В предыдущей статье мы подробно рассказали об истории создания и внедрения высокоскоростных поездов (ВСП) за рубежом. В нашей стране также велись подобные работы и об этом расскажем в нашем материале.
Первый аэровагон с пропеллером построил в Тамбове Валериан Абаковский, работавший тогда водителем в местном ЧК. Его изобретение курировал, вероятно, лично знакомый ему член ЦК ВКП(б) и ВЦИК Федор Сергеев (более известный как Артем). На испытаниях аэромоториса Абаковского показала скорость в 140 км/ч. Но в следующем 1921 году, когда она отправилась в свой первый пассажирский рейс из Москвы в Тулу с участниками конгресса Коминтерна, на обратном пути она сошла с рельсов. Семь человек, в том числе изобретатель Абаковский и товарищ Артем, погибли и были похоронены у Кремлевской стены.
Вернулись в СССР к идее аэропоезда в 1970-е годы на фоне рекордов французского Aérotrain. В 1970 году на крышу головного моторного вагона электропоезда «ЭР22» был установлен турбореактивный двигатель самолета Як-40, и в 1972 году на участке Приднепровской железной дороги между станциями Днепродзержинск и Новомосковск он развил скорость 274 км/ч. Но в серию такие поезда не пошли, потому что на обычных железных дорогах и с серийными колесными тележками у них начинались колебания хантинга, а снижать скорость до безопасных 150 км/ч смысла не было, серийные скоростные поезда «ЭР200» с вагонами РТ200 уже освоили такие скорости.
Идея продувать грузовые и пассажирские составы через герметичные туннели по принципу пневматической почты, изобретенной в XVIII веке, возникла у инженеров еще до появления первых поездов в 1820-е годы. В 1800 году английский инженер Джордж Медхерст подал заявки на два патента на «эоловый двигатель». Первый, как он писал в заявках, «предназначен для замены паровой машины»; второй — к применению его ко всем машинам для передвижения, всех видов экипажей и для перевозки грузов и пассажиров без помощи лошадей, а также для получения прибыли». С прибылью у него ничего не вышло, потому что с постройкой реального «эолового двигателя», работающего на принципе перепада давлений, то есть при создании форвакуума, у него ничего не получилось.
Но трактат Медхерста «Новый метод транспортировки писем и товаров», опубликованный в 1810 году и начинавшийся такими словами: «Любой может легко проверить, что воздух, нагнетаемый в трубе при небольшом перепаде давления в 6 унций на квадратный дюйм (19,4 мм ртутного столба) будет проходить со скоростью 15 футов в секунду, что составляет более 100 миль в час. При больших степенях скорости требуемое давление будет почти соответствовать квадрату скорости; так что если давление увеличено до 40 фунтов на квадратный дюйм, воздух будет разгоняться на 1500 футов в секунду, что составит более 1000 миль в час», — произвел на европейское инженерное сообщество нужное впечатление.
В 1824 году в Англии был выдан патент на чугунную трубу диаметром 1,8 м с отлитыми в ней на дне рельсами, в которой под действием вакуума двигался вагончик. Для его уплотнения в трубе использовались шкуры животных. Понятно, что практических перспектив такая конструкция, где поршнем в трубе выступал сам поезд, не имела. Более перспективной была конструкция, в которой чугунную трубу сравнительно небольшого диаметра (9 дюймов) укладывали между рельсами. Из нее насосная станция на пути следования поезда откачивала воздух, а поршень, движущийся под действием вакуума в этой трубе, тянул поезд.
Проблема тут была только в герметичности канавки в трубе, по которой двигался рычаг поршня, тащивший состав. В 1830-е годы в Англии и Франции были выданы несколько патентов на такие вакуумные поезда и, что важнее, появились реальные вакуумные поезда, правда, на сравнительно коротких перегонах. Но просуществовали они недолго и в 1860-х годах сошли на нет. Слишком много было проблем с ними, не последней из которых были крысы, которые с аппетитом прогрызали смазанные салом кожаные уплотнители в вакуумной системе. Но гораздо важнее было то, что повышение скорости поездов на этих дорогах не то что до обещанных Медхерстом 1000 миль в час, а хотя бы до средней скорости обычных поездов с паровым локомотивом не получилось.
Попытку реанимировать вакуумные поезда предприняла в Бразилии компания Aeromovel в 1980-е годы. Планы у нее были наполеоновские, но всё закончилось запуском в эксплуатацию трех пневмопоездов на замкнутом маршруте в 3 км для посетителей этнопарка «Прекрасная Индонезия» в Джакарте, которые в 2010 году заменил один дизельный поезд, и километровой линии пневмопоезда от аэропорта бразильского города Порту-Алегри до ближайшей станции метро, которая пока еще держится. Время поездки по ней 90 секунд, так что легко подсчитать скорость современного вакуумного рельсового поезда — 40 км/ч, то есть на 41 секунду быстрее мирового рекорда в беге на 1 км.
