Собственно, магнитная подушка появилась на свет даже раньше воздушной. Первую модель вагона на магнитной подушке сделал бельгиец монтер Башле в 1910 году. Она тогда нашумела на весь мир, вызвала настоящую сенсацию. Еще бы, модель вагона весом пятьдесят килограммов не только поднималась магнитным полем и парила в воздухе над рельсами, но и мчалась с совершенно фантастической по тем временам скоростью — пятьсот километров в час!
Прошло четверть века, и другую модель построил немецкий инженер Кемпер Он оказался более практичным и взял патент на изобретение «Дороги с бесколесными вагонами, которые могут двигаться вдоль железных рельсов, будучи приподнятыми магнитным полем».
В обоих случаях для магнитной подвески служили электромагниты. Изобретатели применили немало интересных технических новшеств, но их проекты, намного опережавшие время, не смогли быть реализованы.
Новые перспективы открыло использование сверхпроводимости. Как будут выглядеть магнитные летающие поезда, если судить по известным проектам?
Магнитная подушка создается в них силой отталкивания между сверхпроводящими магнитными катушками под днищем вагона и расположенными вдоль полотна пути алюминиевыми обмотками-контурами. Место контуров может занять и обычный токопроводящий рельс, например алюминиевая полоса. Создающий отталкивающее магнитное поле ток в контурах или рельсе наводится магнитами проносящегося поезда. Помимо контуров, создающих подушку, вдоль пути должны быть расположены и другие контуры, уже не горизонтальные, а вертикальные — они служат для направления поезда, чтобы он не сошел со своих магнитных рельсов.
Подобным же образом могут быть устроены и высокоскоростные автомагистрали, по которым будут мчаться автолеты со сверхпроводящими магнитами под днищем. В бетон или асфальт шоссе должны быть заделаны отталкивающие контуры. Хочешь — можешь лететь на автолете, нет — ехать по нему на обычном автомобиле.
Первая модель вагона на магнитной подушке испытана в Японии лет десять назад. Позднее вагончик длиной семь метров промчался метров двести со скоростью почти пятьсот километров в час над полотном пути на высоте шесть сантиметров — его удерживала магнитная подушка со сверхпроводящим магнитом, а для движения служил линейный электрический двигатель.
Экспериментальный вагон на магнитной подушке построен в США. Сверхпроводящие катушки под днищем вагона изготовлены из ниобиевой проволоки, проложенной внутри тщательно изолированного кабеля с жидким гелием. Предполагается, что поезд на сто пассажиров будет обладать скоростью более четырехсот пятидесяти километров в час.
В ФРГ в 1971 году начаты испытания двух экспериментальных магнитных вагонов: один весом пять, другой — одиннадцать тонн.
В Англии имеются проекты создания летающего поезда с использованием и воздушной и магнитной подушек. Предполагается, что воздушная подушка будет несущей, а магнитная — направляющей.
У нас в стране работы по магнитным рельсолетам ведутся в Москве, Ленинграде, Киеве, Ростове-на-Дону. В Ростовском институте инженеров железнодорожного транспорта первая модель локомотива на магнитной подушке была создана студентами и участвовала в 1970 году во Всесоюзной выставке студенческих работ, получив там премию. Она парила на высоте четырех-пяти миллиметров над магнитами. В 1973 году в институте велись испытания модели локомотива «Молниеносный» на магнитной подушке с линейным электрическим двигателем. Предполагается создать магнитолет с четырьмя пассажирами. Уже не раз выпускники института свои дипломные проекты посвящали магнитным рельсолетам, работают над ними и ученые института.
Подушка в трубе
Чтобы избавиться от сопротивления воздуха, препятствующего значительному повышению скорости летающих поездов, выдвинута идея заключения их в трубу, в которой создано разрежение. И с шумом лучше, и непогода не страшна, и безопасность обеспечена. Можно использовать в трубе и совершенно новый способ передвижения.
Во многих учреждениях применяется пневматическая почта. Если нужно передать из одной комнаты в другую, с этажа на этаж какую-нибудь деловую бумагу, то нет нужды посылать курьера. Заложил бумагу в легкую трубку, сунул ее в отверстие, закрытое крышечкой, набрал на диске, вроде телефонного, номер нужной комнаты. Через мгновение трубка с бумагой окажется там, где надо. Ее переместит сжатый воздух по системе труб.
Несколько лет назад подобный метод был использован у нас в стране для более тяжелых грузов, чем канцелярские бумаги или небольшие почтовые посылки. Неподалеку от Тбилиси сжатый воздух подает вагонетки с гравием от карьера, где его добывают, на завод стройматериалов по трубопроводной трассе длиной около трех километров. Вес поезда «Лило», состоящего из шести колесных вагонеток, — двадцать пять тонн, скорость — сорок пять километров в час. Сжатый воздух подается в трубу, образует за поездом воздушную подушку и гонит его вперед. Решено построить аналогичную трассу из труб большого диаметра от этого же карьера в Тбилиси на расстояние сорок пять километров. Действующий макет этого капсульного пневмопоезда на Международной выставке изобретений в Брно вызвал большой интерес посетителей.
Первые попытки создать трубопассажирский транспорт относятся еще к прошлому веку. Но только теперь, в связи с успехами воздушной и магнитной подушки, он получил реальную основу, а требования повышения скорости вдохнули в него новую жизнь.
Вначале будут все же транспортировать по трубам грузы. В Москве, в частности, предполагается широко использовать систему подземных трубопроводов для транспортировки отходов производства и быта к станциям их переработки. Ведь только бытовых отходов ежегодно вывозится семь миллионов кубометров. Потом уж дойдет очередь и до пассажирского трубного транспорта.
По одному из советских проектов разгон вагона-капсулы в трубе, в которой создано разрежение, осуществляется впускаемым в трубу через автоматические жалюзи атмосферным воздухом. Струи этого воздуха создают и кольцевую воздушную подушку между вагоном и стенками трубы. Модель поезда была испытана в творческой лаборатории «Инверсор» при журнале «Техника — молодежи».
В американском проекте опорные воздушные подушки под вагоном создаются, как обычно, вентилятором, а для движения поезда в трубе служит воздушный винт. Была испытана модель длиной два с половиной метра.
Проекты трубопоездов на воздушной подушке разрабатываются в ФРГ, Японии и других странах. Некоторые изобретатели считают, что в трубах будут мчаться на воздушной подушке не только сверхскоростные поезда, но и сверхзвуковые автомобили.
Пожалуй, еще более перспективны трубопоезда на магнитной подушке. Более полувека назад первый и весьма интересный проект подобного поезда предложил томский профессор-физик Б. Вейнберг. В обычном школьном опыте по физике железный стержень втягивается внутрь электромагнитной катушки — соленоида. Эта идея и положена в основу поезда, который должен сыграть роль сердечника. Поочередное включение электромагнитных катушек должно заставить поезд мчаться внутри трубы по волнистой траектории. Включен магнит спереди сверху — поезд устремляется к нему, в нужный момент этот магнит выключается и включается магнит спереди снизу. И так далее.
Трубопоезда на магнитной подушке особенно перспективны при использовании сверхпроводимости. В Англии разработан проект транспортной системы в трубе-туннеле со скоростью движения более восьмисот километров в час: поезд с линейным электрическим двигателем опирается на магнитную подушку со сверхпроводящими магнитами.