ZINĀTNE: Japānas nākotne – vilciens ar ātrumu 600 km/h

Japānā uzstādīts jauns rekords, ātrvilcienam Lo 11 sekundes traucoties ar 603 km/h ātrumu. Vilciens, kas tiek dēvēts par SC Maglev, tik lielu ātrumu sasniedzis, izmantojot magnētiskās levitācijas principu. Pašlaik pasaulē ir divas funkcionējošas Maglev līnijas, tiesa, samērā īsas, bet Japāna apņēmusies ieguldīt aptuveni 100 miljardus dolāru, lai līdz 2027. gadam uzbūvētu līniju Tokija–Nagoja (286 kilometri), ko ar laiku varētu pagarināt līdz Osakai.

Taču tehnoloģijas attīstās vēja spārniem, un ļoti iespējams, ka brīdī, kad Japānas projekts nonāks līdz celtniecībai, jau būs skaidrs, ka izdevīgāk ir būvēt tādu magnētiskās levitācijas dzelzceļa līniju, kas ierīkota teju absolūta vakuuma tuneļos. Šādi eksperimenti jau notiek Ķīnā, kas beidzamo gadu laikā kļuvusi par vadošo lielvalsti tieši ātrgaitas dzelzceļu ziņā – līniju kopējais garums jau pārsniedzis 13 000 kilometru, kas ir vairāk nekā Eiropā un Japānā kopā.

Nevis brauc, bet lido

Sarunu valodā ar lidošanu bieži vien saprot ātru braukšanu, bet attiecībā uz Maglev vilcieniem šis vārds ir īsti vietā. Brauciena laikā vilciena sastāvs atrodas aptuveni 10 centimetru augstumā virs seguma, ko īsti par sliedēm nevar saukt – šis ceļš atgādina U burta formas renīti, kuras abās malās izvietoti jaudīgi elektromagnēti. Tie rada spēcīgu magnētisko lauku, kas vilcienu notur gaisā. Tiesa, riteņi ir arī Maglev vilcieniem, jo tiem nepieciešams sasniegt aptuveni 150 km/h ātrumu, lai varētu sākt izpausties magnētiskās levitācijas efekts, raksta žurnāls Discovery. Elektromagnētu izgatavošanai izmantoti supravadītāji (SC), un ar to palīdzību vilciens arī tiek virzīts uz priekšu. Tas gan prasa daudz enerģijas, taču atšķirībā no klasiskajiem ātrgaitas vilcieniem, kuru riteņi virzās pa sliedēm, Maglev ir ievērojami lielāks enerģijas izmantošanas lietderības koeficients.

Proti, klasiskie vilcieni ļoti daudz enerģijas patērē, lai pārvarētu berzi, kas rodas saskaroties riteņiem un sliedēm, bet Maglev vilcieniem vienīgais bremzējošais faktors ir gaisa pretestība. Lai to mazinātu, 15 metrus garais vilciena priekšgals ir ļoti izstiepts, pēc izskata atgādinot pīles knābi – šāds dizains par pašu piemērotāko atzīts pēc testiem aerodinamiskajos tuneļos. Tas gan nozīmē, ka no mašīnista kabīnes gandrīz nekas nav redzams, un vilciena vadītājam jālūkojas uz monitoriem, taču šādā ātrumā mašīnists vienalga nespētu noreaģēt briesmu gadījumā, tādēļ konstruktori paļāvušies uz automātiskajām sistēmām.

Lidošana virs sliedēm nozīmē arī to, ka pasažieriem nav jāizjūt nepatīkamā vibrācija, kāda rodas klasiskajos vilcienos, kad tie attīsta ievērojamu ātrumu – tajos šo vibrāciju rada sliežu un riteņu saķere, kā arī regulārie vilciena kontakti ar strāvas avotiem. Ne jau velti pat Francijā izgatavotais ātrvilciens TGV (Train à Grande Vitesse), kas 2007. gadā izmēģinājuma laikā sasniedza 574 km/h ātrumu, regulārajos reisos parasti traucas ne ātrāk kā 320 km/h, norāda Deutsche Welle. Pēc speciālistu domām, maksimālais ātrums, kādā pasažieri šādos vilcienos var justies komfortabli, pašlaik ir 350 km/h, bet nākotnē varētu būt, lielākais, 400 km/h. Tas ir ievērojami mazāk nekā Maglev vilcieniem.

