Создан прототип самого быстрого поезда на магнитном подвесе.
Пару дней назад китайские товарищи показали прототип поезда, способного разогнаться до скорости 600 км/час.
1. Внешний вид "Пули". Источник https://edition.cnn.com/travel/article/china-highspeed-maglev-prototype/index.html?gallery=3
Подобные скорости возможны благодаря тому, что поезда на магнитном подвесе (их еще называют «маглевы», от слова «магнитная левитация» или магнитопланы) не содержат трущихся и вращающихся поверхностей, контактирующими с рельсами.
Чтобы было понятно что это такое 600 км/ч - крейсерская скорость пассажирского авиалайнера составляет 800 - 900 км/ч, ну а скорость самого быстрого движения воздуха, зафиксированного в земном урагане - 300 км/ч. Ну а если перевести в метры в секунду, то получится 167 м/с.
Конечно, скорость реальных пуль у большинства современных образцов нарезного огнестрельного оружия гораздо больше - для пистолетов 300-500м/с, а для автоматов и винтовок от 700 до 1000 - 1500 м/с. Так что пока что «пуле» есть куда расти, но все равно это впечатляет.
На таких скоростях конструкторы столкнуться с целым рядом проблем, в частности максимальной автоматизации процессов управления.
2. Кабина машиниста. Источник https://edition.cnn.com/travel/article/china-highspeed-maglev-prototype/index.html?gallery=3
Безопасности движения и аварийной остановки. Я лично слабо себе представляю, как можно безопасно и при этом быстро аварийно остановить объект, движущийся со скоростью более 200 км/ч.
3. Источник https://edition.cnn.com/travel/article/china-highspeed-maglev-prototype/index.html?gallery=2
Следующая проблема - а как быть с аэродинамическими эффектам - нагрев, возмущение, шум... На такой скорости основная доля энергии линейных электромоторов будет тратиться на преодоление сопротивления воздуха.
4. Это специальная пушка для проверки фюзеляжей самолетов, их двигателей и скоростных поездов на птицестойкость - "chicken gun". Под прицелом - Сухой-суперджет МС-21. Источник http://www.ciam.ru/press-center/interview/artillery-tsiam-interview-with-head-of-division-of-experimental-researches-of-sic-tsiam-sergey-b-pet/
5. 1944 год. Chicken gun в действии. Британские ученые проверяют стойкость остекления самолетов к столкновению с немецкими птицами. Источник. https://www.theengineer.co.uk/this-week-in-1944-the-chicken-cannon/
Как можно еще увеличить скорость? Я думаю, все помнят концепцию Hyperloop. Чтобы показать вкратце как она работает, приведу цитату из книги Я.Перельмана «Занимательная физика», книга 2, глава 8 (https://www.e-reading.club/book.php?book=44171):
В железной дороге, которую предлагал устроить проф. Б. П. Вейнберг, вагоны будут совершенно невесомы; их вес уничтожается электромагнитным притяжением. Вы не удивитесь поэтому, если узнаете, что согласно проекту вагоны не катятся по рельсам, не плавают на воде, даже не скользят в воздухе, - они летят без всякой опоры, не прикасаясь ни к чему, вися на невидимых нитях могучих магнитных сил. Они не испытывают ни малейшего трения и, следовательно, будучи раз приведены в движение, сохраняют по инерции свою скорость, не нуждаясь в работе локомотива. Осуществляется это следующим образом. Вагоны движутся внутри медной трубы, из которой выкачан воздух, чтобы его сопротивление не мешало движению вагонов. Трение о дно уничтожается тем, что вагоны движутся, не касаясь стенок трубы, поддерживаемые в пустоте силою электромагнитов. С этой целью вдоль всего пути над трубой расставлены, на определенных расстояниях друг от друга, очень сильные электромагниты. Они притягивают к себе железные вагоны, движущиеся внутри трубы, и мешают им падать. Сила магнитов рассчитана так, что железный вагон, проносящийся в трубе, все время остается между ее «потолком» и «полом», не прикасаясь ни к тому, ни к другому. Электромагнит подтягивает проносящийся под ним вагон вверх, - но вагон не успевает удариться о потолок, так как его влечет сила тяжести; едва он готов коснуться пола, его поднимает притяжение следующего электромагнита… Так, подхватываемый все время электромагнитами, вагон мчится по волнистой линии без трения, без толчков, в пустоте, как планета в мировом пространстве. Что же представляют собой вагоны? Это - сигарообразные цилиндры высотой 90 см, длиной около 2,5 м. Конечно, вагон герметически закрыт, - ведь он движется в безвоздушном пространстве, - и подобно подводным лодкам снабжен аппаратами для автоматической очистки воздуха. Способ отправления вагонов в путь также совершенно отличен от всего, что применялось до сих пор: его можно сравнить разве только с пушечным выстрелом. И действительно, вагоны эти буквально «выстреливаются», как ядра, только «пушка» здесь электромагнитная. Устройство станции отправления основано на свойстве спирально закрученной, в форме катушки, проволоки («соленоида») при прохождении тока втягивать в себя железный стержень; втягивание происходит с такой стремительностью, что стержень при достаточной длине обмотки и силе тока может приобрести огромную скорость. В новой магнитной дороге эта-то сила и будет выбрасывать вагоны. Так как внутри туннеля трения нет, то скорость вагонов не уменьшается, и они мчатся по инерции, пока их не задержит соленоид станции назначения.
