Энергетика. metropolitain — «столичный»), была открыта в 1863 г Магнитоплан

1-ая городская подземная дорога, либо метрополитен (от фр. metropolitain — «столичный»), была открыта в 1863 г. в Лондоне. Состав тянул паровоз, потому желающих путешествовать по задымлённым туннелям было мало. Пассажиры предпочитали наземный транспорт вплоть до 1890 г., когда в английском метро возникли электровозы. В отличие от наземных электрических железных дорог, где провод размещается над способами, в метро таковым проводником электричества стал 3-ий, изолированный от земли рельс, находящийся под неизменным напряжением в 600—800 В. Этот технический принцип, несколько изменившись, действует и по сей день. В результате воздух в туннелях стал незапятнанным, и люди, наконец, оценили достоинства «подземки». Линия метрополитена, построенная в 1868 г. в Нью-Йорке, оказалась не подземной, а надземной. Сооружение держалось на металлической эстакаде, по которой курсировали поезда с паровозами. В предстоящем строили в основном подземные дороги, лишь электрические. Старейшими метро континентальной Европы считаются будапештское (1896 г.), венское (1898 г.) и парижское (1900 г.). В конце XX в. метро действует в 28 странах мира. В Рф проект «подземки» в 1902 г. разработал и представил Столичной городской думе инженер Пётр Иванович Балинский (I860—?). Но осуществить его не удалось: дума отвергла это предложение. 1-ая линия метро открылась в Москве лишь в 193 5 г. Сегодня оно работает в больших русских городах Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Новосибирске, Самаре и Екатеринбурге. Современный метрополитен — непростой комплекс технических систем, работающих слаженно, чётко и скоро. Опосля окончания смены машинисты уводят составы в депо, оборудованные автоматическими мойками и сушилками для вагонов. Изнутри вагоны убирают вручную, как минимум, раз в двое суток. Ночью работники службы сооружений приводят в порядок туннели и станции, электромеханики проверяют исправность проводки, пожарные контролируют системы оповещения и сигнализацию. Днём поезда следуют через 3— 5 мин. В час пик интервал в движении сокращается (например, в столичном метро он составляет около минутки). У машиниста каждого состава есть график, в котором с точностью до секунды указано время прибытия на станцию и время отправления. График сверяют с интервальными и календарными часами. Интервальные часы показывают, не опаздывает ли предшествующий поезд, а календарные — впору ли следует данный состав. Скорость движения поездов регулирует автоматическая система, которая контролирует и действия машиниста. Так, при подъезде к станции автоматом врубается торможение. в случае необходимости автоматика не среагирует. Если не надавить кнопку, состав остановится. Метро проветривают через вытяжные шахты. Поезд в туннеле действует как поршень, выталкивая воздух через шахту, находящуюся впереди, и засасывая его из той, которую уже миновал. Но на неких участках с интенсивным движением из-за работы моторов и тормозов порой так поднимается температура воздуха, что приходится нагнетать или откачивать воздух дополнительно. За микроклиматом на разных участках полосы следит особая система; данные поступают в центральную диспетчерскую, которая и даёт команды на включение мощных воздушных насосов. Эта диспетчерская — «мозговой центр» метро. Она соединена со службами подземного хозяйства: по радио — с машинистами и локомотивными бригадами, по селекторной связи — с дежурными по станциям. Компьютеры смотрят за тем, чтоб вся система работала слаженно, соблюдались интервалы в движении поездов и не возникало чрезвычайных ситуаций. Если центральная диспетчерская — «мозг» метрополитена, то его «кровеносная система» — энергоснабжение. Для большей надёжности электрический ток подают от 2-ух независящих подстанций: если одна выйдет из строя, автоматом подключится другая. Не считая того, для аварийного освещения предусмотрены аккумуляторные батареи. Так работает самый удачный, надёжный и безопасный вид городского транспорта.

