В фильме «Сквозь снег» действия происходят в будущем, после техногенной катастрофы — она привела к тому, что вся планета погрузилась в вечную зиму. Жизнь осталась лишь в поезде, который бесконечно едет по трансевразийской магистрали. «Хайтек» разбирается, возможно ли построить такой поезд в реальной жизни.
Электрический поезд, которому не нужен водитель, сам вырабатывает достаточно энергии для своего движения — это новый проект инженеров из Fortescue, который они недавно представили.
О каком поезде речь?
Австралийская горнодобывающая компания Fortescue собирается сделать все этапы своей работы экологически чистыми. Представителя заявили, что планируют достичь углеродной нейтральности к 2030 году. Поэтому они разрабатывают экологически чистые решения, которые можно применить для своей компании и продавать другим.
Дочерняя компания Fortescue Future Industries купила Williams Advanced Engineering и теперь они совместно заявили о первом проекте — это электрический поезд Infinity, который может бесконечно перевозить грузы железную руду без необходимости в подзарядке.
Как этот поезд будет работать?
По словам генерального директора Fortescue Элизабет Грейс, поезд Infinity может стать самым эффективным в мире электротранспортом.
Как заявили разработчики, Infinity будет работать в основном за счет рекуперативного торможения — это процесс, при котором электротранспорт тормозит и происходит рекуперация. Иначе говоря, электрическая энергия компенсируется из-за преобразования механической энергии.
Кинетическая энергия превращается в электричество благодаря тяговым электродвигателям (ТЭД), которые работают как генераторы. Далее полученная электроэнергия передается в контактную сеть. Для сравнения, существует реостатное торможение, в таком случае полученная электроэнергия превращается в тепло, а после ее рассеивает система охлаждения.
Возвращаясь к рекуперативному торможению — его используют, чтобы замедлить состав, если он двигается вниз по некрутому уклону вниз. Так можно частично замедлить движение и одновременно поддержать имеющуюся скорость. Этот способ существенно экономит энергию, так как она передается в контактную сеть и дальше ее можно применить для других локомотивов на аналогичном участке контактной сети.
Пока что деталей проекта не так много. Тем не менее исследователи рассчитали, как будет двигаться поезд на нескольких участках пути в шахту Фортескью. В загруженном состоянии у поезда будет достаточно тяги, чтобы спуститься и затормозить — это нужно, чтобы зарядить аккумулятор.
«Если мы начнем регенерировать энергию и использовать транспорт на перегруженных участках, то это поможет снизить необходимость в дополнительной инфраструктуре, а также производстве установок для возобновляемой энергии. У нас получится экономически эффективное решение, с помощью которого мы устраним выбросы и необходимость в дизельном топливе», — заявила Грейс.
В ненагруженном состоянии поезд будет намного легче, поэтому сможет пройти весь путь до шахты и снова начать движение без необходимости в зарядке.
Что компания будет делать с электропоездами?
Проект Infinity Train направлен на то, чтобы заменить все тепловозы Fortescue на электропоезда, которые полностью заряжаются за счет рекуперативного торможения
Что еще не понятно в проекте бесконечного поезда?
Пока что к проекту остается ряд вопросов, на которые, скорее всего, разработчики ответят по мере реализации. Например, что известно о топологических параметрах, при которых может работать подобный поезд.
Сможет ли конструкция работать во влажных районах, где трение меньше, чем в пустыне в Западной Австралии. И будет ли она универсальна либо заточена только под конкретный участок дороги. А также неизвестно, насколько экономически выгодно заряжать электропоезд в процессе погрузки и разгрузки.
Что может пойти не так?
У рекуперативного торможения есть свои минусы, с которыми инженерам придется столкнуться. Например, в зависимости от скорости оно может работать плавно, либо приводить к резким толчкам и рывкам. При правильном проектировании этот фактор снижается.
Еще нужно принять меры, чтобы не допустить короткое замыкание в контактной сети или во всем электровозе.
Где уже используется рекуперативное торможение?
Сегодня такой способ торможения используют для моторвагонных подвижных составов (МВПС) постоянного тока (ЭР2Р, ЭР2Т, а также поздних электропоездов). Еще его применяют при проектировке в грузовых локомотивах, например, 2ЭС6.
С другой стороны, рекуперативное торможение крайне редко применяют в пассажирском движении, так как пассажиры могут ощутить рывки и толчки, о которых мы говорили в главке про недостатки.
Проектирование транспорта, работающего без человека, а также без выбросов — это тяжелая задача. Инженеры по всему миру пытаются решить этот вопрос, который сделает логистику и поставки товара в разы дешевле и легче. Несмотря на это, новый проект не похож на те, что ранее презентовали ИТ-компании, поэтому будет особенно интересно наблюдать за его реализацией.
Читать далее:
Самое большое генеалогическое древо человечества показало историю нашего вида
Разработано экологически чистое топливо на основе диоксида углерода