«Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2007 № 07 (14) | страница 57

Левитационное качество современных видов транспорта

Сравнение различных видов современного транспорта ведется по многим критериям. Однако определяющими здесь являются экономические соображения. Стоимость перевозки определенного груза на заданное расстояние зависит от энергии, затрачиваемой на преодоление сопротивления движению. Свойство различных видов транспорта с такой точки зрения характеризует левитационное качество — отношение подъемной силы FL к тормозящей FD, то есть показатель, оценивающий, какую силу веса способно перемещать транспортное средство при преодолении силы сопротивления движению в один ньютон. Зависимости левитационного качества от скорости для существующих видов транспорта приведены на рисунке. Помимо шкал левитационного качества и скорости в виде наклонных линий дана шкала, показывающая затраты мощности на перемещение единицы массы.

Здесь видно, что на низких скоростях превалирует океанский лайнер, что традиционный железнодорожный транспорт превосходит автомобиль, что самолет берет свое на высоких скоростях, хотя и велики требования к энергопотреблению из-за низкого левитационного качества.

Любопытно отметить, что в интервале скоростей 160–480 км/ч ни один из видов современного транспорта не имеет хороших характеристик. Именно этот интервал и был заполнен в последней половине XX столетия высокоскоростным электрическим транспортом.

Высокоскоростной электрический транспорт представляет собой совокупность подвижного состава, направляющей его путевой структуры и системы электроснабжения. Подвес транспортного средства и его перемещение относительно путевой структуры со скоростью более 200 км/ч осуществляется либо системой «колесо-рельс» в сочетании с управляемым электроприводом на базе ротативных (вращающихся) электрических машин, либо магнитолевитирующей системой в сочетании с управляемым электроприводом на базе линейных двигателей. Первый из перечисленных выше видов будем в дальнейшем именовать высокоскоростным колесным транспортом (ВСКТ), а второй — высокоскоростным магнитным транспортом (ВСМТ). По таким показателям, как скорость и степень использования перспективных технологий, эти два вида транспорта можно условно расположить на двух уровнях.

На первом уровне стоят высокоскоростные колесные поезда. Их скорость — 250–300 км/ч. Это японские Shinkansen, французские TGV, германские ICE. При их создании ничего принципиально нового предложено не было, а лишь доводились до совершенства имеющиеся в железнодорожном транспорте технологии. Но по таким параметрам, как энерговооруженность, массогабаритные показатели, ходовые и энергетические характеристики, последние модели высокоскоростных колесных поездов перечисленных выше типов находятся на уровне изделий современной автомобильной и аэрокосмической промышленности. А по такому показателю, как безопасность, даже превосходит их.