Средняя скорость на стальных дорогах не превосходит 150 км/ч. Деловая же поездка, как считают врачи, не обязана длиться более 2 ч, в неприятном случае работоспособность человека резко снижается. Добраться от 1-го крупного городка до другого за это время можно лишь самолётом. Однако аэродромы обычно строят далековато от центра, так что на дорогу придётся потратить ещё 1,5—2 ч. Жд вокзалы расположены еще удобнее — частенько рядом с центром. Если удастся повысить скорость поездов в 3—4 раза, от Москвы до Петербурга, например, можно будет доехать всего за 1,5 ч. Но сконструировать поезд, способный состязаться с самолётом, непросто. Во-первых, при скорости 500 км/ч центробежные силы грозят разорвать колёса. Во-вторых, уже при 300 км/ч колёса теряют сцепление с рельсами. В-третьих, на таковых скоростях стук колёс становится запредельным. Выход один: отрешиться от колёс. НЕВЕРНЫЙ ШАГ В ВЕРНОМ НАПРАВЛЕНИИ Основатель космонавтики К.Э. Циолковский в 1927 г. предложил построить поезд на воздушной подушке. Воплотить эту идею пробовали в шестидесятых гг. французские инженеры, но попытка оказалась неудачной. Поезд, а точнее, один вагон лихо носился по бетонному жёлобу, оглашая окрестности рёвом 2-ух авиационных двигателей; один создавал воздушную подушку, 2-ой — горизонтальную тягу. Уже этот шум — довольно серьёзная неувязка для транспорта. Кстати, по той же причине не нашли внедрения локомотивы с турбореактивными движками и со значительно более тихими газотурбинными. Естественно, создать воздушную подушку можно и сильными компрессорами, но для их работы необходимы соответствующие моторы. Вот здесь-то и кроется основная трудность. Дизели требуют много топлива, а автономных электродвигателей, пригодных для установки на транспортные машинки, сейчас не существует. ГЛАВНАЯ НАДЕЖДА Стальных ДОРОГ Есть ещё один метод «подвесить» поезд над (или под) рельсами. Его предложил в 1934 г. германский инженер Герман Кемпер. Своё изобретение он назвал магнитной подвеской. Работа подвески Кемпера базирована на том, что одноимённые полюса магнитов отталкиваются. Самый обычный вариант — выложить как путь, так и днище поезда постоянными магнитами с соответственной ориентацией полюсов; тягу будет создавать линейный электродвигатель. Таковой двигатель имеет ротор и статор, растянутые в полосы (в обычном электромоторе они свёрнуты в кольца). Обмотки статора врубаются поочерёдно, создавая бегущее магнитное поле. Статор, укреплённый на локомотиве, втягивается в это поле и движет весь состав. Но магистраль с неизменными магнитами — дорогое наслаждение, ну и подъёмная сила их невелика. Другой вариант — применять на составе и на рельсах электромагниты. Однако всё время держать под напряжением путевые обмотки нерационально. Есть два выхода. Можно подавать питание только в те катушки, над которыми в данный момент находится поезд. Довольно мощное магнитное поле состава будет наводить ток в путевых обмотках, а те, в свою очередь, — создавать магнитное поле. Ещё один метод решения проблемы — покрыть путь сплавом с малым электрическим сопротивлением. В нём возникнут индукционные токи, которые будут создавать довольно мощное магнитное поле. КАК ЭТО ВЫГЛЯДИТ НА ПРАКТИКЕ Работы по созданию магнитопланов ведутся уже не одно десятилетие в Германии, США, Стране восходящего солнца и Рф. В Советском Союзе к началу восьмидесятых гг. возник опытнейший линейный участок пути и экспериментальный вагон. Магнитопланом предполагалось связать московские аэропорты Шереметьево и Домодедово с Центральным аэровокзалом; было подготовлено технико-экономическое обоснование для строительства трассы от Еревана до курортной зоны на берегу озера Севан. Однако на линейном участке ограниченной длины обкатать состав на наибольших скоростях нереально. Больших фурроров достигли германские фирмы «Хеншель» и «Тиссен» при реализации программы «Трансрапид». Уже к середине восьмидесятых гг. XX в. была построена опытнейшая трасса с линейным и 2-мя кольцевыми участками. На ней испытали поезд, достигший скорости 500 км/ч, также конструкцию пути, стрелочные переходы, станционные сооружения, системы сохранности. В зависимости от дальности следования и предполагаемых маршрутов рассматриваются два типа поездов: двухвагонные (на 164 человека) — для сообщения городов с аэропортами и десятивагонные (на 820 человек) — для междугородных линий. Создатели «Трансрапида» применили неожиданную схему магнитной подвески. Они употребляли не отталкивание одноимённых полюсов, а притягивание разноимённых. Подвесить груз над магнитом несложно (эта система устойчива), а под магнитом — фактически нереально. Но если взять управляемый электромагнит, ситуация изменяется. Система контроля сохраняет величину зазора меж магнитами неизменной — в несколько миллиметров. При увеличении зазора система увеличивает силу тока в несущих магнитах и таким образом «подтягивает» вагон; при уменьшении — понижает силу тока, и зазор возрастает. Схема обладает 2-мя серьёзными преимуществами. Путевые магнитные элементы защищены от погодных действий, а их поле существенно слабее за счёт на порядок наименьшего зазора меж путём и составом; оно просит токов гораздо наименьшей силы. Следовательно, поезд таковой конструкции оказывается гораздо более экономичным. Несущие магниты питаются от бортовых аккумов, которые подзаряжаются на каждой станции. Ток на линейный электродвигатель, разгоняющий поезд до самолётных скоростей, подаётся лишь на том участке, по которому идёт поезд. Сегодня нет технических заморочек, мешающих начать общее стройку магистралей для поездов на магнитной подвеске, — этому препятствуют проблемы экономические.