В 1902 году практически одновременно — в апреле и в июне — в Патентное ведомство Департамента внутренних дел США были поданы две заявки на изобретение того, что сейчас называют поездами на магнитной подушке (маглев — левитирующие в электромагнитном поле). Первая (апрельская) на «Магнитные устройства для железнодорожного и автотранспорта» принадлежала Альберту К. Альберсону из Нью-Йорка и была одобрена в декабре того же 1902 года с приоритетом мистера Альбертсона от апреля 1902 года.
Вторая (июньская) заявка на изобретение «Электрического тягового устройства» поступила от Альфреда Зехдена, «подданного императора Германии», который «описав изобретение, я заявлял в нем как новые усовершенствования, так и желание получить патент Соединенных Штатов Америки». Она была одобрена только в феврале 1905 года с приоритетом Зехдена от июня 1902 года.
Это к вопросу о приоритете на изобретение маглева. С точки зрения американского патентного права формально первым был Альбертсон, на два месяца опередивший Зехдена. Но в мае 1902 года у Зехдена уже был германский патент № 140958 на «Электрическую транспортную установку с использованием передвижного полевого двигателя», который он получил в германском Императорском патентном ведомстве 24 мая 1902 года, и едва ли ему выдали его моментально, заявка на него тоже рассматривалась некоторое время. Так что с точки зрения мирового патентного права, похоже, первым был все-таки Зехден. Но в данном случае заниматься патентной казуистикой — только время даром тратить. Патенты Альберсона и Зехдена свободно доступны в интернете и при их чтении возникает ощущения, что это один патент, состоящий из двух частей, насколько они друг друга дополняют.
Альбертсон говорит, что «при осуществлении изобретения, которое будет в основном применяться к вагонам с локомотивом любого подходящего типа, магнетизм используется таким образом, чтобы поддерживать на весу полностью или частично вагон и его груз. Таким образом, регулируя соотношения между магнитной силой отталкивания и тяги, трение, стремящееся противостоять движению поездов по рельсам, может быть сведено к минимуму, и таким образом один из наиболее серьезных факторов, препятствующий высоким скоростям, будет в значительной степени устранен». Про линейный электродвигатель (он был известен инженерам с середины XIX века, его ротор вместо создания крутящего момента обеспечивал поступательную линейную ЭДС) он говорит вскользь.
Зехден, напротив, сосредоточился на линейном двигателе: «Мое изобретение относится к тому факту, что вместо вращательного движения… применяется преобразование электрической энергии в поступательную механическую… для железнодорожной тяги или для других целей, например, для приведения в действие кранов, поворотных шкивов; подъемников и возвратно-поступательных механизмов станков». А про левитацию у него совсем немного: «Комбинация якоря, похожего на рельс, расположенного между рельсами, с движущимся магнитным полем не только перемещает поезд вперед, но и его вес, а именно давление на колеса, по существу уменьшается». И конструктивное решение их изобретений у Альбертсона и Зехдена описаны словно под копирку — третий рельс между обычными рельсами. Только Альбертсон так и пишет «рельс», а у Зехдела более витиеватая формулировка — «рельсоподобная структура».
Однако прошли десятилетия, прежде чем инженерам удалось приподнять над землей в электромагнитном поле многотонные поезда. Первые маглевы начали перевозить пассажиров в 1980-е годы в Германии и Великобритании. Потом к ним подтянулись Япония, Китай и Южная Корея. Но скорости у этих маглевов были вполне обычные для железных дорог — в районе 100 км, да и общая протяженность их путей была от нескольких километров до двух-трех десятков километров.
В СССР в конце 1970-х годов в Раменском было испытано пять вариантов маглевов, и в 1987 году началось строительство магнитной железной дороги от Еревана до курортного города Севана (около 60 км). По плану первые маглевы должны были вступить в эксплуатацию на ней в 1991 году. Но Спитакское землетрясение 1988 года и последующие известные события исключили нашу страну из гонки за скорость поездов и в области маглевов. На сегодня, как уже сказано, высокоскоростной маглев функционирует только в Шанхае на трассе длиной 30 км. Зато планирующихся и строящихся множество, в основном в Китае и Японии. Так что можно говорить, что в гонке за скоростью замена системы колесо-рельс на систему магнитного подвеса состоялась.
Сейчас на очереди скорости в 1000 км/ч и выше. А для этого, как изящно выразился один профессор Бауманки в своей недавней публикации о современных проблемах высокоскоростного транспорта, здесь остался лишь один пустяк — «замена окружающей среды на искусственно созданную, в которой аэродинамическое сопротивление транспорта будет мало».
Иными словами, речь идет о том, что с легкой руки Илона Маска называют сейчас «гиперлупом», где на магнитном подвесе, придуманном Альбертсоном и Зехденом в 1902 году, по трубе с вакуумом со сверхзвуковой скоростью в 1000 миль/ч, обещанной Джорджем Медхерством аж в 1800 году, будет лететь вагон в виде 100-дюймового снаряда, начиненный вместо шрапнели пассажирами. И никаких проблем.
Дарим скидку 4000 рублей при первом обращении на любую услугу onlinepatent.ru
