Hyperloop всегда увязывается с именем Илона Маска, но реализацией таких проектов по всему миру занимается около десятка компаний. Они не аффилированы между собой, и лишь немногие из них связаны со структурами предпринимателя. Инженерные и финансовые расчеты, которыми оперируют эти компании, уже давно отличаются от предварительных цифр, которые в 2013 году были им озвучены.

Тем не менее упоминание имени Илона Маска помогает разработчикам Hyperloop привлекать инвесторов. Желающих более чем достаточно, но наиболее близки к цели четыре проекта.
Проект трассы Hyperloop в Лос-Анджелесе
В Южной Корее пробный запуск по трассе Hyperloop надеются совершить в 2024–2025 годах. Это будет маршрут между Сеулом и Пусаном (более 300 км).

Virgin Hyperloop One строит трассу в Индии между городами Мумбай и Пуна (160 км). Сертификат безопасности строители рассчитывают получить к 2024 году, а коммерческие операции на линии начать к 2029 году.

В 2018 году HyperloopTT и Aldar Properties подписали соглашение о строительстве Hyperloop между Абу-Даби и Дубаем (140 км), но здесь пока воздерживаются от упоминания точных дат запуска.

В тот же период времени компания SpaceX Илона Маска получила разрешительную документацию на строительство участка трассы Hyperloop 16,58 км между городами Балтимор и Ганновер (штат Мэриленд). В перспективе эта линия может стать частью маршрута Вашингтон — Нью-Йорк с остановками в Балтиморе и Филадельфии.
В Южной Корее пробный запуск по трассе Hyperloop надеются совершить в 2024–2025 годах

Первые всходы

Предварительные тесты технологии обнадеживают. В 2020 году Корейский научно-исследовательский институт железных дорог (Korail) объявил: их масштабная модель вакуумного поезда развила максимальную скорость 1019 км/ч. Предыдущий рекорд установлен в этой же стране и составляет 714 км/ч.

В остальном мире пока не могут приблизиться к показателям Korail. В Мюнхенском техническом университете пока смогли добиться более «скромных» результатов — 467 км/ч.

Зато в 2020 году Virgin Hyperloop на испытательном полигоне DevLoop недалеко от Лас-Вегаса провела пробный запуск уже не модели, а реальной капсулы с двумя пассажирами. Скорость была далека от рекордной – 160 км/ч. Но такое решение приняли из соображений безопасности: воздействие скоростных вакуумных поездов на человека еще не до конца изучено.

Удалось конкретизировать и стоимость проектов. Восемь лет назад строительство петли между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом Илон Маск предварительно оценивал из расчета 11,5 млн долл. за милю (1 миля — 1,6 км), но затем цифру не подтвердили, начались дополнительные исследования и спекуляции.
Капсула, которую использовали для перевозок первых людей в Hyperloop. Zuma/TASS
Тем не менее стоимость трасс Hyperloop оказалась не столь пугающей для инвесторов: например, предварительная оценка стоимости трассы между Абу-Даби и Дубаем — 52 млн долл. на 1 милю. Это заметно больше, чем Илон Маск обещал 8 лет назад. Но линии высокоскоростных поездов стоят не намного дешевле.

Например, прокладку высоко­скоростной железной дороги California HSR на том же участке между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом сегодня оценивают приблизительно в 70–80 млн долл. на милю, и эта цифра не кажется завышенной. По данным Всемирного банка, в Европе средняя стоимость скоростной железной дороги составляет 25–39 млн долл. за километр (то есть до 60 млн за милю). В Китае цены ниже — до 20 млн долл. за километр. Но это связано с не имеющей пока аналогов в мире системой прокладки туннелей и более дешевой по сравнению с Европой или США стоимостью земли.

Пятый транспорт

Британский изобретатель Джордж Медхерст первым начал использовать сжатый воздух в качестве двигателя и еще в 1799 году подал патент на систему, которая могла перемещать товары через систему железных труб.

В 1845 году в Лондоне построили экспериментальную грузовую станцию, на которой между рельсами и поездом создавался вакуум, двигавший вагоны вперед с помощью атмосферного давления.

Ближе всех к созданию скоростного вакуумного поезда подошли авторы стартапа SwissMetro. Они планировали создать систему поездов, движущихся по сети подземных туннелей. Устойчивость на трассе предполагалось обеспечить с помощью магнитной левитации, а сопротивление воздуха — уменьшить за счет снижения давления воздуха в туннелях примерно до 10% от нормального атмосферного давления. Существовал даже предварительный маршрут Берн — Цюрих. В начале 2000-х проект заморозили из-за высоких расходов, но в 2017 году концепция получила одобрение парламента Швейцарии. Теперь проект называется SwissMetro-NG. Авторы обещают благодаря новым технологиям на 50% снизить необходимый диаметр туннелей и повысить вместимость капсул. Должна улучшиться и рентабельность проекта. вместимость капсул.
Фото: NEW PICTURE LIBRARY/AKG/East News

Старые болезни

Главное уязвимое место проектов Hyperloop — пропускная способность трассы. Пока самая большая капсула разработана Hyperloop Transportation Technologies и предусматривает всего 40 мест. При этом в соответствии с исследованием немецкого ученого и функционера Агентства Европейского союза по железным дорогам Йозефа Доппельбауэра максимальная частота рейсов на трассах Hyperloop составит около 12 транспортных единиц в час в одну сторону. Время будет потеряно на таких операциях, как блокировка секций на терминалах, разблокировка/запирание вакуумных дверей, высадка/посадка пассажиров, разгрузка и загрузка багажных контейнеров, замена аккумуляторных блоков и проверка безопасности перед вылетом.

