100 великих рекордов транспорта

В отличие от гравитационного вакуумный транспорт не только прошел экспериментальную проверку, но и показал рекордный для своего времени результат. В 40-х годах XIX века в Ирландии и Англии были построены так называемые «атмосферные» дороги.

Вместо локомотива к вагонам прицеплялась ведущая тележка, в нижней части которой укреплен был поршень. Этот поршень через прорезь и уплотнения входил в трубу, уложенную между рельсами. С другого конца труба закрывалась наглухо. После того как насосные станции выкачивали из трубы воздух, неуравновешенная сила атмосферного давления начинала вгонять поршень в трубу, как пороховые газы вгоняют снаряд в ствол орудия. Именно на такой дороге тележка без вагонов поставила своеобразный мировой рекорд скорости тех лет – 134 км/ч.

Погубил проект, казалось бы, пустяк. Уплотнения из смазанной жиром кожи неизменно оказывались… съеденными крысами, их приходилось то и дело менять, и «атмосферную» дорогу в конце концов, забросили.

Следующее важное усовершенствование было сделано в 1870 году, когда американцу Бичу пришла в голову мысль весь поезд превратить в гигантский поршень и с помощью вентилятора, нагнетающего воздух в тоннель, сообщать ему движение. Такая дорога работала в Нью-Йорке в течение года и была потом закрыта из-за малой экономичности.

Однако комбинация двух этих решений приводит к удивительно интересному виду транспорта. Действительно, трудно найти более привлекательный привод, чем пневматический. При внешнем диаметре вагона в 3 м атмосферное давление создает тягу в 70 т! При скорости 360 км/ч на поверхности земли для создания такой тяги понадобилось бы 70 тыс. л.с. Здесь же требуется лишь 4 компрессорные станции по 2500 л. с. каждая.

Вакуумная тоннельная дорога аккумулирует энергию непрерывно работающих станций. А затрачивается она на разгон поезда, длящийся всего две минуты. После этого воздушные клапаны на станции отправления закрываются, и атмосферный воздух, проникший в тоннель за движущимся поездом, продолжает расширяться до давления ниже атмосферного. На середине пути давление за поездом и перед ним сравнивается. Движущийся дальше по инерции поезд сжимает перед собой разреженный воздух и замедляется. На станции давление перед поездом становится равным атмосферному, и он останавливается.

Главные источники потерь в вакуумном транспорте – утечка воздуха через зазор между тоннелем и трубой и трение в колесах и подшипниках. Энергия, затрачиваемая на компрессорных станциях, нужна лишь для компенсации этих потерь. Потерь, свойственных обычному наземному транспорту, где энергия тратится на разгон, на турбулентное вихреобразование и разогрев тормозов при замедлении, здесь нет.

Впрочем, можно обойтись даже без… колес и рельсов.

Достижения дороги-соленоида

В 30-е годы ХХ века советской физик Б. Вейнберг предложил электромагнитную подвеску для поддержания движущегося в вакууме железного вагона. Для этого вдоль верхней части медной трубы, из которой выкачан воздух, устанавливаются на определенном расстоянии один от другого мощные электромагниты. Они притягивают к себе движущийся вдоль трубы вагон и не дают ему упасть.

Поскольку неподвижный вагон просто притянется к ближайшему электромагниту, его следует предварительно разогнать до такой скорости, чтобы он, двигаясь по инерции, на успевал этого сделать. По мысли Вейнберга, разгон следует производить в мощном соленоиде, в который вагон втягивается, как сердечник в катушку, и дальше мчится вдоль трубы по волнистой траектории до тормозного соленоида станции назначения.

Проект тем более любопытен, что электромагниты можно в принципе заменить очень сильными постоянными магнитами, сведя к минимуму затраты энергии. Сам Вейнберг видел основное препятствие для реализации его идеи в большой стоимости медной трубы. Сегодня и эта трудность может быть снята: в распоряжении строителей – стеклопластики, сверхпрочные бетоны и другие материалы с нужными электрическими и магнитными свойствами.

Летайте тоннелями!

А может случиться и так, что первая действующая «трубопроводная» дорога окажется гибридом нескольких идей, которые в течение многих лет считались не более чем забавными физическими парадоксами.