Pašlaik divas līnijas

Pašus pamatus šīm tehnoloģijām vēl 1907. gadā lika amerikāņu izgudrotājs Frenklins Smits, kurš patentēja Smita elektromagnētisko transporta sistēmu – attālu Maglev priekšteci, raksta Discovery. Pagājušā gadsimta sešdesmitajos gados pie idejas atgriezās Japānas dzelzceļnieki, kuri izstrādāja vairākus konceptuālus projektus – interesanti, ka tas notika vēl pirms tam, kad kanādietis Deivids Atertons 1973. gadā pirmais izmantoja terminu Maglev.

1977. gadā netālu no Hjugas pilsētas Mijadzaki prefektūrā tika uzbūvēts pirmais septiņus kilometrus garais izmēģinājumu poligons, un jau pēc diviem gadiem tajā tika uzstādīts ātruma rekords – vagonete bez mašīnista un pasažieriem sasniedza 517 km/h lielu ātrumu. Tomēr birokrātisku iemeslu dēļ Japāna tā arī nekļuva par pirmo valsti, kurā Maglev vilcieni uzsāktu regulārus reisus. Uzlecošās saules zemi apsteidza Lielbritānija, kur 1984. gadā svinīgi tika atklāta Maglev līnija starp Birmingemas lidostu un dzelzceļa staciju. Tehnoloģiju attīstības ziņā briti tobrīd japāņiem nekādi konkurenti nebija, viņu vilciens kursēja ar vidējo ātrumu 40 km/h, un jābrīnās par to, ka līniju slēdza vien 1995. gadā.

Līdzīgs liktenis piemeklēja arī Berlīnes MBahn līniju, kas darbojās no 1989. līdz 1991. gadam.

Toties Ķīnas pilsētā Šanhajā uzbūvētā līnija, kas savieno pilsētu un tās starptautisko lidostu Pudunu un tika atklāta 2004. gadā, funkcionē vēl šobaltdien. Vilcieni Transrapid, kurus izgatavojusi vācu kompānija Siemens, sasniedz ātrumu 431 km/h un 30,5 kilometrus garā ceļa veikšanai tiem nepieciešamas vien astoņas minūtes. Tomēr BBC uzsver, ka šis projekts bieži vien nevis tiek pieminēts atzinīgā tonī kā inovāciju piemērs, bet gan vērtēts kritiski – ķīnieši nav kārtīgi pārdomājuši maršruta galapunktu. «Superātrais vilciens patiešām pasažierus no lidostas uz pilsētu nogādā ārkārtīgi ātri. Taču gala stacija uzbūvēta pašā nepiemērotākajā vietā, un cilvēkiem nākas ilgi pa aplinkus ceļiem mēģināt nokļūt līdz pilsētas centram. Kopš uz lidostu sācis kursēt metro, daudzi izmanto šo ne pašu ātrāko, toties gana lētu un ērtu transporta veidu, ar ko no lidostas uzreiz var nokļūt centrā,» raksta BBC. Bloomberg piebilst, ka vēl viena Maglev līnija kopš 2005. gada darbojas Japānas pilsētā Nagojā, taču tās maršruts ir tikai 8,9 kilometrus garš, bet vilcieni neieskrienas ātrāk par 100 km/h, tā ka šo līniju var uzskatīt tikai par tūristiem domātu atrakciju.

Ambiciozie plāni

Kopš pagājušā gadsimta deviņdesmitajiem gadiem Japānā Maglev vilcienu izmēģinājumi tiek rīkoti Jamanasi prefektūrā, kur netālu no Fudzi kalna uzbūvēts izmēģinājumu poligons. Sākotnēji tas bija 18,4 kilometrus garš, bet kopš 2013. gada līnija ir 42,8 kilometrus gara. Tieši šajā poligonā rekordu uzstādījis kompānijas Central Japan Railway Company un Tokijas Dzelzceļa tehnoloģiju institūta speciālistu izlolotais vilciens, kuru projektējušas un izgatavojušas kompānijas Mitsubishi un Nippon Sharyo.

