Рельсов в XXI веке быть не должно

Магнитолевитационный поезд в Шанхае (Китай). Маглев способен развивать скорость 500 и более километров в час. Фото Ларса Плаугмана

Сегодня высокоскоростные железнодорожные магистрали (ВСМ, маршрутная скорость выше 200 км/ч) есть в Марокко, Узбекистане, а в США и России – нет! Точнее, есть «квазиВСМ»: американский Acela Express на линии Вашингтон–Бостон (734 км, семь часов), российские «Сапсаны» Москва–Санкт-Петербург (650 км, четыре часа) (подробнее см. «НГН» от 09.10.19).

Быстрая езда по-русски

То, что проблема не с этими «поездами-пулями», а с трассами, напоминает каждый раз «Рэкс» – скоростная электричка. Летит по Московской области стрелой, а ближе к вокзалам, например Савеловскому, «переходит на шаг», ползет, замирает… И «Сапсан», рассчитанный на 250 км/ч – выжимавший» и 290 км/ч, – в итоге движется между двух столиц со средней скоростью всего 162 км/ч. Но это не весь «итог»: сильные воздушные потоки, сокращенное из-за «Сапсанов» число переходов, непривычность даже к таким скоростям, в первый же год эксплуатации этих поездов привели к гибели на путях 20 человек.

На сентябрьском заседании Объединенного научного совета РЖД, проходившем во Всероссийском НИИ железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ), был представлен отчет, например, о таком исследовании: какие скорости поездов поднимают в воздух щебенку и на какую высоту.

Всем, хоть как-то связанным с нашими железными дорогами, от министра до «электричного» торговца-офени, давно ясно: лимитируют скорость и, следовательно, объемы потоков – механика работы вокзалов, а главное – пути! Выглядят-то наши гордые «Сапсаны» германского производства – Velaro фирмы Siemens – как настоящие поезда ВСМ. Только ездят по… ненастоящей ВСМ. Характерно, что грузовые поезда, снятые ради «Сапсанов» с маршрута Москва–СПб., делают сегодня крюки в 400 км. Но… Необходимое историческое отступление.

Спасительные «времянки»

Именно путейцы своими «времянками» спасали страну, и не раз. За пять месяцев до Русско-японской войны, 1 июля 1903 года – «пробный пуск» Транссиба. Под видом испытаний началась бешеная переправка войск на Дальний Восток. Один корпус, 30 тыс. солдат с вооружением, занимал дорогу на месяц. Всего в Манчжурию было доставлено более 500 тыс. солдат, время следования эшелонов Москва–Владивосток – 13 суток (сегодня 7). Без Транссиба русской армии на Дальнем Востоке, кроме казачьих отрядов, просто бы не было, и Японии до половины Сибири предстояла лишь полицейская операция.

А Транссиб в ту войну работал по такой «времянке», что ни до, ни после в мире и вообразить не могли. На Кругобайкальской железной дороге (261 км, от станции Байкал, исток Ангары, до Мысовой) сплошные скалы спускались прямо в «священное море». Пробивались туннели, делавшие каждый километр гораздо сложнее, дороже проходки метро (скалы – не зыбкий московский грунт). Министр путей сообщения князь Хилков, оставив Петербург, два года жил в районе станции Слюдянка, центр строительства.

А пока составы перевозились через Байкал на паромах, зимой рельсы укладывали прямо на байкальский лед, составы дробили... Проводили три-четыре пары поездов в сутки, высочайшая организация движения, всего лишь в два-три раза ниже общей пропускной способности Транссиба.

Эстакады без альтернативы

Но, как бы там ни было, именно рельсов в XXI веке быть не должно! Задержавшись на старте эры ВСМ, Россия старалась не упустить суперновинки транспорта будущего: гиперпетля, струнный, магнитолевитационный (маглев).

Руководитель Научно-образовательного центра инновационного развития пассажирских железнодорожных перевозок Анатолий Зайцев, один из авторов книги «Магнитолевитационный транспорт в единой транспортной системе страны», подчеркивает: все проблемы и 70–80% объема инвестиций, необходимых для создания реальнойной, а не квазиВСМ, – это пути. Например, в известном проекте Москва–Казань пути – это 73,7% инвестиций, подвижной состав – 4,7%.

«В России значительная часть железных дорог проходит по болотистым местностям, слабым грунтам, в условиях вечной мерзлоты, и устройство пути для ВСМ – серьезная проблема вследствие огромных трудозатрат и последствий для окружающей среды, – подчеркивает Анатолий Зайцев. – Ученые предлагают принципиально новый подход к несущей конструкции: эстакады. Мировая практика, стремительное развитие техники для устройства опор без применения бульдозеров и экскаваторов, появление новых материалов с высокими несущими свойствами свидетельствуют о возможности существенного прогресса».

Установлено: затраты на строительство пути по эстакадной и классической технологиям идентичны. Но первая имеет тенденцию к снижению стоимости, а классическая, на основе замены грунтов, – к удорожанию.

«В Китае при огромных темпах строительства ВСМ и существующих технологиях создания железнодорожных эстакад коэффициент удорожания в общем объеме составляет лишь 1,07, – подчеркивает Зайцев. – По мере роста скорости поездов острее становится проблема передачи электрической мощности на подвижной состав, контактный провод и токоприемник испытывают большие динамические нагрузки. По мере роста скорости динамическое взаимодействие этих элементов усложняется».

