Намечаемый вариант — максимальное развитие пути Магадан — Сингапур с привлечением элементов Сочинского и Донбасского вариантов. Камнем преткновения на пути «Восточная Сибирь – экватор» являются два фактора:
- Ограниченность метода гидроэнергетическими ресурсами России (и Аляски, если смотреть на дело под углом того бесспорного обстоятельства, что Земля — наш общий дом), пусть даже с некоторым добавлением ветроэнергетических ресурсов.
- Высокая стоимость перевозки в расчёте на кВтч произведённой (сэкономленной) энергии. Что обусловлено в частности и тем, что приходится перемещать не только собственно сосуд с жидким воздухом, но и его термоизоляцию.
Начнём с проблемы 2. А её внимательное рассмотрение и решение позволит нам перейти к решению проблемы 1.
Ну, Сибирский антициклон, держись, сволочь, сейчас мы на тебя навалимся. И ты, Глобальное Потепление, своего не добьёшься, и вам, тропические ураганы-тайфуны — смерть…
Что представляет собой резервуар для хранения жидкого воздуха? Наилучший (с точки зрения минимизации потерь) резервуар – это большая колба с поверхностью, покрытой хорошо отражающим металлом (для снижения потерь от излучения), подвешенная в наружном сосуде, из которого выкачан воздух. Опоры и подвески колбы и есть причина потерь. Поэтому называются они тепловыми мостами. Минимизации притока тепла через тепловые мосты при проектировании резервуаров уделяется большое внимание.
А что, если и наружный сосуд снаружи теплоизолировать обычным пористым изолятором? Хорошо. Тогда и внутренняя поверхность наружного сосуда будет очень холодна. Приток тепла к внутренней колбе станет очень маленьким, как через излучение, так и через тепловые мосты. А ещё лучше можно? Можно. Поскольку в колбе жидкий воздух, холодна она, холодна и внутренняя поверхность наружного сосуда (мы ведь его тоже теплоизолировали), колбу можно подвесить на магнитном подвесе с использованием сверхпроводимости. Где-то в сети есть видеоролик одного изобретателя, а в нем очень наглядно, на натуре, демонстрируются возможности способа магнитного подвеса. Тогда тепловых мостов и вовсе нет, сохранность жидкого воздуха становится очень хороша. Та-ак. А если положить резервуар и сделать его чуть длиннее? Тогда колба от малейшего толчка без потерь кинетической энергии (в вакууме ведь) переместится от одного конца наружного сосуда к другому. А если наружный сосуд сделать ещё чуть длиннее, длиной… 15000 км?
Что это мне напоминает? Проект MEL. Проект был разработан в США в начале шестидесятых и опубликован в сборнике «Наземный транспорт восьмидесятых». «Боже, какими мы были наивными». Проект предполагал движение магнитно подвешенных пассажирских экипажей в вакуумном тоннеле со скоростью 5000 км/ч. Тот проект давно забыт.
Но идея хоть очень стара http://alien-group.ucoz.ru/forum/5-54-1 и поныне будоражит умы. Как видим, «Американский инженер Роберт Солтер разработал проект поезда с магнитным подвесом «Планет-рон», который будет мчаться в безвоздушном туннеле со скоростью более девяти тысяч километров в час!»
Будет ли когда реализована идея пассажирского экипажа на магнитном подвесе в вакуумном тоннеле? Никогда не будет реализована. Потому что вакуумный тоннель — чудовищно дорогостоящее сооружение. И никогда не будет пассажиропотока желающих перемещаться на такие расстояния (а понятно, для каких расстояний такие скорости), который окупил бы такое сооружение. Кроме того, тоннель вакуумный, а пассажирам надо дышать. Система жизнеобеспечения. Магнитное подвешивание для такого экипажа должно быть сверхпроводящим (низкие температуры), а пассажирам должно быть тепло и светло. Если уж система обеспечения, если уж сверхпроводимость, а рядом тепло и светло, то не только ехать надо быстро. Надо быстро разгоняться и тормозить. В перегрузках приятного мало… Нет, утопия.
Не вакуумно-тоннельные варианты маглева (от «магнитная левитация», т.е. парение) работают:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Маглев
Только мы со своими резервуарами можем вдохнуть надежду в вакуумно-тоннельный вариант маглева. Да, за перевозку пассажиров можно взять бОльшие деньги, чем экономически оправдано брать за перемещение жидкого воздуха. Но жидкого воздуха будет чудовищное количество, требования к качеству («комфортности») перевозки совсем иные. Потому рентабельно. Не верите? Вспомните, что по обычным железным дорогам по тем же путям и такими же локомотивами перевозят и пассажиров, и песок со щебнем. При этом перевозки пассажиров низкорентабельны, а перевозки песка высокорентабельны.
Резервуары с жидким воздухом сами создадут в трубе условия, необходимые для сверхпроводимости, тем более что их придётся чуть-чуть переохлаждать. По всей длине трубы создадут.
— А без сверхпроводимости нельзя?
