Маглев-НТ

Маглев-НТ

Негативные макроэкономические сдвиги в передовых странах привели к мировому экономическому кризису. Кроме финансовых проблем это также вызвано тем, что с середины 60-х годов практически остановился прогресс в важнейших отраслях человеческой деятельности - космонавтике, авиации, наземном транспорте, ядерной физике, энергетике. Положительные тенденции еще пока по инерции наблюдаются в информатике и генетике. Преодоление застоя в общемировой науке и соответственно структурно-технологического кризиса лежит за пределами сегодняшних научных знаний. Наше будущее сейчас еще в большей степени, чем раньше, зависит от новых научных революций и, в первую очередь, в физике, биологии и нанотехнологиях.

Выйти из экономического кризиса с минимальными потерями смогут только те страны, которые найдут в себе мужество поменять инвестиционную политику, сделав приоритеты на развитие высоких технологий и создания на их основе новых рынков. «Надежные» до сих пор рынки сырья, недвижимости, автомобильные и т. п. изжили себя.

Отметим, что при нормальном течении кризиса сокращение экономической активности не затрагивает перспективных производств нового технологического уклада, имеющих потенциал роста и способных стать «локомотивами» будущего экономического развития страны. Наоборот, в это время на фоне общего спада, на Западе наблюдается рост производства принципиально новых товаров, подъем инвестиционной и инновационной активности в перспективных направлениях. Как говорит академик Сергей Глазьев, инвестиции в новые технологии оказываются более привлекательны, чем в теряющие рентабельность сложившиеся воспроизводственные структуры. Сейчас в мире происходит «созидательное разрушение» технологической структуры, ее модернизация на основе расширения нового технологического уклада, что создает новые возможности для экономического роста. При этом происходит переток капитала из устаревших производств в новые, так как продолжение инвестиций в сложившихся направлениях оказывается более рискованным, чем инвестиции в нововведения.

В настоящее время ведущие страны мира приняли решение о развитии нанотехнологий как одно из важнейших направлений инвестиционной деятельности и формировании шестого технологического уклада. Это можно увидеть хотя бы из числа патентов в области нанотехнологий, зарегистрированных в США: США – 2400, Япония – 876, Германия – 165, Корея – 122, Канада – 93, Франция – 91, Тайвань – 71, Великобритания – 42, Израиль – 25, Швейцария – 25, Россия - 3 (http://www. physcareer. ru/articles/1/78.html).

Мои компании Центр «Нанобиология» (Минск), Netwise Nanovation, GmbH (Швейцария, Цуг) и Quatran Hong Kong, Ltd (Китай, Гонконг) на сегодняшний день обладают самым большим пакетом международных патентов по нанотехнологиям в СНГ. На основе собственных разработок, только в США мы имеем 4 патента и 3 заявки находятся в процессе получения патентов.

На сегодняшний день для стран, не имеющих собственных энергетических ресурсов, крайне важно найти новые прорывные пути повышения энерго эффективности в наиболее энергоемких отраслях, таких как электроэнергетика и транспорт. И одним из таких путей может стать использование нанотехнологий.

Сегодня нанотехнологии движутся семимильными шагами в своём стремлении вырваться из лабораторий в производство. Ещё несколько лет — и на мир обрушится лавина продуктов, изготовленных на основе этого революционного подхода, в т. ч. электронные приборы и компоненты, материалы и энергосберегающие устройства. Например, в 1991 году сотрудник японской фирмы NEC Sumio Iijima открыл и запатентовал углеродные нанотрубки. Последние исследования показали, что эти нанотрубки обладают уникальными свойствами – они в 100 раз прочнее и в 4,6 раза легче стали. На основе этих волокон возможно создание сверхпрочных и сверхлегких канатов.

Одновременно сотрудники Центр «Нанобиология» (Минск) при участии швейцарской компании Netwise Nanovation GmbH, также проводили исследования электрофизических свойств различных нанотрубок. Намии было сделано открытие, что при определенном диаметре нанотрубок, в том числе и углеродных, резко увеличивается их электрическая проводимость вплоть до сверхпроводимости, при рабочих температурах до 93,5 градусов Цельсия. Мы назвали этот эффект «горячей» сверхпроводимостью. С 1998 года было начато международное патентование различных устройств на основе открытых макроквантовых эффектов, в том числе магнитной левитации при комнатных температурах (Маглев). Была проведена всесторонняя мировая экспертиза заявок и получены патенты.

