маглев Transrapid на испытательной трассе в Германии
европейский TGV
ICE3, он же Velaro
маглев в Шанхае, VIP-вагон
паровоз, показавший 201 км/час
японские Синкансены в депо, разные модели
ICE1 на выходе из тоннеля
"Российские железные дороги" собираются к 2030 году построить поезд, развивающий скорость до 1 тысячи километров в час. Об этом сообщил руководитель Центра инновационного развития РЖД Александр Кочергин. Главный вопрос к этому проекту - будет ли он востребован в нашей стране через 20 лет.
Перспективный проект состава на магнитной подвеске, о котором Кочергин рассказал в интервью агентству Интерфакс, РЖД предполагает реализовать в сотрудничестве с некими немецкими и корейскими компаниями. Можно предположить, что речь идет о немецком проекте Transrapid, детище компаний Siemens и ThyssenKrupp, ибо иных успешно доведенных до коммерческого применения маглевов (так сокращенно называют поезда на магнитной подвеске, от английского magnetic levitation) просто не существует. Шанхайский экспресс, соединивший крупнейший город Китая с международным аэропортом, построен именно Siemens; "Сапсан", который стал одним из самых амбициозных проектов РЖД в последние десять лет, - адаптированный к российским условиям поезд Velaro этого же производителя.
Впрочем, конкретные фирмы, суммы и предполагаемые маршруты - вопросы вторичные. Сначала уместнее вспомнить про то, с какими проблемами сталкиваются конструкторы скоростных поездов, и дать ответ на вопрос о том, почему до сих пор мир не опутан сетью суперскоростных магистралей. Проекты транспортных систем, которые позволяли бы путешествовать со скоростью в тысячу километров в час, можно найти в подшивках старых журналов, а первый локомотив на магнитной подвеске запатентовали как минимум в 1964 году (патент США № 3158765). А были еще шаропоезда, аэровагоны, пути сверхширокой колеи и ядерные локомотивы, - все это обещало скорость, вместимость или даже сочетание вместимости со скоростью. Визуально современный японский "Синкансен" серии Е5, который выпустили на линию в 2009-м, мало отличим от экспрессов, которые начали эксплуатировать в 1980-е годы. Или от французских TGV образца 1981 года. Рубеж скорости в 300 км/час поезда смогли преодолеть тоже в восьмидесятые годы, причем речь идет о коммерческих перевозках, а не об экспериментальных составах на специально подготовленных путях. Так почему же за 30 лет прорывом стал только шанхайский маглев, возящий пассажиров всего по 30-километровому маршруту?
Причин, по которым не наступила блистательная эра суперэкспрессов, можно назвать две. Сложность создания необходимой инфраструктуры и ряд неприятных физических эффектов, избежать которых не позволяют законы природы. Причем, в конечном итоге, первая причина сводится ко второй - специальные пути строят далеко не ради освоения лишних средств.
Школьная формула для расчета кинетической энергии гласит, что эта энергия растет пропорционально квадрату скорости. А это значит, что на разгон с 0 до 36 км/час (10 м/с) потребуется вовсе не вдвое меньше энергии, чем на разгон до 72 км/час, - разница на самом деле будет четырехкратной (10 в квадрате - 100, 20 в квадрате - 400). Если разгоняться до 320 км/час, то это потребует в сто раз больше энергии, ну а отметка в 1000 км/час означает увеличение затрат энергии по сравнению с неспешно ползущей электричкой примерно в восьмисоткратном размере.
Конечно, помнящие курс школьной физики могут указать на то, что при торможении состава значительную часть энергии можно вернуть в сеть, но тут на сцену выходит аэродинамика. Утверждающая, что затраты на преодоление сопротивления воздуха растут также пропорционально квадрату скорости. Причем энергия эта будет отчасти тратиться на формирование воздушных потоков, сметающих вдоль путей не только мелкий мусор с пылью, но и неосторожных пешеходов. А они, кстати, еще и в массе своей не смогут увернуться от поезда, который за 10 секунд преодолевает километр. И в случае чего требует больше километра для полной остановки: по этим причинам и "Синкансены", и TGV идут по отдельным линиям, без сельских переездов и пересекающих пути грибников. Столкновение на полной скорости с зашедшей на рельсы коровой - это примерно пять мегаджоулей энергии, то есть в тысячи раз больше энергии пули из АК-47! А влетевшая в стекло машиниста ворона - две автоматные пули.
