Китайские инженеры приблизились к решению проблемы ударной звуковой волны при выходе из туннеля на поездах маглев
Это явление возникает, когда высокоскоростной поезд входит в ограниченное пространство – туннель, вызывая сжатие воздуха перед собой. Подобно поршню, поезд сжимает воздух, что приводит к резкому скачку давления. На выходе из туннеля это давление преобразуется в мощную звуковую волну низкой частоты. Хотя по физике она отличается от звукового удара, возникающего при преодолении скорости звука самолетом, по эффекту может быть сопоставима. Такая волна представляет угрозу как для объектов инфраструктуры, так и для людей и животных, находящихся вблизи железнодорожной линии.
Согласно данным разработчиков, установка новых звукоизолирующих перегородок в устьях туннелей позволяет снизить силу ударной звуковой волны при выходе из туннеля до 96%. Это улучшит общую эксплуатационную безопасность, снизит шумовое воздействие на окружающую среду и повысит комфорт пассажиров.
Подобная проблема уже была хорошо известна инженерам, работающим с обычными высокоскоростными поездами, развивающими скорость до 350 км/ч. Однако на скоростях свыше 500 км/ч, характерных для поездов на магнитной подвеске, интенсивность воздушной волны резко возрастает, а длина туннеля, необходимая для ее формирования, значительно сокращается. К примеру, поезд на скорости 600 км/ч способен вызвать такую волну уже в туннеле длиной 2 км, тогда как для обычного состава критическая длина превышает 6 км.
Для подавления этого эффекта применяется комбинация из 100-метровых звукопоглощающих перегородок и пористого покрытия внутри туннеля. Эти элементы позволяют воздуху выходить наружу до того, как поезд достигнет выхода из туннеля, аналогично тому, как глушитель снижает громкость выстрела у огнестрельного оружия.
Маглев-технологии базируются на принципе магнитной левитации – поезд удерживается над направляющей без физического контакта. Используются два типа подвески: электромагнитная (EMS) и электродинамическая (EDS). В системе EMS поезд удерживается за счет силы притяжения к U-образному стальному рельсу, а в EDS – за счет взаимодействия магнитных полей между сверхпроводящими катушками в поезде и направляющей.
Первый китайский поезд на магнитной подвеске начал курсировать в 2004 году по маршруту от аэропорта Пудун до окраин Шанхая. Его максимальная скорость достигает 460 км/ч. Это остается рекордом для коммерческих железнодорожных перевозок. Проект, реализованный на базе немецкой технологии Transrapid, ориентирован в основном на туристов, поскольку местные пассажиры предпочитают более доступное метро.
В дальнейшем Китай сосредоточился на развитии традиционных высокоскоростных магистралей, и сегодня его железнодорожная сеть протяженностью 48 000 км – крупнейшая в мире. Однако с 2021 года интерес к технологии маглев вновь возрос. Тогда государственная корпорация CRRC представила новую модель поезда с улучшенной плавностью хода и низким уровнем шума.
Хотя конкретные маршруты пока не утверждены, одним из потенциальных направлений рассматривается линия между Пекином и Шанхаем. Новый поезд сможет сократить время в пути с 4,5 до 2,5 часа, что приближает его по длительности к внутреннему авиаперелету.