Скорость поездов XXI века уже продиктована мировым опытом – 400, 500 км/ч. А Николаевскую (ныне Октябрьскую) железную дорогу и при нынешних 160 км/ч нужно охранять, как АЭС. Вырезать участки, отведенные под ВСМ, из территории страны? Простой интуиции пассажира достаточно для вывода: ВСМ XXI века – или эстакады, или детские игрушки, «времянки».

Левитация вместо трения

В Японии недавно поезд в испытаниях на полигоне показал рекордную скорость: 603 км/ч! Да, опытный образец. Но хорошо известна и другая их скорость – от полигонных рекордов до серии. Можно ли консолидировать, удержать целостность страны, где, например, дальневосточный бизнесмен будет ездить в Пекин, Сеул – часы, а в Москву – семь суток? Вопрос риторический.

И еще одно историческое отступление, до Транссибовской эры. Отто Линдгольм – патриот России, подвижник Дальнего Востока. Ставил в Приморье первые пристани, лесопилки, мельницы, фермы… И когда по делам Линдгольму нужно было в Петербург, он срочности ради (sic! ) шел пароходом через Тихий океан до Сан-Франциско, потом по железной дороге пересекал США, в Нью-Йорке – на другой пароход до Петербурга. То есть до строительства Транссиба три четверти мировой кругосветки проходились быстрее, чем четверть через Сибирь… Многие ли бизнесмены сегодня готовы пройти «путем Линдгольма»?

Научный центр Анатолия Зайцева разработал проект магнитолевитационной трассы Москва–Санкт-Петербург (нет колес, рельс): время в пути – 72 минуты. Опора – магнитное поле между эстакадой и поездом. Буквально – парение (левитация) вместо трения. Нет контактной сети, физического износа, стука. Эксплуатационные расходы – 70% от обычных ВСМ. Рекорд скорости маглева: 581 км/ч (Япония, 2003).

У авторов проекта уже заключено соглашение с «Трансмашхолдингом» (ТМХ), готовым создать российский подвижной состав. Экономику просчитать помог пример немецкой Transrapid, построившей в Эмсланде испытательный маглев-трек длиной 31,5 км. При стоимости билета 1500 руб. трасса Москва–СПб. окупится за 16 лет.

Реально оценивая нынешний статус ВСМ России, приходится держать в уме и многие примеры, когда мы, «догоняли» и перегоняли страны-ориентиры, но не умели добиться – популярный термин – синергетического эффекта. Приходится признать за Россией печальный рекорд: паровоз гениальных самоучек, крепостных работников Черепановых (400 саженей чугунных колесопроводов, то бишь рельс) – не только первый русский паровоз, но и… первый в истории паровоз, в итоге эксплуатации уступивший свою дорогу конке!

Теперь о рекордах другого рода, зафиксированных вплоть до бухгалтерских проводок.

Допинг для сверхпроводников

Один из немногих технологических российских прорывов ХХI века: высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП), доведенные до промышленного производства и продаж в передовые страны мира фирмой «СуперОкс» Андрея Вавилова, ныне все чаще называемого «российским Илоном Маском». В свое время он познакомился с членом-корреспондентом РАН Николаем Черноплековым, убедившим его вложиться в сверхпроводники.

Эксплуатируемые при температуре 77 К (–196,15°С, температура кипения жидкого азота) ВТСП имеют огромное число сфер применения. ВТСП-провод (ленту) покупают такие знаковые потребители, как Европейский центр ядерных исследований (CERN), Массачусетский технологический институт (MIT), Кембриджский университет, Siemens… Кстати, «Сапсаны» мы покупаем у Siemens, но сверхпроводники Siemens покупает у российской компании! Покупают их и для Большого адронного коллайдера (LHC), экспериментального термоядерного реактора ITER.

Но именно маглев может стать самым крупным потребителем, допингом российским ВТСП. Здесь может повториться русская история XIX века: железные дороги потянули за собой весь технический уровень страны (автомат АК 47, созданный в железнодорожном депо, – хороший пример)…

Да, японский маглев уже в опытной эксплуатации, но… его магнитолевитационный подвес основан на сверхпроводящих магнитах, охлаждаемых жидким гелием. А наши магниты из ВТСП, единственные в России и Европе второго поколения, – на азоте: дешевом, технологичном.

У немцев тоже маглев в опытной эксплуатации, но… На обыкновенных электромагнитах. Сверхпроводящие магниты дают левитационный зазор 300 мм, обычные – 10 мм. То есть в 30 раз точнее надо нивелировать опорную поверхность. Вообразите некий самолет с потолком 10 м: его трассу надо расчистить, «вылизать», любая возникшая погрешность грозит соударением. И – самолет с потолком 300 м!

Скоро завершается проект экспериментальной линии маглева Царицыно–Домодедово. Тариф «аэропорт–город» составит 400 руб. Срок окупаемости – 16 лет при пассажиропотоке 48,7 млн человек к 2024 году, 66,1 млн – к 2030 году. Сейчас в опытном режиме работает сверхпроводник, 200-килограмовая платформа, левитирующая, летящая над магнитным полотном.

Гигантские инфраструктурные проекты имеют огромное морально-политическое значение, объединяя нацию вокруг цели, которую «можно пощупать», определенно сказать: она есть или ее нет. Транссиб, Суэцкий канал, Синкансэн (японская ВСМ)... Ряд ждет понятно какого продолжения.