Septiņus vagonus garajā vilcienā izmēģinājuma braucienā devušies 49 dzelzceļa kompānijas darbinieki, kuri pēc tam nav varējuši slēpt savu sajūsmu. «Tas bija iespaidīgāk nekā lidmašīnā,» par sajūtām, kas pārdzīvotas brīdī, kad vilciens uzņēma ātrumu, ziņu aģentūrai AFP sacījis kāds brauciena dalībnieks. Tā kā vietējos medijos bija ziņots par gaidāmo izmēģinājumu, pie poligona pulcējušies vairāki simti cilvēku, ar skaļām ovācijām sveicot vilcienu, kas zibens ātrumā pašāvies viņiem garām.

«Jo ātrāk tas brauc, jo stabilāks kļūst – man šķiet, ka vilciens ir būtiski uzlabots kopš iepriekšējiem izmēģinājumiem,» intervijā televīzijas kanālam NHK sacījis dzelzceļa kompānijas pētnieciskās daļas vadītājs Jasukazu Endo. Viņš arī atklājis kompānijas nākotnes plānus. Līdz 2027. gadam paredzēts uzbūvēt dzelzceļa līniju no Tokijas līdz Nagojai, turklāt tajā tika iekļauts arī poligona posms. Pašlaik 286 kilometrus garā ceļa veikšana starp abām pilsētām ar ātrvilcienu Shinkansen prasa stundu un četrdesmit minūtes, bet ar Maglev šo attālumu varēs veikt 40 minūtēs. Līdz

2045. gadam līnija būtu jāpagarina līdz Osakai – no galvaspilsētas līdz tai varēs nokļūt stundas un septiņu minūšu, līdzšinējo gandrīz trīs stundu vietā.

Pagaidām tiek plānots, ka, uzsākot regulāru satiksmi, vilcieni neuzņems lielāku ātrumu par 505 km/h, taču iespējamas arī korekcijas – viss atkarīgs no nākamo izmēģinājumu rezultātiem. Ražotāji jau sākuši būvēt 14 sastāvus, kuros būs līdz pat 16 vagoniem, tāpat uzsākts darbs pie trases maršruta izvēles. Pašlaik tiek plānots, ka daudzviet Maglev vilciens gluži kā metro kursēs vairākus desmitus metru zem zemes pa īpašiem tuneļiem.

Bloomberg gan citē skeptiķus, kuri uzskata, ka Japāna nav kārtīgi pārdomājusi projekta ekonomisko atdevi. «Šāds projekts būtu piemērots valstīm, kas demogrāfiski attīstās, bet ne Japānai, kurā iedzīvotāju skaits samazinās. Tā ir veltīga resursu šķiešana, jo pieprasījums pēc vilcieniem būs niecīgs,» uzskata Atlantis Investment Resarch Corp. prezidents Edvīns Merners. Viņš atgādinājis, ka pašlaik Japānā dzīvo 127 miljoni cilvēku, bet prognozes liecina, ka 2027. gadā iedzīvotāju skaits nepārsniegs 117 miljonus, bet līdz 2060. gadam var samazināties līdz 80 miljoniem.

Ķīna demogrāfisku problēmu gan nav, un nav pārsteigums, ka tieši Dzjaotunas Dienvidrietumu universitātes supravadītspējas laboratorijā Dens Dzigans kopā ar kolēģiem jau vairākus gadus strādā pie vēl grandiozākas ieceres. Viņi uzskata, ka par nākotnes transportu kļūs Maglev vilcieni, kas kursēs pa speciāliem tuneļiem, kuros spiediens būs tikai 1/1000 daļa no atmosfēras spiediena, bet ideālā gadījumā – pa vakuuma tuneļiem. Šis projekts nosaukts par Super Maglev, un Ķīnas speciālisti cer izstrādāt vilcienu, kura ātrums sasniegs vismaz 1300 km/h. Lielbritānijas Inženierzinātņu tehnoloģiju institūta speciālists Džeremijs Eklems sarunā ar BBC gan norādījis, ka šādu dzelzceļu būve būtu pārāk dārgs prieks. «Maglev tehnoloģija jau tāpat ir ļoti dārga, jo elektromagnēti patērē ļoti daudz enerģijas, bet ceļa seguma konstrukcija ir krietni sarežģītāka par parastām sliedēm. Vakuuma tuneļu būve to visu vēl vairāk sarežģītu un sadārdzinātu,» viņš uzskata. Tomēr futurologi ir pārliecināti, ka kādreiz nākotnē šāds transporta veids varētu kļūt par ikdienišķu, raksta Discovery.