Используя волокна из углеродных нанотрубок определенного диаметра, можно создать сверхпрочные и сверхлегкие канаты, по которым будут двигаться и одновременно получать энергию транспортные модули, а также создать линейные электродвигатели, позволяющие двигаться модулям посредством магнитной левитации, что сразу решает проблему износа колесо-рельс.

Железнодорожный Маглев-НТ

Использование магнитной левитации на основе нанотехнологий (Маглев-НТ) позволит реконструировать существующие электрифицированные железные дороги. Это можно достигнуть путем дополнительной прокладки внутри головки рельса высокотемпературного сверхпроводящего кабеля. В подвижном составе колесные тележки заменятся на линейные электродвигатели на высокотемпературных сверхпроводниках. Реконструкции электросети не требуется. В результате мы получим очень дешевый аналог немецкой системы Maglev, полностью исключив проблему трения колеса о рельс. Железная дорога приобретет новые качества – увеличится скорость в 1,5 -2 раза, уменьшится износ трассы и колес, возрастет угол наклона транспортного пути, что упростит строительство дорог в горах, и особо важно – упростит переход с одной ширины колеи на другую, исключит шум и вибрацию, что весьма актуально для пассажирских перевозок и метро.

Автомобильный Маглев-НТ

Еще более впечатляюще можно использовать магнитную левитацию для реконструкции автомобильного транспорта и автодорог. Если на основе сверхпроводящего кабеля изготовить тонкую сетку с плотностью всего 100 кг на 1 км, то ее можно встроить в верхний слой бетонного или асфальтового покрытия автомобильных дорог – создать маглев-трассу. В существующие электромобили или комбинированные автомобили, имеющие внутренние мощные источники электроэнергии, встраиваются в днища линейные электродвигатели. Такой двигатель позволит осуществлять левитирующее движение автомобиля над поверхностью сверхпроводящей сетки. В результате мы получим принципиально новый вид транспорта – левитирующий автомобиль. При этом такое средство передвижения будет являться универсальным, так как оно сможет двигаться как по обычным дорогам при помощи электрических мотор-колес, так и левитировать над маглев трассой, подняв колеса. Причем движение по такой трассе может осуществляться при помощи автоматического управления, так как сверхпроводящая сетка будет играть роль направляющей движения. Это резко сократит вероятность аварий.

Энергоэффективность такого левитирующего автомобиля резко возрастает за счет уменьшения трения резиновое колесо - дорога. В результате можно значительно увеличить скорость передвижения по автобанам.

Еще более важна возможность использования такого транспорта в районах вечной мерзлоты и пустынь. Эту сверхпроводящую сетку шириной 1-2 м можно прокладывать непосредственно по поверхности тундры, снежного покрова или пустыни. Она не боится прорастания растительности, заносов песком или снегом до 10 см. Сразу решается экологическая проблема, так как не происходит нарушения экосистем. Кроме того, резко уменьшается шум. При необходимости эту дорогу можно свернуть.

Одним из вариантов реконструкции автомобильного транспорта является создание сферокаров – автомобилей со сферическими колесами. В комбинированных автомобилях и электромобилях вместо обычных колес можно использовать надувные сферические резиновые колеса, корд которых сделан из сверхпроводящей сетки. Принцип магнитной левитации будет удерживать это колесо в гнезде под автомобилем, так как в это гнездо ортогонально встраиваются два линейных электродвигателя. Сами колеса-сферы будут непосредственно контактировать только с дорогой. В таком сферокаре не нужны колесные оси и классическое рулевое управление. Такие автомобили будут обладать большой маневренностью, что очень важно в городских условиях при парковке. За городом их преимуществом будет повышенная проходимость.

Энергоэффективность сферокаров будет выше, чем у обычных автомобилей из-за уменьшения трения-качения сферы по сравнению с колесом и уменьшения веса всего автомобиля.

Авиационный Маглев-НТ

На основе принципа магнитной левитации можно создать принципиально новую транспортную систему «2D авиация». В этой системе транспортное средство в виде самолета (модуль) летит вдоль низковольтных силовых кабелей из углеродных нанотрубок, натянутых на опоры. При этом модуль получает энергию непосредственно от этих кабелей. Кабели пропускаются через линейные электродвигатели модулей. Вес модуля компенсируется аэродинамической подъемной силой, а тяга осуществляется за счет приложения усилия к впереди стоящей опоре посредством кабеля. Скорость движения таких самолетов будет 200-400 км/ч для грузовых перевозок и 400-500 км/ч для пассажирских. Сопутствующие расходы будут в три раза меньше авиационных и приблизительно соответствовать текущим затратам на скоростных железных дорогах. Более того, расходы, связанные со строительством трассы, составят не более $40-50 тыс. на километр в сочетании с её несравненно высоким уровнем безопасности и надёжности (человеческий фактор здесь исключён, поскольку модули управляются с помощью компьютера, а также отсутствуют топливные баки).

