Термин «транспортная революция» подразумевает создание некоторой универсальной, экологически чистой транспортной системы, обеспечивающей скоростную перевозку пассажиров и грузов по принципу «от двери до двери» с минимальным влиянием на окружающую среду и с более высокими, чем у существующих видов транспорта техническими, экономическими и потребительскими характеристиками. Концептуальные особенности такой транспортной системы были отмечены в предыдущей статье. Здесь мы коснемся ее технических решений, опираясь на высказанную выше мысль о том, что именно они являются локомотивом прогресса и цивилизации
Понятие «скоростная транспортная система» объединяет различные виды транспорта, такие как наземный, высокоскоростной, на бесконтактной основе; экологически чистый индивидуальный транспорт (электромобили, или, в более широком понимании, экомобили); коммерческие (пассажирские) самолеты вертикального взлета, а также космические системы многоразового применения, которые на новой основе должны стать естественным компонентом коммерческой авиации. Объединенные единым модульным принципом их формирования и централизованным автоматическим управлением, они в перспективе образуют единую Всемирную скоростную транспортную инфраструктуру, которая обеспечивает доставку любого пассажира практически в любую точку Земли или обживаемого космического пространства с высокими уровнями безопасности и комфорта, при минимальной затрате времени и энергии.
В этом, как уже говорилось ранее, видится полная реализация универсальной хельсинкской формулы «свободного обмена идей и людей», поскольку первая ее часть успешно реализуется в наши дни через всемирную информационную сеть Интернет. ;
Помимо интенсивного роста объема перевозок, наблюдаемого в конце столетия, настоятельная потребность в создании и развитии указанных видов транспорта диктуется грозными симптомами, которые могут привести к непредсказуемым последствиям. Все они хорошо известны это:
указанное выше загрязнение природной среды, в том числе, нефтеносных районов и акваторий с прилегающими к ним участками суши, по которым перемещается нефть и нефтепродукты;
• нарушение экологии больших городов, вызванное перенасыщенностью их автомобилями с бензиновыми двигателями, которые, с одной стороны, вызывают периодический «паралич» городского транспорта, а с другой, занимают большие площади для парковки, то есть сами по себе являются загрязнителями городской среды;
• резко возросший за последние годы наркобизнес, увеличивший потребление наркотиков сверх безопасных для общества пределов;
• массовая безработица, точнее, регулируемое государством через различные социальные пособия ограничение числа рабочих мест;
• угрожающий рост преступности, особенно среди молодежи;
• СПИД и, возможное появление других инфекционных болезней.
Возникновение и углубление этих проблем вызвано прежде всего проявившимся за последние десятилетия несоответствием между' социально-экологическими условиями в местах проживания людей и их возросшими потребностями, и интенсивностью труда В наибольшей степени это проявляется в больших городах, которые, являясь «оплотом цивилизации», исторически почти всегда складывались как конгломерат из жилья и мест приложения труда (производства). Компактность проживания предопределяла стиснутую городскую дорожную сеть, которая и в наши дни, несмотря на интенсивную реконструкцию, в основном сохраняет конфигурацию, неспособную решить городские транспортные проблемы.
Далее, непрерывная модернизация и автоматизация производства порождает в замкнутых городах большое количество неработающей, неквалифицированной молодежи, в среде которой растет потребление наркотиков и других преступлений.
Формулируя столетие назад известный тезис. - «богатство общества определяется его свободным временем», - Маркс не мог предположить, что замена столь любимого им рабочего класса «белыми воротничками», создаст избыток «свободного времени», который станет угрожать стабильности общества Последующие разъяснения идеологов социализма относительно использования этого «времени» для творческого развития личности, опровергаются законом о биологической популяции, согласно которому в ней существует лишь 3-4 % «творчески одаренных» особей, которые, в человеческом сообществе могут стать лидерами или творцами. Остальные, в том числе и «белые воротнички». - нормальные потребители, замкнутые в привычной городской среде.
Расширение возможностей «потребления» и «занятости» может быть обеспечено лишь увеличением «радиуса доступности», Tоeсть созданием такой транспортной инфраструктуры, которая с минимальным временем, но с максимальными удобством и безопасностью обеспечивает достижение требуемой «потребности» для каждого свободного индивидуума. Потребности при этом должны рассматриваться в самом широком понимании, например, в общении с любой природной средой, уединении, осмотре уникальных памятников культуры, рискованных путешествиях и т. п., не говоря уже о возможности проживания и работы в любой точке Земного шара или ближнего Космоса, встречи с близкими или нужными людьми, просто путешествий «на край света». При этом создаются условия как для вывода промышленных предприятий за городскую черту, так и размещения жилья в экологически чистой зоне.
