Эта удивительная подушка - Карл Гильзин

В крайних точках трассы рельсолет приходилось разворачивать для движения в обратном направлении. Это происходило с помощью поворотного круга, хорошо известного всем железнодорожникам, но так как круг вращался тоже на воздушной подушке, то поворот производил один человек рукой. Это — не первое применение воздушной подушки для подобной цели: в США, например, уже ряд лет используется поворотный круг диаметром около девятнадцати метров на воздушной подушке. С помощью электродвигателя мощностью всего полторы лошадиных силы легко и просто, за одну минуту, круг поворачивает целый трехвагонный состав весом пятьдесят тонн.

В 1968 году начались испытания другого экспериментального французского рельсолета «Аэропоезд-2» длиной восемь метров. Когда на нем был установлен самолетный турбореактивный двигатель, то скорость достигла трехсот восьмидесяти километров в час. А после того как вдобавок был установлен и пороховой ракетный двигатель, она возросла до четырехсот двадцати километров в час.

Однако и это не рекорд. На сравнительно небольших моделях достигались скорости в тысячу километров в час и более. А на специальных испытательных установках, так называемых «ракетных салазках», предназначенных для исследований в области авиации и ракетной техники, скорость намного превзошла скорость звука! Эти «салазки» представляют собой небольшие платформы с испытуемым оборудованием, скользящие на воздушной подушке по рельсам.

После успешных испытаний французские инженеры построили рельсолеты, предназначенные для эксплуатации. Один из них рассчитан на восемьдесят пассажиров и называется «Орлеан». Вагон скользит на бетонном выступе, шесть воздушных подушек несут на себе вагон, еще шесть, по три с каждой стороны, создают боковую опору о выступ. Рельсолет будет курсировать на линии Париж — Орлеан длиной сто тринадцать километров, проходя этот путь за тридцать пять минут со скоростью до трехсот километров в час.

Разработка «Орлеана» выявила важное преимущество летающих поездов. Конструкция вагонов обычного поезда-экспресса неизбежно получается массивной и тяжелой: ведь на них действуют сильные удары и вибрации. В рельсолете они отсутствуют, поэтому вагон может быть, как выяснилось при подсчете, в пять раз легче.

Ученые США изучили перспективы развития высокоскоростного наземного транспорта и установили, что рельсолеты выгоднее самолетов на расстояниях до тысячи километров. В стране разрабатывается ряд проектов рельсолетов и трасс для них, широко используются и результаты французских работ по «Аэропоезду». В первую очередь рельсолеты должны связать крупные города с аэропортами, а также пройти по наиболее заселенным районам побережья.

Наша страна — величайшая железнодорожная держава, с наиболее развитой в мире сетью железных дорог. Некоторые маршруты уже так загружены, что неизбежно возникает необходимость создания новых, специальных высокоскоростных линий. Исследования показали, что наиболее выгодно применение для этих линий летающих поездов. Имеются проектные разработки некоторых линий, например Москва — Крым, Москва — Минеральные Воды, а также более коротких, в частности связывающих Москву с аэропортами столицы. Выгодны летающие поезда и в районах Севера, с его вечной мерзлотой и множеством болот.

Разрабатываются у нас и проекты рельсолетов. По одному из них рельсолет должен иметь скорость триста километров в час. Испытания будут проводиться на опытном участке пути длиной сорок километров. На берегу Киевского моря, на Днепре, строится научный центр-полигон для испытания скоростных поездов, в том числе и летающих.

Мнение ученых и инженеров всего мира единодушно: лет через десять-пятнадцать рельсолеты уже будут перевозить пассажиров на многих линиях.

Магнитная подушка

Как ни перспективна воздушная подушка для создания летающих поездов, у нее есть серьезный конкурент. Поезд может лететь над рельсами и без воздушной подушки, место которой способна занять ее своеобразная дальняя родственница — тоже подушка, но… магнитная.

Явление магнетизма, магнетическая сила известны людям с древних нор. Наука и теперь далеко не до конца выяснила природу магнетизма, его роль в жизни, однако сумела во множестве случаев использовать эту могучую природную силу на службе людям. Вполне реально и будущее магнитной подушки для рельсолетов.