Техническое обслуживание подвесной трассы по стоимости в 10 раз ниже, чем обслуживание скоростных автомобильных и железнодорожных трасс, так как отсутствует трение, приводящее к износу трассы и колёс. Дополнительные преимущества 2D авиации: экологически безопасна, всепогодна (за исключением ураганов), оснащена системой экстренного торможения, удерживающей модуль неподвижно на канатах, не занимает больших земельных площадей и практически бесшумна, что позволяет подводить трассы 2D авиации к центрам городов, упрощая тем самым обслуживание грузопотоков и пассажиров.

Проект «Маглев-НТ» может стать инновационным двигателем мировой экономики. Он может сформировать вокруг себя целое ядро новейших технологий и определить траекторию развития новых глобальных транспортных систем. Комплексная патентная защита проекта позволит монополизировать важные сегменты мировых рынков транспортных услуг на время действия патентов и, естественно, получить сверхприбыли.

Этот проект предлагает как новый класс транспортных услуг, так и развитие смежных областей в промышленности, базирующихся на новом шестом технологическом укладе, основой которого являются нанотехнологии.

В результате реализации проекта «Маглев-НТ» будет получено углеродное нановолокно, которое может использоваться в разных областях экономики, например, для создания суперпроводящих и сверхпроводящих электрических кабелей, как легкий и сверхпрочный армирующий наполнитель композитных материалов, для создания сверхпрочных тканей для гражданского и военного применения и т. п. В результате резко уменьшится потребность в цветных и черных металлах, так как заменяется медь и алюминий в электротехнике, а также уменьшится использование стали и алюминия в автомобилестроении за счет применения стеклоуглеродных композитов. Стеклоуглеродные композиты прочнее и легче стали и алюминия, их использование в автомобиле и самолетостроении позволит делать современные машины и самолеты гораздо более энергоэффективными.

Технологии создания новых сверхпрочных и сверхлегких композиционных материалов из углерода и силикатов будут хорошим товаром на мировом рынке инновационных технологий, особенно для стран с ограниченными сырьевыми ресурсами.

Например, при производстве только 10 млн. тон в год углеродных нанотрубок из метана потенциал рынка составит 100 млрд. – 10 трлн. долл. США в зависимости от свойств нанотрубок. Это без учета стоимости конечной продукции, изготовленной на основе нанотрубок. Отметим, что для производства 10 млн. тон углеродного нановолона нам понадобится около 20 млрд. м. куб. метана. В этом метане содержится около 2.5 млн. тон чистого водорода, который является попутным продуктом при производстве нанотрубок. Этот водород можно использовать в «водородной» экономике. При мировых ценах метана 500 долл. за 1000 м куб. исходное сырье будет стоить 10 млрд. долл. США, а стоимость произведенной из него продукции будет как минимум 100 млрд. долл. США.

Реализация «углеродной» экономики может поменять все ценовые приоритеты в мире, особенно в материаловедении и металлургии. Не говоря уже об энергоэффективности при передаче электроэнергии.

Проект «Маглев-НТ» может стать инновационным двигателем экономики. Этот проект может сформировать вокруг себя целое ядро новейших технологий и определить траекторию развития новых глобальных транспортных систем. Комплексная патентная защита проекта позволит монополизировать важные сегменты мировых рынков транспортных услуг на время действия патентов и, естественно, получить сверхприбыли.

В рамках предложенного проекта необходимо разработать пакет бизнес-планов с учётом всех технических и организационных вопросов, включающих транспорт, энергетику и новые материалы. В нем будет обоснованы необходимые инвестиции и сроки реализации проекта, оценены риски.

Мы располагаем следующим пакетом патентов по данной теме:

Международная заявка на патент РСТ BY99/00012 «Квантовые электронные устройства и режимы их работы». По этой заявке получены Евразийский патент № 000, американский патент 6,570,224B1, корейский патент N 10-0646267, китайский патент CN 1338120. Продолжается параллельное патентование в Евросоюзе.

Международная заявка на патент EA 200100846 «Квантовый суперконденсатор». По ней получен евразийский патент № 000 и американский патент 7,193,261. Идет параллельное патентование в Евросоюзе. Международная заявка на патент PCT/IB 2007/050157 «Cable transport system on magnetic levitation».

С уважением,

Научный директор проекта

Профессор Александр. М. Ильянок

www. nanovation. ch

Тел. [phone]

Факс [phone]

Email *****@***ru