Эти возможности заложены в уже упоминавшихся «системах группового расселения» (СГР), которые в современных условиях осуществляются либо как «созвездие» городов-спутников, например, Большой Париж, или Москва - ближнее Подмосковье, либо как гигантские мегаполисы протяженностью в сотни километров, например, Нью-Йорк - Бостон (600 км) или Лос-Анджелес - Сан-Франциско (700 км). При этом, независимо от типа СГР, ее главным стержнем является скоростной транспорт.
Некоторые элементы системы И МАТ: - пассажирский модуль;
В - перевозка платформы с 8-ю местным модулем наземным транспортом типа микроавтобуса
Поэтому с середины 60-х годов практически одновременно начали развиваться три вида скоростного транспорта:
• пассажирские самолеты вертикального взлета и посадки (СВВП):
• высокоскоростной наземный транспорт (ВСНТ) на бесконтактной основе;
• экологически чистые автомобили (электромобили).
Причины, по которым требовалось развитие именно этих видов транспорта различны, однако можно сразу сказать, что, несмотря на гигантский объем научных исследований и конструкторских разработок, выполненных за более чем тридцатилетний период по каждом) - из этих направлений, ни один из указанных видов скоростного транспорта не получил пока реального воплощения.
Разработку СВВП стимулировало начало массовых воздушных перевозок появившимися после второй мировой войны многоместными лайнерами, для эксплуатации которых требовались большие, а, следовательно, удаленные от города аэродромы. Потери общественного времени при наземной подвозке авиапассажиров способствовали возникновению идеи вертикального взлета и посадки пассажирских самолетов. Предполагалось, что их эксплуатацию можно будет осуществлять на небольших аэродромах, размещенных в городской черте. В дальнейшем эта идея была подкреплена требованиями по безопасности полета, поскольку по статистике до 80% катастроф и летных происшествий в гражданской авиации происходит на этапе «взлет-посадка», что связано с высокими взлетно-посадочными скоростями современных тяжелых самолетов.
Если принять за истину крылатую мысль одного из авиационных корифеев начала века, смысл которой сводится к тому, что без вертикального взлета самолет изобретен лишь наполовину, с середины 6G-x годов и далее авиационные специалисты усиленно изобретают «полный» самолет. Было рассмотрено свыше шестидесяти проектов СВВП, однако, несмотря на гигантские финансовые затраты ведущих западных фирм для разработки разнообразных заманчивых проектов СВВП, ни один серийный пассажирский самолет вертикального взлета до сих пор не создан. Причина здесь не только в низкой энергетической эффективности силовых установок на углеводородном топливе, но, главным образом в том, что они не отвечают требованиям по безопасности и экологии.
Высокоскоростной наземный транспорт (ВСНТ) на бесконтактной основе также возник как ответ на массовые воздушные перевозки. Задача конкурирующих фирм состояла в увеличении скорости наземного транспорта до средних самолетных величин. Тогда, учитывая, что поезд, естественным образом начинает и заканчивает движение в черте города, среднее время поездки наземного пассажира уравнивается с самолетным при лучшей доступности и более комфортных условиях перемещения.
Историческая общность ВСНТ и СВВП проявляется не только в их общественной потребности или высоких скоростях движения, но и в том, что, как и в случае с СВВП. в области ВСНТ за прошедшие тридцать лет, несмотря на интенсивные усилия ученых и конструкторов, здесь также не удалось выработать единого взгляда на данную проблему, а тем более создать транспортную систему, пригодную для реального использования
Можно предположить, что принципиальная методологическая ошибка в этом вопросе состояла в том, что проблемой создания бесконтактного высокоскоростного транспорта изначально занялись специалисты железнодорожного. Tоeсть наземного транспорта, хотя в выделенном выше и вполне достаточном для обозначения проблемы названии, два первых определения относятся к авиационной терминологии. Иными словами, транспортное средство, оторвавшееся от земли, должно по определению называться воздушным, при этом не столь важно, летит ли оно на высоте 10 мм или 10 км.
Концепция разработки третьего из перечисленных выше транспортных устройств - электромобиля, возникла после «шестидневной» израильско-египетской войны (1967 г.), в результате которой был закрыт Суэцкий канал, что лишило Европу дешевой арабской нефти. Проблема была решена путем строительства гигантских танкеров для перевозки нефти вокруг Африки. Это породило собственные экологические проблемы из- за сделавшихся почти регулярными катастроф с ними. В результате сотни и тысячи тонн сырой нефти загрязнили Мировой океан, пляжи и живописные прибрежные районы. Поскольку в это же время начали проявляться неблагоприятные экологические последствия массовой автомобилизации, был поставлен вопрос о возможности замены бензина равноценным альтернативным источником энергии.