Самый простой путь для этого — использование силы отталкивания одноименных полюсов магнита или, наоборот, притягивания разноименных полюсов. Но обычные магниты слишком слабы для этого, а применение мощных электромагнитов, образующих сильное магнитное поле с помощью электрического тока, связано со многими трудностями.

Наиболее эффективный путь решения задачи был впервые продемонстрирован в лаборатории одного из московских физических институтов полвека назад. Изумленные наблюдатели видели магнит, недвижно повисший в стеклянном сосуде над небольшой свинцовой тарелочкой.

Значение опыта столь велико, что о нем стоит рассказать подробнее. Прежде всего, для чего нужна была свинцовая тарелочка? Не на случай ли возможного падения магнита?

Ее роль была куда более важной. В сосуде под тарелочкой находился жидкий гелий, температура которого всего на четыре градуса выше абсолютного нуля. При столь низкой температуре свинец приобретает удивительное свойство сверхпроводимости. Если в сверхпроводящем веществе возник электрический ток, то он никогда не прекратится: сопротивление току равно нулю.

Вот что происходило в опыте, ставшем историческим. Когда магнит, небольшой брусок квадратного сечения, бросили в сосуд, то он упал на тарелочку, но не остался лежать на ней, как можно было ждать. Поведение магнита казалось необъяснимым — он подпрыгнул, еще раз и… завис над тарелочкой.

Когда магнит падал на свинцовую тарелочку, то вызвал в ней электрический кольцевой ток. Общеизвестно, что перемещение проводника в магнитном поле наводит (индуцирует) в нем ток. Сила наведенного в тарелочке тока была небольшой, при обычных условиях из-за сопротивления свинца ток почти сразу прекратился бы. Но свинец был сверхпроводящим, и ток, раз возникнув, продолжал существовать. Но раз появился ток, то появилось и связанное с ним магнитное поле, которое мешало магнитному стержню приблизиться к тарелочке.

Невидимая глазу борьба магнитных сил привела в конце концов к тому, что магнитный брусок недвижно завис в воздухе над тарелочкой. Вместо воздушной подушки «призраком» стала на этот раз подушка магнитная, сотканная из незримых силовых линий магнитного поля.

Исследования показали, что создание летающего поезда на магнитной подушке не только технически возможно, но и вполне оправдано. Он обладает некоторыми преимуществами перед рельсолетом на воздушной подушке — расходует меньше энергии, бесшумен, не поднимает туч пыли, не загрязняет атмосферу шлейфом выхлопных газов. Теперь, когда защита окружающей природы становится одним из главных требований к создаваемой технике, это важные достоинства.

Есть у магнитного поезда и недостатки. Главное — нужно достичь сверхпроводимости, а для этого обеспечить охлаждение чуть ли не до абсолютного нуля. Успехи физики и техники сверхнизких температур столь велики, что широкое использование явления сверхпроводимости в технике не за горами. И все же пока это сложно и дорого.

Исследование и проектирование рельсолетов на магнитной подушке ведется и у нас в стране, и за рубежом. Первые рельсолеты для регулярных рейсов будут, наверное, все же воздушными, и лишь потом в ряд с ними станут рельсолеты магнитные.

Собственно, магнитная подушка появилась на свет даже раньше воздушной. Первую модель вагона на магнитной подушке сделал бельгиец монтер Башле в 1910 году. Она тогда нашумела на весь мир, вызвала настоящую сенсацию. Еще бы, модель вагона весом пятьдесят килограммов не только поднималась магнитным полем и парила в воздухе над рельсами, но и мчалась с совершенно фантастической по тем временам скоростью — пятьсот километров в час!

Прошло четверть века, и другую модель построил немецкий инженер Кемпер Он оказался более практичным и взял патент на изобретение «Дороги с бесколесными вагонами, которые могут двигаться вдоль железных рельсов, будучи приподнятыми магнитным полем».

В обоих случаях для магнитной подвески служили электромагниты. Изобретатели применили немало интересных технических новшеств, но их проекты, намного опережавшие время, не смогли быть реализованы.

Новые перспективы открыло использование сверхпроводимости. Как будут выглядеть магнитные летающие поезда, если судить по известным проектам?