Hyperloop жив: скоро ли ждать пассажирских перелетов под землей

Капсула, проходящая через вакуумный туннель, недавно пролетела рекордное расстояние — 12 км. Фактически речь идет об уменьшенной экспериментальной модели. Полноразмерная версия автомобиля проходит испытания в Китае и в этом году достигнет скорости более 600 км/ч. Однако как быстро и в каких масштабах могут быть внедрены новые технологии – очень сложный вопрос.

Идея автомобиля, летящего со скоростью самолета в вакууме, очень привлекательна. Капсула приводится в движение электромагнитом. Магнитное поле удерживает автомобиль неподвижным. Трение рельсов и сопротивление воздуха отсутствуют. В результате капсула может разогнаться до скорости около 1000 км/ч, выключить двигатели и двигаться преимущественно по инерции.

В общественном сознании это понятие прочно ассоциируется с именем Илона Маска и его идеей «гиперлупа». Но не все так просто. Во-первых, все совсем не просто, а во-вторых, все совсем не так.

Идея поездов на магнитной подвеске не нова и успешно реализована. Сегодня в мире действуют шесть коммерческих линий на магнитной подвеске (сокращение от maglev). Есть 3 филиала в Китае, 2 филиала в Корее и 1 филиал в Японии. Самый длинный маршрут, Шанхайский, составляет около 30 км. Хотя поезда на магнитной подвеске плавают в воздухе при нормальном давлении, а не в вакууме, экспериментальные модели развивают огромную скорость. В 2015 году японские инженеры превысили скорость в 600 километров в час.

Идея устранения сопротивления воздуха за счет использования магнитной левитации посредством вакуумных трубок обсуждается уже давно. Более того, человечество имеет опыт эксплуатации пневмопоездов еще с 19 века. Это вызвано разницей атмосферного давления внутри туннеля.

Маск представил свое видение нового вида транспорта под названием Hyperloop в 2013 году. Он раскритиковал идею поддержания вакуума в длинных туннелях, отметив, что даже одна утечка разрушит всю систему. Миллиардер считал, что тоннель должен быть заполнен воздухом, несмотря на субатмосферное давление. Маск предложил разместить в передней части автомобиля пропеллер, чтобы нагнетать воздух под днище автомобиля. Этим предприниматель стремился убить двух зайцев: снизить сопротивление воздуха перед каретой и обеспечить воздушную подушку вместо магнитной левитации.

За проект взялись несколько компаний. Самая известная из них — Hyperloop One, основанная в 2014 году без участия Маска. Разработчики отказались от концепции пропеллеров и вернулись к концепции вакуумной магнитной левитации. Компания привлекла более $450 млн инвестиций, построила экспериментальную инфраструктуру и провела испытания с пассажирами даже на скорости до 100 миль в час. Однако в конце 2023 года компанию ликвидировали, не подписав ни одного контракта на строительство коммерческих судов. Но с легкой руки Маска идея вакуумной магнитной левитации, которую в научных исследованиях теперь еще называют «гиперпетлей», не умерла.

Китай добился некоторых из наиболее впечатляющих успехов в этой области. Проект реализуется Китайской корпорацией аэрокосмической науки и промышленности (CASIC), ведущим производителем космической техники и вооружения. В феврале 2024 года капсула T-Flight достигла скорости не менее 623 км/ч (точные цифры не разглашаются) на трассе длиной 2 км. Из скудных отчетов сложно понять, откачивали ли воздух из туннеля. Однако в августе прошлого года информационное агентство Синьхуа сообщило об испытаниях в условиях «низкого вакуума». Официально под это определение подпадает и давление, составляющее 90% атмосферного, но точная цифра засекречена. По экспертным расчетам, для коммерческих рейсов на расстояние до 200 км оптимальное давление составляет от 0,3% до 8% атмосферного давления в зависимости от технических деталей.

Пока в Китае строятся большие капсулы и длинные туннели, швейцарский проект LIMITLESS тестирует технологию, необходимую для модели меньшего размера. Небольшая капсула перемещается по трубе диаметром 40 см и длиной 126 м при давлении воздуха 5% от атмосферного давления. Труба имеет форму кольца. Капсуле достаточно лишь сделать необходимое количество оборотов, чтобы пролететь нужное расстояние. Именно эта капсула недавно установила рекорд дальности Hyperloop — 11,8 км. На самом деле максимальная скорость составляла всего 41 км/ч.

Считается, что это модель транспортного маршрута в масштабе 1:12. Это значит, что полноразмерная капсула, проходящая через туннель диаметром 5 метров, может разогнаться до 490 километров в час и проехать 140 километров.

LIMITLESS — это совместный проект Федеральной политехнической школы Лозанны, Школы бизнеса и инженерии Во и частной компании Swisspod Technologies. Разработчики использовали довольно интересный прием. Левитация капсулы над полом и движение по тоннелю обеспечиваются одним двигателем. Двигатель и аккумулятор расположены в самой капсуле. Образно говоря, капсула работает скорее как автомобиль, опирающийся на собственный бак, а не как трамвай, опирающийся на провода. Хотя разработка еще не завершена, это решение может снизить стоимость создания инфраструктуры для Hyperloop.

Есть ли свет в конце туннеля?

Кстати, о стоимости. Может ли вакуумная магнитная подвеска конкурировать с обычным транспортом? По энергопотреблению на пассажиро-километр – больше. Но финансовая сторона вопроса все усложняла.

В 2019 году Российский институт проблем естественных монополий (ИПЕМ) подсчитал, что строительство гиперпетлевой трассы между Москвой и Санкт-Петербургом обойдется в 18 миллиардов долларов без учета затрат на отчуждение земли. Без господдержки стоимость билета составила бы 30 000–50 000 рублей в ценах 2019 года, то есть практически столько же, сколько перелет бизнес-классом. В то же время для реализации проекта в течение 20 лет необходим трафик от 5000 до 14 000 пассажиров в день. Вряд ли в России найдется столько миллионеров, которые готовы каждый день перемещаться между столицами.

Оценка IPEM основывалась на общедоступных данных о стоимости километра линий Hyperloop в 2019 году. Конечно, это очень приблизительные цифры. Но они подчеркивают ключевой вопрос «будущего транспорта»: восстановление. Даже обычная магнитная левитация по сей день остается экзотикой. Вполне вероятно, что несколько линеек «гиперлупов» все еще будут выпущены в ближайшие десятилетия. Но это, скорее всего, станет источником гордости за личную силу, как когда-то был сверхзвуковой пассажирский транспорт, а не формой массового транспорта, которая изменит нашу жизнь, как обещал Маск. Однако при реализации таких сложных проектов инженерам приходится развивать множество новых навыков. Некоторые из них могли бы улучшить весьма распространенный транспорт – от электропоездов до авиации.

Мнения редактора могут не совпадать с точкой зрения автора.

Источник: Forbes Россия