Исследования и разработки велись по двум направлениям: электрохимическим (аккумуляторам) и электромеханическим накопителям (маховикам). Можно утверждать, что и на этих направлениях за прошедшее тридцатилетие прорыва не произошло.
Все электромобили, которые сейчас пытаются запустить в продажу, снабжены свинцовокислотными акку муляторами, общим весом до 500 кг, в составе которых кислота, 1. свинец, 2. пластмасса, тоесть экологически грязные в производстве и последующей переработке вещества. Аккумулятор этого типа не выдерживает длительных токовых нагрузок, возникающих при обычной езде. Поэтому срок его службы примерно тридцать циклов
«заряд-разряд». Поскольку дальность движения современных электромобилей - чуть больше ста километров, это означает, что даже при самой аккуратной эксплуатации через месяц-полтора нужно полностью обновлять все тяговые батареи. Поскольку число автомобилей еще очень далеко от насыщения, к тому времени, когда наступит «эра электромобилей», вновь возникнет вопрос о загрязнении окружающей среды.
Маховик в этом плане вне конкуренции. Это безресурсный агрегат, который работает практически столько же, сколько и автомобиль. Не приходится говорить и о выделении им каких-либо загрязнений в процессе эксплуатации. Главная же особенность маховика состоит в том, что он позволяет рекуперировать энергию, то есть многократно использовать то её количество, которое и в обычном автомобиле, и в электромобиле безвозвратно теряется при торможении. Маховик на практике блестяще подтверждает теоретический постулат, вытекающий из закона сохранения массы и энергии. «Транспортный процесс в идеальных условиях осуществляется без затраты энергии».
Основная причина неудач при разработке транспортных маховиков кроется, видимо, в изначально неверном выборе его типа, то есть, композитного супермаховика. Предлагаемый НТЦ ВЗЛЕТ гипермаховик лишен недостатков, присущих известным конструкциям, что позволяет обеспечить расчетную дальность движения, приводимого им гиромобиля при однократной «заправке» до 2000 км.
Можно указать на еще один вид скоростного транспорта, начало развития которого приходится также на 60-е годы - это космические транспортные аппараты (КЛА). Однако по известным причинам работы эти начинались на военной основе и не предполагали гражданских пассажирских перевозок. Тем не менее, анализируя тенденции развития космонавтики (создание долговременных космических станций, КЛА многоразового использования, требования снижения стоимости космического полета), можно уверенно прогнозировать начало массовых космических перевозок в следующем столетии.
Все эти вопросы предполагается рассмотреть в большом научном труде, большая часть которого уже выполнена. В нем рассматривается весь взаимосвязанный спектр летательных аппаратов вертикального взлета - от скоростных транспортных систем на специальнойй воздушной подушке до аэрокосмических модулей, подъемные устройства которых базируются на предложенном автором вихревом принципе. Эта книга, имеющая общее название «Вихрелеты», тематически разделена на четыре тома:
Том I. Летательные аппараты вертикального взлета с вихревыми подъемнотяговыми системами.
Том II. Летательные аппараты с упорядоченной траекторией движения и экомобили.
Том III. Аэрокосмические модули и космические транспортные системы.
Том IV. Социально-экологические аспекты формирования транспортных инфраструктур.
При этом под единым названием «вихрелет», которое определяет новый класс летательных аппаратов вертикального взлета, взаимосвязанно рассматриваются три основные типа летающих устройств с вихревыми подъемно-тяговыми системами:
■ «Атмосферный» вихрелет, - транспортный (пассажирский) летательный аппарат вертикального взлета, полет которого на всем протяжении осуществляется только в воздушной или иной газовой среде.
■ Летательный аппарат для высокоскоростного наземного транспорта,
бесконтактная подвеска и привод которого осуществляются аэродинамическим способом - летательные аппараты с упорядоченной траекторией
■ Аэрокосмический модуль (АКМ) - двухсредный (воздушно-космический) летательный аппарат, осуществляющий вертикальные взлет и посадку в атмосфере при горизонтальном положении корпуса, имеющий практически неограниченную длительность полета в ближнем и дальнем космосе и обеспечивающий прием и накопление энергии, выделяющейся при его активном управляемом спуске в атмосфере.
В последнем случае старт АКМ с горизонтальным положением корпуса, но с вертикальным взлетом по-самолетному, помимо существенного улучшения всех показателей космического взлета, позволяет снизить уровень полетных перегрузок до величины, обеспечивающей запуск в космос обычных, нетренированных пассажиров, туристов, то есть использовать его для регулярных пассажирских перевозок.
