Ранее корреспондент CMN.KZ рассказывал, что компания из Беларуси и администрация Алматинской области договариваются использовать передовую разработку для решения транспортных и логистических проблем. Мы решили узнать, что собой представляет иностранная технология uST, какие таит в себе секреты, а также, во сколько обойдётся экологично победить в борьбе с другими остро стоящими вопросами?
В составе делегации журналисту CMN.KZ удалось проследить за тем, как идеи белорусского инженера и изобретателя Анатолия Юницкого, который провёл юность в Казахстане, реализуют в XXI веке тысячи специалистов. Речь идёт о технологии струнного рельса – предварительно напряжённых путевых структур нового поколения. И пусть название заранее вас не пугает.
Эта технология — ноухау в мире логистики, которую можно сравнить по потенциальной полезности с изучением термоядерного синтеза в сегменте энергетики. Однако важно отметить, велосипед здесь вновь не изобретали — взяли лучшее, модернизировали, опробовали и запустили.
Почему это важно?
Для многих крупных городов характерны стремительные темпы строительства, застройки спальных и новых микрорайонов без соответствующего развития, либо со значительно более медленными темпами транспортных маршрутов, подъездных дорог, остановочных пунктов, станций метро, инфраструктуры. В таких условиях роль транспорта и безопасности на нём выступает чуть ли не первым эшелоном.
На фото и видео ниже представлен демонстрационно-сертификационный центр ЭкоТехноПарк (ЭТП) и производственный комплекс Unitsky String Technologies Inc в Беларуси. Это то, что нельзя сравнивать с многомиллиардным и многострадальным проектом LRT в Астане, инициированным в Астане 19 лет назад. Это то, что может быть в Казахстане уже в течение двух лет.
Первое впечатление
Взору сразу открываются станции и депо, а под ними и по близости аллеи деревьев, а также ухоженные сады с фруктами, овощами и цветами.
Здесь воздушное пространство рассекают юнибусы, юнилайты и юникары, параллельно будто плывут стремительные грузовые и другие беспилотные электромобили на стальных колёсах по рельсо-струнным эстакадам.
Испытатели здесь тестируют рельсовые электромобили на путевой структуре. Оказалось, эти транспортно-инфраструктурные комплексы могут подстраиваться под любые пассажиропоток и нагрузки. Для этого, в частности, существует четыре вида эстакады (трассы): жесткая, полужесткая, гибкая и полугибкая.
Что такое струнный транспорт?
Представьте себе ряд высоких опор по типу ЛЭП или мостовых. Между ними натянуты две струны. Именно предварительное натяжение и делает проволоку струной. Только между этими опорами натянуты не проволоки, а компактные балки с бетонно-стальной начинкой. Вот по этим двум параллельным рельсам-балкам и мчится электромобиль от опоры к опоре. На стальных колёсах по рельсу.
Стоит только поднять транспорт над землей на несколько метров, и так называемый эффект экрана исчезает. Аэродинамика при этом улучшается в 2,5 раза.
«Струнный рельс сочетает в себе свойства гибкой нити (на большом пролете между опорами) и жесткой балки (на малом пролете под колесом рельсового электромобиля и над опорой). Основные отличия комплекса uST от имеющихся аналогов – значительное снижение материалоёмкости пути, увеличение длины пролётов и уменьшение количества опор. Также это высокая прочность и ровность пути, отсутствие стыков и деформационных (температурных) швов. Всё это позволяет сократить стоимость строительства и эксплуатации транспортной системы более чем на треть по сравнению с обычным монорельсом, в два раза — с железной дорогой, и в пять раз — с автомобильной дорогой», — объяснил заместитель генерального конструктора по транспортным комплексам Виктор Гарах.
Только напоминает канатную дорогу
Вряд ли кто-то может поспорить с тем, что электрический двигатель – это самое эффективное и экологичное решение для транспортных систем на сегодняшний день. Из курса физики известно, что КПД бензинового двигателя составляет около 20%. КПД же мощного электрического мотор-колеса – не менее 97%. При этом последнее отличается низким энергопотреблением, термо- и виброустойчивостью, низким уровнем шума, высоким крутящим моментом, а также позволяет быстро и равномерно разгонятся до 120 км/ч (в городской среде) и 500 км/ч (в перспективе по междугородней). И это с преодолением уклонов.