— Нельзя. Без сверхпроводимости сладкая парочка – вихревые токи + омическое (активное) сопротивление материала, в котором они возникают, — сожрёт всю экономическую целесообразность проекта. Если не маглев со сверхпроводимостью, тогда пусть и вовсе не маглев. Тогда пусть уж будут колеса. Только местами поменять надо: рельсы на подвижном составе, а вращающиеся колеса в пути. Лет сорок назад такая замена позволила установить абсолютный рекорд скорости для наземного экипажа с приводом на колеса: 1600 км/час. Так это без вакуумного тоннеля и без линейного двигателя. Экономическая зависимость здесь очевидна: менять местами рельсы и колеса целесообразно, когда транспортная линия максимально плотно загружена. Наш случай.
За время со дня открытия сверхпроводимости и по сегодня израсходованы огромные деньги на научные изыскания высокотемпературной сверхпроводимости. Высокотемпературной так и нет. Но есть материалы, с реальной ценой, дающие надёжную, пригодную к использованию сверхпроводимость при температурах на середине между криогеникой и нормальными условиями. Спроса на эти материалы, похоже, нет: температуры всё-таки низковаты. А нам они в самый раз: у нас температура внутри трубы ожидается на середине межу крио и н.у. С реализацией нашего проекта люди, дававшие деньги на высокотемпературную сверхпроводимость, и люди, её искавшие, смогут сказать, что жизнь прожита не зря.
Прикинем пропускную способность нашей трубы с магнитно левитирующими резервуарами.
Принимаем скорость 7000 км/час. Длина состава – 1 км (вполне реально). Интервал между составами рассчитываем как расстояние, преодолеваемое составом за 1/50 сек (далее обоснуем) — 40 метров. Диаметр трубы как у газопровода «Северный Поток» – 1200 мм. Полезный диаметр резервуара миллиметров 800. Длина резервуара 12 м, «Межвагонное» расстояние 1 м.
Отмечаем, что пропускная способность газопровода «Северный поток» 55.000.000.000 куб м/год (будем сравнивать).
Несложной арифметикой приходим к следующему.
За время отопительного сезона (01.10 — 01.05) одна наша труба перебросит 25,42 млрд. тонн жидкого воздуха. Что соответствует «погодному» воздуху с площади 6355 кв. км. По пропускной способности наша труба заменяет 615 газопроводов «Северный поток», при том же диаметре и том же количестве ниток — 2.
Первый резонный вопрос. Как быть с расходами энергии на разгон резервуаров в трубе?
Разгоняем электромагнитным способом. Линейным двигателем. Но электрические машины обратимы. Торможение с рекуперацией. В этом ещё одно преимущество перед газопроводом «Северный поток».
Сколько g ускорения может дать линейный двигатель? Много. Как при разгоне, так и при торможении.
Второй резонный вопрос. Как развести составы на разные «ветки» и «приемоотправочные» пути при подъезде к месту назначения? Особенно остро такой вопрос встанет перед людьми, хорошо знающими железную дорогу. В связи с тем, что путь маглева по геометрии — просто плоское основание, возможности манипулирования составами в поперечном направлении напоминают скорее автомобильный транспорт, где «фигаро», заметив интервал на соседней полосе, мгновенно выскакивает из тесной «ячейки» в своём ряду и занимает такую же «ячейку» на три метра левее своего предыдущего положения в потоке. Естественно, что при таких скоростях какие-либо механические переводы составов на метр вправо или влево исключены. Воздействовать на составы поперечными усилиями можно только электродинамически. На раздельных пунктах, к коим с одной стороны подходит одна труба, а далее отходят две, должны быть электромагниты, действующие на состав в поперечном направлении. Полоса электромагнитов, расположенных справа по ходу движения отталкивает от себя первый, оказавшийся в этом месте состав. Состав смещается немного влево. К появлению здесь следующего состава магнитное поле от полосы магнитов справа нулевое. Зато максимальное магнитное поле от полосы магнитов слева. Состав смещается вправо. Принцип понятен. Детали вне темы этой статьи. Для возможности переключения магнитов с обычной в электротехнике частотой мы приняли межсоставное расстояние равным 40 метрам. О сведении составов с «веток» и «приёмоотправочных путей» в главную трубу говорить не будем. Оно просто и в пояснениях не нуждается.
По всей длине трубы с некоторым (не малым) интервалом должны быть маленькие корректирующие линейные двигатели. Всей системой управляют суперкомпьютеры с трех-четырех кратным дублированием. Оперативных расчётов и корректирующих, управляющих действий, пусть и очень незначительных с точки зрения энергопотребления, но обеспечивающих надёжность, точность транспортировки, здесь не меньше, чем при стыковке орбитальных объектов. И хоть скорости ниже, но объектов числом много более.
Ясно одно. Несмотря на очень большие капитальные затраты на строительство трубы, перевозка тонны жидкого воздуха при таких чудовищных объёмах будет обходиться очень дёшево.