Кроме того, особенности облика данных аэрокосмических аппаратов, определяемых в основном именно вертикальным взлетом по-самолетному и гиперзвуковой скоростью при спуске, позволяет формировать из них на орбите, в отличие от современных «карандашных» конструкций, космическую станцию в виде диска большого диаметра, удобного как для размещения на нем приемников солнечной энергии большой мощности, так и для создания внутреннего объема, оптимального для нормальной жизнедеятельности и работы людей на орбите.
Возможность технического осуществления подобных устройств, принципиальные конструктивные решения которых приводятся в третьем томе данной книги, позволяют ставить задач) разработки «идеального» вихрелета. то есть экологически чистого летательного аппарата, полет которого осуществляется только с использованием таких природных факторов, как солнце, воздух и вода, что наделяет его способностью летать в атмосфере и космосе с длительностью, определяемой только ресурсом, составляющих его конструкционных материалов.
Помимо наличия у отмеченных выше летающих устройств вихревых подъемнотяговых систем, они снабжены общими для всех нетрадиционными силовыми установками, обеспечивающими их практически полную экологическую чистоту. Это также рассматриваемые в книге гипермаховик, парогазовая турбина, турбонакопитель, ракетный двигатель с «разделенной массой и энергией».
Именно эти обстоятельства потребовали комплексного рассмотрения на экологической основе триединой сущности указанных выше транспортных устройств, что и осуществляется в трех взаимосвязанных, взаимодополняющих томах указанной книги. Коротко можно сказать, что её содержание - это концептуальный поиск новых технических решений экологически чистых видов скоростного транспорта и энергетических устройств с высокой экономической эффективностью.
Четвертый том книги посвящен анализу формирования транспортных
инфраструктур в обширных «системах группового расселения», «радиус доступности»
которых, с приемлемыми временными и стоимостными затратами, может достигать самых отдаленных точек Земного шара, а в перспективе - и ближнего Космоса.
Очевидно, что единая транспортная инфраструктура, сформированная из указанных элементов, позволяет решить проблемы «скученности» и «незанятости» современных больших городов, предоставляя каждому желающему индивидууму возможности для работы, туристических или иных «потреблений» в практически неограниченной «системе группового расселения».
Книга написана на основе оригинальных исследований, проводимых Нахчно- техническим центром (НТЦ «ВЗЛЕТ»). Эта организация была создана в 1990 году в Москве как независимый научный центр, (как честно-государственное предприятие), основным направлением деятельности которого является разработка концепций и конструкторских решений экологически чистых видов скоростного транспорта и энергетических устройств с большой экономической эффективностью. Ключевым словом здесь является определение «экологический», поскольку применяемые подходы к разработке технических (транспортных) устройств осуществляются именно с этой позиции.
В указанном качестве НТЦ «ВЗЛЕТ» был участником первой российско- американской выставки «Передовые технологии из России», 5-12 мая 1994 г. Вашингтон. Помимо наличия соответствующих патентов, новизна и оригинальность научно- технических решений Центра была отмечена в 1997 году установкой его WEB-сайта на линках Американского Вертолетного Музея, heIicoptermuseum.org, где он, единственный, выделяется нашим лого - «Коньком-горбунком», - символом экологически чистого транспорта и девизом. «АН the way from Russia», который можно перевести как «Все приходит из России».
Можно считать, что установка WEB-сайта НТЦ «ВЗЛЕТ» вместе с такими мировыми фирмами как Боинг и Белл Хеликоптер, - это не только высшая оценка значимости новых идей в вертикальном взлете, но и, по большом счету, честь и слава России
****************** ********
Выше мы в общем виде рассмотрели технические основы, обеспечивающие развитие четвертой, - транспортной - цивилизационной волны Допустим, через «энное» количество лет все получилось так. как описано в этих статьях: разработаны и серийно выпускаются экологически чистые виды транспорта, скоростные транспортные системы «стянули» континенты сетью Интертранс. небо бороздят вертикально взлетающие вихрелеты, с минимальным временем доставляющие пассажиров «от двери до двери»', дальние рейсы и ближний Космос освоены пассажирскими аэрокосмическими модулями. Каждый может встретиться с каждым в любое, удобное для обоих время. ...
А что же дальше9 Цивилизация - динамичный процесс и, чтобы существовать, она должна непрерывно развиваться. Задержка в развитии, застой, стагнация - ее смерть. Какая следующая волна «накроет» человечество9
Нетрудно представить, что из требования всеобщей экологической чистоты нашей жизни неизбежно вытекает энергетическое изобилие, или, развивая далее классификацию, предложенную супругами Тоффлер (см. предыдущую статью), после «транспортной» грядет пятая, «энергетическая» цивилизационная волна.