6. Вагон, мчащийся без трения. Дорога, проектированная проф. Б. П Вейнбергом. Источник https://www.e-reading.club/chapter.php/44171/112/Perel%27man_-_Zanimatel%27naya_fizika._Kniga_2.html
Вот несколько подробностей, приводимых автором проекта: «Опыты, которые я ставил в 1911 - 1913гг. в физической лаборатории Томского технологического института, производились с медной трубкой (32 см диаметром), над которой находились электромагниты, а под ними на подставке вагончик - кусок железной трубы с колесами спереди и сзади и с „носом“, которым он для остановки ударялся в кусок доски, опиравшейся о мешок с песком. Вагончик этот весил 10 кг. Можно было придать вагончику скорость около 6 км в час, выше которой при ограниченности размеров комнаты и кольцевой трубы (диаметр кольца был 6,5 м) нельзя было идти.
7. Источник https://tech.wikireading.ru/446
Но в разработанном мною проекте при трехверстной длине соленоидов на станции отправления скорость легко довести до 800 - 1000 км в час, а благодаря отсутствию воздуха в трубе и отсутствию трения о пол или потолок не надо тратить никакой энергии для ее поддержания. Несмотря на большую стоимость сооружений и, в особенности, самой медной трубы, все же благодаря отсутствию трат на мощность для поддержания скорости, на каких-либо машинистов, кондукторов и т. п., стоимость километра - от нескольких тысячных до 1 - 2 сотых копейки; а пропускная способность двутрубного пути - 15 000 пассажиров или 10 000 тонн в сутки в одном направлении».
8. Иллюстрация к статье Вайнберга "Пятьсот миль в час. Электромагнитный способ переместиться по вакууму из Нью-Йорка в Сан-Франциско за полдня". Начало путешествия в вакуумной трубе. Вагоны имеют цилиндрическую форму и каждый вмещает одного пассажира. Источник http://veinberg.o7.ru/500miles/
Но это пока только концепты. Все современные магнитопланы перемещаются в атмосфере и работают в общем и целом одинаково.
9. Источник http://www.diagram.com.ua/info/engineering-and-technology/engineering-and-technology047.shtml
Есть проекты и эксперименты использования магнитных сверхпроводящих токопроводов и эффектов левитации постоянных магнитов над сверхпроводящими плоскостями, но пока ни один из них не вышел из стадии лабораторного макета или прототипа.
Удастся ли китайским товарищам достигнуть заявленных результатов и получиться ли у Hyperloop запустить в эксплуатацию свой проект - покажет время. Но в их намерениях я лично не вижу ничего невозможного и фантастичного. Дело лишь в экономической целесообразности.
10. Ну а пока, ближайший реальный конкурент "Пули", японский магнитоплан MLX01, разгонялся до скорости 550 км/ч. Видите странный "нос" спереди? Это аэродинамический профиль, обеспечивающий прижим поезда и препятствующий возникновению подъемной силы. На такой скорости он легко может взлететь)) Источник https://locomotive.fandom.com/wiki/MLX01
Спасибо за внимание!