Корреспондент CMN.KZ прокатился почти на каждом юнимобиле и понял принцип работы: рельсовые беспилотники движутся над землей «на втором уровне» по, грубо говоря, рельсам. Внутри каждого рельса находится пучок напряженных металлических тросов-струн, благодаря которым система и получила свое название. Они превращают рельс в прочную и гибкую инженерную конструкцию, обеспечивающую невероятные скорость и плавность движения.
Эстакады же представляют собой путевую структуру с промежуточными и анкерными опорами. Большое расстояние между опорами даёт возможность прокладывать линии по любой местности, даже в горах, болотах, пустынях или вечной мерзлоте.
Основная горизонтальная нагрузка от растяжения приходится на анкерные опоры, а промежуточные принимают на себя вертикальную нагрузку и отличаются на порядок меньшей материалоёмкостью по сравнению с аналогичными элементами в традиционных эстакадах.
«Благодаря вышеперечисленным характеристикам путевая структура позволяет сохранить естественные ландшафты на пути прокладки трассы, а ещё выглядит лёгкой и изящной, – добавил Виктор Гарах.
Первое, чем удивляет, например, юнибус – интерьер. В отличие от трамвая ему не нужно постоянное электричество – он работает от собственного накопителя энергии. В «Карат» U4-212 помещается до 48 человек. Расход – около 32,5 кВт/ч на 100 км. Ближайшее сравнение – Tesla Model X с 4-5 пассажирами в салоне, который тратит на такую же дистанцию около 23–25 кВт∙ч.
Ещё оказалось, что внутри рельсового электромобиля в 10 раз тише, чем в метро, просторный салон, климатическая установка, система мультимедиа и Wi-Fi.
Грузовой юнитрак на жёстком рельсе
В Казахстане есть места, где даже золото добывать убыточно. Железную дорогу туда строить затратно – не окупится: в любой дороге львиная доля стоимости — это насыпь. Возить самолетами ещё дороже. К тому же в наших краях неделями может не быть подходящей для классической транспортировки погоды.
Белорусские инженеры говорят, грузовой струнный транспорт снимет все эти вопросы. Поставить опоры и прокинуть струны можно в любую точку.
Экологии и безопасности моменты
Сложно представить, но раньше здесь была заросшая бурьяном территория, а ранее танковый полигон. По словам управляющего ЭкоТехноПарка Олега Лосика, на строительство ЭТП потратили много сил. Но сегодня на территории центра можно увидеть не только транспортные комплексы различных типов, но и другие «зелёные» технологии.
Одна из жемчужин ЭТП – экодом. Например, землю, которую расчистили для фундамента, перенесли на крышу. На ней высадили сад. По такой технологии построены станции и депо транспорта, где могут быть расположены коммерческие площади.
Специально разработанные юнимобили будут ездить, не попадая в пробки, не останавливаясь на светофорах и не создавая никакой угрозы для людей, отметил начальник управления подвижного состава Алексей Водопетов.
За безопасность, кстати, отвечает другой важнейший компонент – автоматизированная система управления. Это полностью устраняет человеческий фактор.
При этом сами эстакады ещё и экономичны – капитальные расходы на их возведение почти в 15 раз ниже затрат на прокладку линий метро, а операционные расходы на электропитание и обслуживание в 2-3 раза ниже, чем у любого вида транспорта, существующего на сегодняшний день, уверяют инженеры.
Читайте также: В Алматы огласили приговор строителям двух станций метро за хищение 5 млрд тенге
Как и где производят этот вид транспорта?
В кабинетах восьмиэтажного здания компании многолюдно, большие столы заполнены деталями, цветами и компьютерами с макетами.
Собирают готовое решение на производстве под Минском. Это и мотор-колёса, и накопители энергии, комплектующие деталей, узлы и компоненты рельсо-струнной эстакады, а также многое другое.
По словам директора производственного комплекса Алексея Савина, создание юнимобиля всегда начинается с разработки дизайна проекта и подготовки конструкторской документации. После согласования составляют технологическую документацию. Далее следуют этапы производства и пусконаладочные работы. Процесс завершается передачей готового продукта заказчику.
В цехах проходит весь цикл работ – от выпуска комплектующих деталей транспорта uST до испытания промышленных образцов. Местные работники гордятся, что многие элементы транспорта – на 100% запатентованная разработка их компании. Например, накопители энергии изготавливают под конкретную модель без сторонней помощи.
Мы уже в будущем?
