И снова о струне

21 августа 2013 г.

В последнее время все большее число потенциальных заказчиков, партнёров, инвесторов, в том числе стратегических, как российских, так и зарубежных, интересуются струнными технологиями. Видно пришло время для их практической реализации.

Иногда на встречах камнем преткновения становились мнения о том, что в струнном транспорте колесо должно двигаться по струне, а не по рельсу. Да и не колесо должно быть, а магнитная подушка. Что рельс - это отклонение от генеральной линии струнного транспорта, от струнной классики. И, далее, - плавный переход в "логических" рассуждениях к гибкости струны и её классическому воплощению в музыкальных инструментах.

В таких случаях создаётся впечатление, что общаешься не с чиновником высокого ранга, не с крупным бизнесменом, имеющим техническое образование, не с экспертом - доктором технических наук, а то и академиком, - а со студентом-лингвистом или филологом. Потому что ничего кроме термина "струнный" они не видят в прорывной транспортной технологии, защищённой почти сотней патентов на изобретения и имеющей сотни научных публикаций, десятки монографий, сотни технологических и конструктивных ноу-хау.

На самом деле, струна - всего лишь один их элементов струнного рельса. Причём струна - это предварительно напряженная арматура, зашитая в балку жёсткости, каковой является корпус струнного рельса вместе с его головкой. По стальной головке струнного рельса и катится стальное колесо. И это энергетически эффективнее системы магнитной левитации в:

(100% - 50%) / (100% - 99,8%) = 250 раз (!),

где:

50% - общее энергетическое КПД транспортной системы с электродинамическим подвешиванием экипажа и с электромагнитным приводом относительно путевой структуры (50% - это максимум, например, в той же транспортной системе на магнитной подушке "Трансрапид" компании "Сименс", которая по удельному расходу энергии уступает самолёту);

99,8% - КПД качения стального колеса по стальному же рельсу (вагонетку весом в одну тонну можно катить усилием в 2 килограмма; в СТЮ значение такого КПД может достигать 99,9% и даже 99,95% - ни одна немеханическая система, в том числе полевая, с помощью магнитного, электрического, гравитационного и иного поля, не может иметь такой высокий энергетический КПД).

Жёсткость струнному рельсу на пролёте придаёт не только предварительно напряжённая струна, но и изгибная жёсткость рельса.

В высокоскоростном СТЮ, где очень важна динамическая ровность пути, её на 90-95% обеспечивает изгибная жёсткость рельса, выполненного в виде неразрезной предварительно напряжённой струнной фермы. Требования к динамической ровности такой путевой структуры: неровности должны быть менее 1/5000 от длины пролёта, то есть на пролёте длиной, например, 50 метров, максимальная неровность (отклонение от прямой линии), включая деформацию пролётного строения под воздействием высокоскоростного подвижного состава, должна быть менее 10 мм.

В подвесном же СТЮ, с провисающей на пролёте путевой структурой и с невысокими скоростями движения, прочность, ровность и жёсткость пролётного строения, наоборот, на 90-95% обеспечивает именно струна. При этом прогиб пути на пролёте, например, равном 1000 метров, то есть его "неровность" между соседними городскими пассажирскими станциями, будет достигать 25-30 метров. Именно это преимущество (а не недостаток, как подумают многие), позволит городскому подвесному юнибусу вместимостью 50 пассажиров обойтись мощностью в 5 киловатт, или 0,1 кВт/пасс, так как юнибус между соседними станциями будет разгоняться и тормозиться не двигателем и тормозами, а - гравитацией. Причём рекуперация потенциальной энергии в кинетическую и наоборот будет осуществляться с немыслимым коэффициентом полезного действия - 100%. Просто здесь будут работать не машиностроительное оборудование, в котором теряется энергия, а законы физики. Потенциальная энергия юнибуса на станции будет переходить в кинетическую энергию в середине пути и обратно - в потенциальную энергию - на следующей станции. Сегодня в научном мире неизвестно ни одно транспортное средство, потребляющее такое мизерное количество энергии в городском режиме движения, со скоростью до 120 км/час и с остановками через каждый километр, в пересчёте на бензин - менее 0,1 литра на 100 пассажиро-километров.

Влияние изгибной жёсткости струнного рельса на ровность пути и на его колебания, в том числе на резонансные явления, детальнейшим образом исследовались ещё в главе 4 "Динамическая модель и расчетные оценки параметров движения транспортных модулей по струнной транспортной линии" первой научной монографии генерального конструктора СТЮ, увидевшей свет в далёком 1995 году. Поэтому никогда в СТЮ не предлагалось двигаться по струне, иначе это была бы канатная, а не струнная дорога.

Вспоминается "экспертиза" МИИТа семилетней давности, где доктора наук и академики на полном серьёзе, в своей сорокастраничной "научно-исследовательской" работе, утверждали, что СТЮ - это "американская горка" и "лежачий полицейский", так как пассажиры в юнибусах будут летать в салоне и стукаться головой в потолок. Правда, после нашего обращения в Минтранс, в котором было обосновано, что МИИТ скорее напоминает интернат для умственно отсталых детей, чем солидный технический ВУЗ, они дали уклончивое, но в целом нормальное заключение. Однако было уже поздно - стратегический партнёр и инвестор, который был у ООО "СТЮ" в то время, отказался от создания в Хабаровске тестового участка городской трассы и инвестирования в него 10 миллионов долларов. (А ведь если бы состоялся этот проект, в Хабаровском крае были бы построены к настоящему времени сотни километров недорогих и безопасных дорог "второго уровня", туда пришли бы миллиарды долларов инвестиций, и репортажи о нынешнем паводке на реке Амур не смотрелись бы сегодня как сводки с фронтов войны.)