Кроме того, высокоскоростные поезда могут использовать обычные железнодорожные пути, а Hyperloop такой возможности лишен. При этом маловероятно, что гиперлуп будет самым экономичным транспортом. Энергопотребление на различных скоростных линиях железнодорожных и вакуумных поездов вполне сопоставимо. По Hyperloop точных данных еще нет, но разработчики другого вакуумного поезда, SwissMetro, надеялись добиться энергоэффективности 80–180 Втч/пассажиро-км. Для сравнения: тот же показатель для поездов типа Transrapid — 46–83 Втч/пассажиро-км, ICE — 75 Втч/пассажиро-км, MLX Maglev — 90–100 Втч на пассажиро-км.

Как должен работать Hyperloop

Конструкция Hyperloop включает в себя два элемента: трубу и капсулу.

Капсула состоит из воздушного компрессора спереди, салона посередине и аккумуляторного отсека сзади. Труба сконструирована таким образом, чтобы с помощью специальных насосов поддерживать вакуум, что снижает сопротивление. Это приводит к сжатию воздуха и создает воздушную подушку. Фактически капсула парит с помощью магнитной левитации.

Одновременно используется компрессорный вентилятор в передней части капсулы. Он позволяет перенаправлять воздух на днище к воздушным подшипникам, которые поднимают металлические капсулы над поверхностью трубы. Это уменьшает трение и обеспечивает дополнительную тягу.

Капсула приводится в движение электродвигателем и постепенно ускоряется вплоть до скорости более 1200 км/ч. Питание систем обеспечивают солнечные панели.

Сам себе памятник

Как ни странно, перечисленные проблемы с пропускной способностью и рентабельностью пока не препятствуют строительству трасс Hyperloop. Для разработчиков сейчас главное — доказать, что получаемую на тестах с моделями скорость можно повторить на реальной трассе и что поездка безопасна для здоровья пассажиров. Ни в Индии, ни в ОАЭ, ни в Южной Корее вакуумный поезд не рассматривается как единственный способ перемещения между городами, скорее, их собираются позиционировать как символ технологического прогресса вроде поезда Maglev в Шанхае или башни «Бурдж-Халифа» в Дубае. Маловероятно, что билет на Hyperloop будет доступен каждому жителю.
проект Magrail от компании Nevomo предлагает вариант сосуществования вакуумных поездов и обычных железных дорог
Дополнительный буст распространению технологии может дать использование Hyperloop для скоростных грузовых перевозок. В Гамбурге компании HHLA и HyperloopTT уже разработали модель транспортировки из порта до города — HyperPort. Транспортная капсула, по замыслу инженеров, сможет вместить два 20-футовых контейнеров или один 40- или 45-футовый. Они будут загружаться вертикально через отверстие в их верхней части за считаные минуты.

Также до конца 2022 года должно появиться обоснование для строительства грузового Hyperloop в Нидерландах. Трасса проектируется между Роттердамом и Амстердамом (с захватом городских портов и аэропорта Схипхол). Предполагается использовать линию в основном для перевозки скоропортящихся продуктов, в том числе цветов.
HyperPort

Вакуумный компромисс

Помочь распространению Hyperloop может проект Magrail от компании Nevomo, который предлагает вариант сосуществования вакуумных поездов и обычных железных дорог.

Он предусматривает три стадии реализации. На первом предлагается модернизировать существующие рельсы. На них по бокам установят специальные пластины, которые позволят моделям Magrail перемещаться с помощью технологии пассивной магнитной левитации. Фактически это будет линия поездов класса Maglev. При этом пользоваться транспортным коридором продолжат и обычные поезда. На данном этапе скорость капсул составит порядка 300 км/ч на обычных трассах и более 400 км/ч на линиях типа HSR.

На втором этапе железнодорожные пути предполагается оборудовать специальными закрывающими вакуумными полусферами и сферами, которые позволят снизить сопротивление воздуха и повысить скорость капсул до 600 км/ч и 1000 км/ч соответственно. Наконец, на третьем этапе построят выделенные маршруты для капсул Hyperloop.

Итальянский оператор Ferrovie dello Stato Italiane Group и Nevomo заключили меморандум о проверке технических и экономических перспектив проекта. Предварительно стоимость модернизации железнодорожных путей для реализации первого этапа проекта оценивается в «скромные» 6–8 млн евро на километр. Но смущает высокая энергоэффективность Magrail — 93 Втч/пассажиро-км при скорости 300 км/ч.

КОРОТКО

  • В Южной Корее пробный запуск по трассе Hyperloop надеются совершить в 2024–2025 годах.
  • Предварительная оценка стоимости трассы между Абу-Даби и Дубаем — 52 млн долл. на 1 милю.
  • Пока самая большая капсула Hyperloop предусматривает всего 40 мест.
  • Virgin Hyperloop на испытательном полигоне провела пробный запуск реальной капсулы с двумя пассажирами.