Читать книгу «Сколль. Холод и мгла» онлайн.
— Приветствую! Скоростные дороги обеспечат эффективную работу производств, жилых зон и фитотронов, — аватар Александра, одетого в темно-синий френч, переместился в центр сцены. — Мы предложили центру планирования использовать транспорт, который не касается поверхности и перемещается с помощью электромагнитного поля, широко известный как магнитоплан или маглев. Перечислю преимущества. Затраты электроэнергии на преодоление километра пути в три раза меньше, по сравнению с классическими поездами. Бесшумность и отсутствие вибрации. Нет контакта с путями, значит и нет износа, эксплуатационные расходы на обслуживание километра пути дешевле в двенадцать раз. Высокие скорости от четырёхсот километров в час для тяжелых грузов до тысячи ста для средних и лёгких. Технологичность изготовления составляющих платформ и элементов пути и малая цена внедрения.
— Александр, вот вы говорите про малую цену маглева, — аватар Тимура подсветился красным, — насколько я знаю километр пути стоит не менее восьмидесяти миллионов долларов. Неудивительно, что даже правительства самых богатых стран не спешат внедрять данную технологию.
— Тимур, вы исходите из текущей стоимости пути, устроенного по технологии активного электродинамического подвеса известного как EDS. Левитация там осуществляется при взаимодействии магнитного поля в полотне и поля, создаваемого сверхпроводящими магнитами на борту состава, а они очень дороги, к тому же очень высок уровень электромагнитного шума.
Мы предлагаем ЦУР внедрять более перспективные решения, укладывать девяносто процентов путей по доработанной нашей группой пассивной электродинамической технологии подвеса типа «Inductrack III». В отличие от других технологий, здесь, для достижения магнитной левитации используются обмотанные петли провода на рельсах и постоянные магниты, организованные в массивы Хальбаха. Магниты расположены таким образом, что магнитное поле возникает над массивом, а не под ним. Магниты способны поддерживать левитацию поезда на очень низких скоростях около двух км/ч. Естественно им не требуется источник питания для генерации электромагнитного поля.
В сравнение с активным подвесом типа EDS, преимуществ масса — эффективность левитации, то есть количество ньютонов левитирующих на ватт силы сопротивления в три раза выше для высоких нагрузок, в пять для низких. Исключаются энергоёмкие криогенно-охлаждаемые сверхпроводящие катушки, а также управляющая электроника и оборудование, необходимые для поддержания стабильной левитации. Составам и платформам не требуется сложная система стабилизации левитации вагонов с обратной связью. Экономятся миллионы долларов на километр пути.
Не менее важны и низкий уровень электромагнитного загрязнения, малый радиус поворота платформ, устойчивость к температурным колебаниям, высокая безопасность в случае отключения электроэнергии, бесшумная работа и простая конструкция подвески. В детали углубляться не буду, обращусь к языку цифр, — появился очередной 3D-слайд. — Металлоёмкость километра пути в тоннах: двести двадцать стали, двадцать алюминия, шестьдесят меди.
— Допустим, — Тимур скептически хмыкнул, — без учёта стоимости производства у вас одних металлов на шестьсот тысяч долларов. Умножьте цену на планируемую протяженность путей и всё будет не так радужно.
— Тимур, неправильно считать так, в лоб. Металлы мы планируем добывать самостоятельно, а силовые элементы пути — петли, кабель и массивы Хальбаха изготавливать на автоматизированных линиях. По оценкам ЦИК при замкнутом техно-цикле производства данных элементов себестоимость километра не превысит триста сорок тысяч долларов, — ответил я вместо докладчика.
— Второй тип магнитоплана использует принцип «комбинированного» подвеса и совмещает электродинамическую технологию с технологией постоянных магнитов, — продолжил Александр. — Помните «фокус» из школьной программы: если повернуть магниты друг к другу разными полюсами, они притягиваются, одинаковыми — отталкиваются. Электромагниты расположены не только под вагоном, но и под самими рельсами. При взаимодействии магнитов поезда и рельсов образуется магнитная подушка, по которой «скользит» состав, зависая на высоте порядка сантиметра. Чтобы поезд поехал, при помощи электричества создаётся бегущее магнитное поле, которое и генерирует движущую силу, толкающую его.
Чтобы сэкономить дорогие сверхпроводники мы и применили технологию «комбинированного» подвеса: кроме катушек с обмоткой из сверхпроводника добавили постоянные самариевые магниты. Магниты удерживают состав в воздухе, а лента их сверхпроводящей керамики нужна для движения и контроля высоты зазора. Чтобы поддерживать платформу в равновесном состоянии энергии почти не требуется. Использование гибридных магнитов позволит снизить цену на состав, по сравнению с шанхайским маглевом в двадцать раз. Цена километра пути не превысит миллиона долларов, что в семь раз дешевле обычной железной дороги, в сорок высокоскоростной, в восемьдесят «электродинамического» маглева EDS.