В контексте изучения технологии любопытно, что именно пребывание в Казахстане подтолкнуло ведущего учёного к делу всей жизни. Анатолий Юницкий родился в 1949 году в белорусском городе Комарин. В 13 лет он с родителями переехал в Казахскую ССР, где жил в Джезказгане, в 200 км от космодрома Байконур. В подростковом возрасте, говорит он, серьезно увлёкся ракетным моделированием.
Он самостоятельно конструировал из подручных материалов сложные модели действующих летательных космических аппаратов, в том числе макет ракеты трёхступенчатого типа. Действующая физическая модель космодрома принесла ему, в те годы еще подростку, первую грамоту. Инженер говорит, что до сих пор считает её одной из главных наград в жизни, хотя впоследствии их было много.
«Прекрасно помню, как однажды, спустя всего полтора часа после запуска тяжёлой ракеты с космодрома, пошёл настолько сильный ливень, что я шёл домой из летнего кинотеатра по колено в воде. Экран кинотеатра был повёрнут в сторону Байконура и я видел, как мимо него в небо поднималась звезда – полёт ракеты был виден даже за 200-те километров. Это было шестьдесят лет назад – мне было тогда 14 лет. В тех пустынных местах даже слабые дожди редкость, а такой ливень – и вовсе сродни чуду. Позже, когда я начал изучать данные проблемы, я смог связать оба события – запуск тяжёлой космической ракеты и влияние на озоновый слой, и, как результат, – погодные аномалии в сотнях километров от Байконура. Я также понял, что ракета – это всего лишь транспортное средство, – чрезвычайно дорогое, крайне неэффективное и опасное для экологии. Оно не способно обеспечить создание космической индустрии будущего и гарантировать процветание человечества», – рассказал на встрече с журналистами из Казахстана изобретатель.
Последующие годы он посвятил изучению транспортных систем и проблем освоения космоса. Анатолий Юницкий придумал способ безракетного выхода в космос (Общепланетарное транспортное средство). Потом, продвигаясь к его осуществлению и решая попутные инженерные задачи, по ходу дела и изобрел струнный транспорт. Изобретение как минимум на полвека опередило время, добавил инженер.
Цена и выгода
Путевая структура струнного транспорта и электромобили, продолжил объяснять Анатолий Юницкий, не наносят вреда природе.
«Дорожка качения электрифицирована, а токосъём происходит через колесо. Как результат – уменьшение затрат и повышение эффективности. Соответственно, это отражается на экологичности транспорта. Ведь потребляется меньше энергии, производство которой зачастую негативно влияет на окружающую среду. Они потребляют меньше энергии, а надземные трассы не отбирают у человека плодородную землю», уточняет Анатолий Юницкий.
Ежегодно человечество тратит миллиарды долларов на расчистку железных и автомобильных дорог от снега. Струнные дороги, говорит он, в этом не нуждаются. Там просто нечего чистить: полотна-то нет, только две струны, на которых снег не задерживается. Проектный срок службы такой дороги с минимальным приглядом — около ста лет, уверяет изобретатель.
«Это не проект, который существует только на чертёжных досках инженеров, а проработанная технология, которая уже сегодня воплощена в жизнь. Электричество – это то топливо, которое не сгорит, не испортит воздух, экологию», — рассказал автор идеи.
Генеральный директор Unitsky String Technologies Inc. Надежда Косарева отметила, что компания плотно работает с заказчиками из разных стран.
«Не секрет, что с 2022 года некоторые производители ушли с рынка РФ и РБ. Но уже сегодня мы можем предложит рабочую альтернативу ко многим транспортным и логистическим обстоятельствам для любого заказчика. Надо понимать, что метро или железные дороги – это всегда дотации государства. Окупаемость же нашего проекта 7-10 лет – это очень быстро. Единственный минус – мы сейчас инновация. Поэтому мы и построили десять лет назад два испытательных центра для сертификации всех возможных ситуаций. Вы сами увидели современные и сложные программы, рабочую технологию. Наша техническая база позволяет гарантировать, что мы всё можем рассчитать, построить и чётко понимаем всю ответственность перед заказчиком. Технология безопасна, эффективна, выгодна и экологична», – заключила Надежда Косарева.
В завершении можно сказать, что пока в Казахстане обдумывают реализацию проекта «Каскелен – Барлык», то в ОАЭ, например, уже готовы приступить к проектированию первых коммерческих дорог.