MAGLEV SAPŅU MARŠRUTI

MASKAVA – VLADIVOSTOKA

Laiks ceļā: 15 stundas

Transsibīrijas dzelzceļš uzskatāms par iespaidīgu XIX gadsimta inženieru sasniegumu, taču pašlaik 9289 kilometrus garā ceļa veikšana pa to prasa septiņas ar pusi dienas. Maglev vilcieni dotu iespēju no Krievijas galvaspilsētas līdz vienam no attālākajiem valsts nostūriem nokļūt nepilnas diennakts laikā. Tiesa, pagaidām Krievijas griesti ir ātrvilcieni Sapsan, kas, kursējot no Maskavas uz Sanktpēterburgu un Ņižņijnovgorodu, sasniedz, maksimums, ātrumu 250 km/h.

ŅUJORKA – LOSANDŽELOSA

Laiks ceļā: 7 stundas un 45 minūtes

No ASV Austrumkrasta līdz Rietumkrastam ar vilcienu pašlaik iespējams nokļūt 41 stundā. ASV ir faktiski vienīgā ekonomiski attīstītā valsts, kurā nav ātrgaitas dzelzceļu tīkla, un pat Amtrak piedāvātais Acela Express, kas var sasniegt ātrumu 241 km/h, parasti brauc vismaz divas reizes lēnāk. Viens no iemesliem, kādēļ amerikāņu uzņēmēji skeptiski raugās uz ātrgaitas vilcieniem, ir ļoti attīstītā aviosatiksme – pat dažus simtus kilometru garu ceļu amerikāņi labprāt mēro lidmašīnās. Pašlaik projekta stadijā ir Vašingtonas–Baltimoras ātrvilcienu līnija, un konkursā gatavojas piedalīties ar Japānas Maglev būvētāji.

SIDNEJA – PĒRTA

Laiks ceļā: 7 stundas un 20 minūtes

Par antikvāru uzskatītais Indian Pacific vilciens, kas no Sidnejas atiet trešdienas rītā, galamērķi sasniedz vien sestdienas pēcpusdienā. Nesteidzīgiem ceļotājiem un dabas ainavu baudītājiem tas problēmas nesagādā, bet ar Maglev ceļojums būtu daudz ātrāks.

KEIPTAUNA – KAIRA

Laiks ceļā: 17 stundas un 30 minūtes

Pašlaik šīs Āfrikas pilsētas nesavieno nekāda dzelzceļa līnija, bet Google Maps optimistiski apgalvo, ka 10 441 kilometra garā ceļa veikšana ar automašīnu prasīs 156 stundas. Maglev būtu lielisks risinājums, taču pagaidām atliek vien sapņot par ceļojumu vilcienā cauri DĀR, Zimbabvei, Zambijai, Tanzānijai, Kenijai, Etiopijai, Sudānai un Ēģiptei

PENZENSA – VIKA

Laiks ceļā: 90 minūtes

Šīs ir dzelzceļa stacijas, kas atrodas vistālāk Lielbritānijas dienvidos (Penzensa) un ziemeļos (Vika). Pašlaik, vismaz desmit reižu pārsēžoties no viena vilciena citā, ceļojums ilgtu vairāk nekā 24 stundas, taču, ja kāds neprātis starp tām uzbūvētu Maglev līniju, būtu iespējams pat dzīvot dienvidos un strādāt ziemeļos, vai otrādi.

Avots: The Guardian