Высокая мощность, жесткие требования к прочности конструкции - это еще не все. Пневмоподвеску вагонов TGV разрабатывали 11 лет, а для охлаждения электродвигателей (кстати, превосходящих по суммарной мощности самый мощный грузовой электровоз СССР, ВЛ-85) пришлось спроектировать специальный холодильник. Пантографы, тормоза, даже такие мелочи, как крепящие рельсы к шпалам скобы (гайки времен Чехова ушли в прошлое), - все это для скоростных поездов приходится разрабатывать специально. После чего прокладывать маршрут без резких поворотов и закрывать его для обычных составов: в Японии создатели "Синкансенов" даже сделали их физически несовместимыми с обычной колеей.
Сложнейшие технологические решения приводят к росту стоимости, и, начиная с определенного момента, этот рост перестает себя окупать. Наглядный пример из недавних новостей - между китайскими Шанхаем и Ханчжоу в 2010 году открыли высокоскоростную линию железной дороги со скоростью движения до 350 км/час. После этого решение о строительстве между теми же городами линии магнитной подвески (которая позволила бы развивать скорость 450 км/час) было отложено на неопределенный срок - если тридцатикилометровая линия стоила свыше миллиарда долларов, то стоит ли платить почти в десять раз больше ради сокращения времени поездки с 45 минут до получаса? Тем более что маглев в населенных пунктах не будет разгоняться выше 200 км/час, которые легко обеспечит обычный состав?
Можно обратиться к японскому проекту маглева Тюо-Синкансен - по линии Токио-Нагоя-Осака. Этот путь, длиною от 438 (при прокладке тоннеля под горным хребтом) до 498 км, можно будет проехать максимум за 1 час и 15 минут со скоростью до 500 км/час. Обойдется трасса в 9 триллионов йен, по предварительным оценкам. Если перевести в доллары, это примерно 120 миллиардов - столько, для сравнения, стоит Международная космическая станция в комплекте с орбитальным телескопом Хаббл и парочкой марсоходов. Можно заметить, что это заметно дороже китайского варианта, но стоит учесть более сложный рельеф и то, что полоса Токио-Нагоя-Осака отличается высокой плотностью населения.
В Германии трасса маглева от Мюнхена к аэропорту оценивалась сначала в 1,8, а потом и в 3,4 миллиарда евро (двукратный рост оценки произошел всего за несколько лет). Куда более масштабный британский проект Лондон-Манчестер-Ньюкасл-Эдинбург выглядит на этом фоне очень скромно, "всего-то" в 28 млрд фунтов стерлингов - но и это в правительстве Соединенного Королевства сочли в докризисном 2007-м неоправданными тратами. Еще есть проекты для Ирана, Венесуэлы и Индии, но их всерьез можно не рассматривать.
На Россию столь масштабные проекты, как в Японии, спроецировать невозможно. К примеру, упомянутая выше линия Токио-Нагоя-Осака: трехсоткилометровая трасса из японской столицы с населением 8 млн человек, центра мегаполиса на 35 млн жителей, ведет в Нагою - 2,2 миллиона в самом городе и 8,5 млн в очередном скоплении населенных пунктов. Еще через двести километров - Осака, центр региона Осака-Киото-Кобе, там население составляет 18 млн человек, причем на каждого из них приходится втрое больше национального дохода, чем на жителя нашей страны. Куда в России можно попасть, отъехав от столицы на триста километров? Тверь, Ярославль, Владимир, Тула, Смоленск, Калуга. Сколько жителей насчитывается в этих городах, каков там средний доход и какова динамика численности населения в этих регионах? Если предположить, что высококвалифицированные рабочие, привлеченные к 2030 году по программе миграции в связке с честными и опытными руководителями, смогут обеспечить стоимость работ в десять раз меньше, чем в Китае (с его тоталитарными мерами против взяток), получится, что эти города можно связать со столицей за несколько миллиардов долларов. Но даже сделав еще одно допущение - что весь пассажиропоток до станции Тверь (сейчас 7 млн человек в год, примерно половина - в сторону Москвы) пересядет на маглевы и станет платить по $100 за поездку, - можно прийти к неутешительному выводу о том, что равная стоимости проекта выручка соберется не быстрее, чем за десятки лет.