— Цены рассчитаны, исходя из около нулевых затрат на устройство пути, — добавил я. — При постройке обычной железной дороги земляные работы, а в случае с высокосортными, ещё и бетонирование путей составляют львиную долю расходов. Нам же ни то, ни другое не потребуется.
— Широкая колея в тысяча шесть сот миллиметров одинакова как для пассивной схемы, так и для комбинированного подвеса и позволяет перевозить платформы весом до ста сорока тонн. Универсальные базовые платформы с магнитными замками, — перед нами появился объёмный чертеж этой конструкции, — позволяют быстро монтировать на них как пассажирские капсулы, так и грузовые контейнеры. В устройствах пути вместо стрелок используются поворотные круги, позволяющие изменять направление движения.
Сцена сменилась. Участники увидели, как кабинка, ползущая по горизонтальному тоннелю, подъезжает к кругу. Он тихо загудев повернулся на девяносто градусов, после чего кабинка, как ракета рванула вверх по шахте.
— Применение поворотных кругов в путях комбинированного типа позволило технологам упростить конфигурацию тоннелей и организовать движение под любыми углами, — продолжил Александр. — Платформы с лифтовыми кабинами или контейнерами будут двигаться по шахтным стволам, в том числе одновременно вверх и вниз, обгонять друг друга в соответствии с приоритетом. Всё это, как минимум, вдвое снизит время ожидания и значительно увеличит пропускную способность тоннелей.
— Сверхпроводящие магниты не три копейки стоят! — парировал Тимур.
— Согласен. Поэтому систему комбинированного подвеса будут использовать в производствах и складах с интенсивным грузооборотом, и в вертикальных шахтах, связывающих уровни. Но даже в этом случае выходит на порядок дешевле лифтов. Приведу пример, цена установки тросового лифта с направляющими в шахте глубиной пятьсот метров обойдётся в семнадцать раз дороже направляющих для нашей платформы.
— Понял, вопрос снимаю! — смирился Тимур.
— Сейчас ведутся переговоры об обмене патентами с концерном ThyssenKrupp, разрабатывающим похожие системы. Учитывая НИОКР и организацию производств сверхпроводящих и постоянных магнитов, линейных двигателей, LITZ-кабелей, индукторов и массивов Хальбаха потребуется два года для запуска цикла производств, — прокомментировал я. — Александр, какие у вас основные проблемы внедрения?
— Главная — удешевление производства постоянных магнитов типа самарий-кобальт. Килограмм постоянных магнитов поднимает пятьдесят килограмм груза. Учитывая объём перевозимых грузов их потребуется не менее двенадцати тысяч тонн.
— А чем неодимовые не устраивают? У них коэрцитовая сила выше и купить можно.
— Купить то можно, только мы в трубу вылетим. К тому же если в таких объёмах закупать, цены на неодим взлетят к небу. С самарием проще, его некоторое количество содержится в кварцитах, а значит, мы сможем извлекать его в процессе обогащения. По сравнению с магнитами неодим-железо-бор, самариевые обладают высокой коррозийной устойчивостью и способностью стабильно работать при высоких температурах, что важно в глубоких тоннелях. У них высокая технологичность изготовления, литьё шликера под давлением в сорок раз дешевле, чем многостадийная технология изготовления неодимовых магнитов.
Что касается коэрцитовой силы… Одной из наших групп разрабатывается перспективная технология микро-порошковой 3-D печати многополюсных магнитов методом электронно-лучевого спекания с полным контролем расположения полюсов. Коэрцитовая сила таких нанокристаллических магнитов в два раза превосходит неодимовые.
Второй кластер производств для комбинированного подвеса — сверхпроводящая высокотемпературная магнитная лента на основе керамики оксидов иттрия-бария-меди. Лента пропускает в два раза больше тока, чем существующие аналоги и способна генерировать магнитные поля напряженностью шестьдесят Тесла потребляя меньшее количество энергии.
— Это много?
— Очень! В тридцать с лишним раз больше, чем в катушках самых мощных томографов. Дополнительным фактором, снижающим цену, является то, что в качестве хладагента используется жидкий азот, а не водород.
— Постоянные и сверхпроводящие магниты, одна из наших ключевых технологий! — я снова взял слово. — Они будут широко использоваться в других наших промышленных кластерах таких как металлургия, микроэлектроника и силовая электрика. Если вопросов нет, то предлагаю на сегодня закончить.
— У меня вопросов много!
— Тимур, более подробно о транспортной системе узнаешь на специализированной конференции. Доступ открою.
Тимур коротко кивнул.
Глава 8. Полковник Пол