Есть "экспертные" мнения и похлеще. Когда в 2009 году на Госсовете по инновациям струнные технологии поддержал губернатор Ульяновской области и Президент страны, то эйфория разработчика по этому поводу быстро улетучилась. В телефонном разговоре с одним из руководителей департамента развития министерства транспорта, состоявшемся сразу после Госсовета, генеральный конструктор СТЮ "узнал" много нового о себе. Вся так называемая "экспертиза" свелась к тому, что обсуждались личные качества генерального конструктора с использованием ненормативной лексики.

Так чем же закончилась упомянутая поддержка СТЮ Президентом? Вышла боком разработчику. Дело в том, что губернатор Ульяновской области и председатель комиссии Совета Федерации по естественным монополиям сразу после Госсовета имели неосторожность попросить у министерства транспорта миллиард рублей на строительство тестового участка высокоскоростного СТЮ в Ульяновской области. (Хотя, как предостережение этой глупой затее, на этом Госсовете и звучали мнения уважаемых руководителей транспортной отрасли, что в России нет инноваций на транспорте и всё необходимо покупать за рубежом. И покупать не просто дорого, а очень дорого, не менее 100 миллионов долларов, а евро - ещё лучше, за километр дорог с разработанной лет пятьдесят назад "инновационной" транспортной технологией. Ведь страна у нас особенная. Оказывается, у нас зимой бывают морозы и даже выпадает снег.)

Через неделю после этого с лица земли исчез полигон СТЮ в городе Озёры Московской области, который был построен в 2001 году за деньги губернатора Красноярского края Александра Лебедя. Сейчас там - чистое поле. Естественно, всё это - случайные совпадения во времени. (Хотя закрадывается крамольная мысль: нет полигона - и кое у кого нет проблем. Вроде как и струнных технологий нет.) Правда, говорят, что видели там людей в погонах, человек 100, и уйму техники. Хотя, наверное, распилить сотни тонн предварительно напряжённых сталежелезобетонных конструкций (натяжение струн - 600 тонн, высота анкерной опоры - 15 метров) в течение суток и увезти всё это в неизвестном направлении могли и пара бомжей. Им же тоже на что-то жить надо, вот и сдали полигон, вместе с бетоном, на металлом. Говорим это без всякой обиды и иронии, так как во всём этом есть и положительные стороны - теперь мы точно знаем, что можно не только быстро строить трассы СТЮ, но и ещё быстрее, если попросит Родина, - их демонтировать.

Но ещё более показательным было заключение 13-летней давности, данное российскому МИДу министерством науки России. Дело в том, что Госстрой России и российский Центр ООН-ХАБИТАТ, а также заместитель Генерального секретаря ООН провели переговоры с ЮНИДО и ЮНЕП. Эти уважаемые международные организации были готовы выделить, в виде невозвратной инвестиции на опытно-промышленную отработку струнных технологий, 30 миллионов долларов. Но тут на амбразуру, по просьбе МИДа, бросилось Министерство науки. Смысл его "экспертного" заключения сводился к следующему: "Все транспортные проблемы в России решены. Существующие дороги не загружены. Поэтому нецелесообразно создавать струнный транспорт в России и инвестировать иностранные деньги в его развитие". (Как стало потом известно, это экспертное заключение сочинил один из бывших руководителей амбициозной программы по созданию советского поезда на магнитной подушке. Видно, стало ему обидно за державу, так как затратив 20 лет и порядка 5 миллиардов советских рублей, то есть около 6 миллиардов долларов, эта программа при развале СССР была по-тихому свёрнута). Кстати, в это же время на запрос МИДа Министерство экономики РФ дало на струнные технологии положительное заключение. (Если бы состоялся этот проект, в России были бы построены к настоящему времени десятки тысяч километров грузовых, городских и высокоскоростных дорог 21-го века. Страна стала бы другой. Были бы загружены машиностроение, металлургическая промышленность, строительная индустрия и другие отрасли. Началось бы рациональное освоение Сибири, Дальнего Востока и Севера России. Даже сельское хозяйство стало бы другим, так как в той же Москве кушали бы свежие, только с грядки, экологически чистые овощи и фрукты из Краснодарского края, а не "пластмассовые" - из Турции, Китая и Израиля. Было бы создано более миллиона высокооплачиваемых рабочих мест. И не об очередных транспортных успехах Поднебесной взахлёб говорила бы мировая пресса. Она говорила бы о геополитическом возрождении России, о Евразии, а не об отдельно взятой стране - Китае. И рубль, это очевидно, ценился бы по другому.)

Краткий экскурс в историю термина "струна" показывает, что так называемые "экспертные" заключения не так безобидны, как кажутся на первый взгляд. Такие "эксперты", эти оборотни от науки, убийцы инноваций, должны нести ответственность, вплоть до уголовной, - они наносят колоссальный ущерб стране, консервируют её технологическую отсталость и не позволяют экономике нашего великого государства слезть с нефтяной и газовой игл. А возможности слезть с такой иглы существуют, и одна из них - струнные технологии Юницкого. Посмотрите на Японию. У них единственный ресурс - мозги своих граждан.