Эта удивительная подушка

Пожалуй, еще больше перспективы двигателя, хотя и известного давно, но как бы рожденного именно для летающих поездов, — линейного электрического двигателя. Его идея предложена известным русским изобретателем М. О. Доливо-Добровольским. В 1924 году этот двигатель впервые был построен.

В отличие от миллионов обычных электрических двигателей, в которых работу совершает вращающийся вал, в линейном двигателе вала нет, хотя принцип работы по-прежнему основан на перемещении в магнитном поле электрического проводника с током. Движущийся проводник уже не связан более с вращающимся валом — он перемещается прямолинейно вдоль такой же прямолинейной магнитной катушки.

У линейного электрического двигателя есть серьезные преимущества. Он бесшумен, в то время как шум авиационных газовых турбин общеизвестен, не загрязняет воздуха выхлопными газами. Направление движущей силы легко изменить на противоположное, это важно, так как решает сложную задачу торможения рельсолета.

Линейные двигатели уже применяются в опытных образцах летающих поездов, в частности, на рельсолете «Урба». На выставке передового опыта в народном хозяйстве Украины, в Киеве, в 1967 году построен опытный участок кольцевой эстакадной дороги длиной полкилометра с линейным двигателем, по нему бегает вагончик на четыре человека.

Еще один возможный двигатель для рельсолета — импульсный. Он тоже, по существу, повторяет двигатель, хорошо известный и применяющийся в настоящее время, — турбину. Основной частью турбины является турбинное колесо, на лопатки которого с большой скоростью вытекает струя пара или газа, заставляя колесо быстро вращаться. Паровые турбины — основа современной энергетики; они установлены на большинстве электростанций. Газовая турбина — основа современной авиации.

Импульсный пневматический двигатель для рельсолета — та же, по существу, турбина, только как бы разрезанная и вытянутая вдоль пути поезда. Из множества сопел, находящихся в коробе-воздухопроводе, вырываются с большой скоростью струи воздуха и, пролетая через небольшой зазор между полотном и поездом, устремляются на лопатки, укрепленные внизу поезда. Под ударами струй лопатки начинают перемещаться. Но если в обычной турбине это приводит к вращению колеса, то здесь — к движению поезда. Эти же воздушные струи приподнимают поезд, создают воздушную подушку.

Двигатель может и разгонять и тормозить поезд, в зависимости от положения лопаток. Подача воздуха в сопла производится автоматически в момент, когда над ними находится поезд.

Каким будет рельсолет!

За рубежом наибольшие успехи в создании летающих поездов достигнуты во Франции. Это — единственная страна, где от первых успешных экспериментов перешли к созданию специальных железнодорожных линий для рельсолетов.

Французский рельсолет получил название «Аэропоезд» («Аэротрен»), Первые эксперименты велись начиная с 1965 года с рельсолетом «Аэропоезд-1» на специальной трассе длиной около семи километров под Парижем. Трасса представляет собой железобетонный путь формы перевернутой буквы «Т». По вертикальному брусу — ножке этой буквы, верхом, как наездник, скользит на воздушной подушке рельсолет — вагончик с установленным на его крыше двигателем, вращающим воздушный винт. В вагончике — машинист, помощник и четыре пассажира.

Чтобы выяснить, как ведет себя рельсолет на высоких скоростях, на «Аэропоезде-1» был установлен дополнительно пороховой ракетный двигатель. Десяти секунд его работы оказалось достаточно для разгона рельсолета до трехсот километров в час, а потом, когда на рельсолете были установлены самолетный турбовинтовой и два ракетных двигателя, — до трехсот сорока пяти километров в час.

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.