Поїзд проти літака: Де більше потужність?
Сучасний прогрес в автопромисловості призвів до того, що вже не рідкість легкові автомобілі потужністю 1000 л. с. і більше, тоді як ще зовсім нещодавно подібна потужність здавалася фантастикою. Але всі ми знаємо, що легкові авто не еталон потужності транспортних засобів.
На землі вже давно існує інший транспорт з неймовірною потужністю. Наприклад, ні в кого не викликає сумніву, що сучасні поїзди і літаки могутніше більшості сучасних автотранспортних засобів. Але чи замислювалися ви, хто з них крутіший? Давайте розберемося.
Перш за все, дозвольте мені відразу відзначити, що двигуни поїздів і двигуни літаків досить відмінні за своєю конструкцією та змістом роботи і мають абсолютно різні сфери застосування. Мало того, навіть потужність цих силових агрегатів вимірюється за допомогою різних одиниць.
Так, літакові турбодвигуни зазвичай вимірюються силою тяги (F), а двигуни локомотивів поїздів – в кінських силах / кВт (Р). Ці два заходи потужності пов’язані один з одним простою формулою:
Щоб обчислити потужність двигуна літака, потрібно знати швидкість свого авіаподорожі. Тобто швидкість літака.
Для того щоб з’ясувати, який вид транспорту потужніше, потрібно для початку зрозуміти, які транспортні засоби порівнювати. Адже у світі використовується величезна кількість різноманітних потягів і літаків, які комплектуються численними модифікаціями силових установок.
Для наочності я вирішив використовувати при порівнянні найпотужніший серійний літак, який комплектується двигуном, занесеним в Книгу рекордів Гіннеса як самий потужний і великий авіадвигун в світі. Також для порівняння локомотива я вибрав самий потужний у світі потяг.
Найпотужнішим поодиноким локомотивом у світі, який коли-небудь будувався за всю історію залізничного транспорту, є EMD DDA40X вагою 230 тонн і довжиною в 30 метрів. Потужність цього ж/д монстра складає 6600 л. с.
Самим могутнім і великим серійним реактивним авиадвигателем є GE90-115B. Цей турбований реактивний двигун важить трохи більше 8 тонн (8282 кг) і має максимальну потужність 568,9 кН тяги. Діаметр турбіни складає 3,25 метра, довжина – 5,5 метра, а ширина – 3,4 метра.
Двигуни GE90-115B застосовуються в літаках Боїнг-777. Правда, із-за особливостей конструкції літаків всі ми знаємо, що двигуни використовуються парами. Тому для справедливого порівняння потужності літака і ж/д локомотива порівняємо тільки один реактивний двигун Боїнга-777 з двигуном поїзда EMD DDA40X.
Давайте, знаючи технічні характеристики Боїнга-777 з двигунами GE90-115B, обчислимо потужність одного реактивного турбодвигуна. Максимальна крейсерська швидкість складає трохи більше 900 км/год. Якщо бути точніше, то 905 км/ч. Округлимо для зручності підрахунку це значення до 900 км/ч.
Виходить, що швидкість Боїнга-777 з двигуном GE90-115B становить 250 метрів в секунду. Тепер обчислимо потужність двигунів:
P = 568,9 * 1000 * 250 = 142 225 000 Вт, або 190 726,867 л. с.
Розділимо отриману потужність на 2 двигуна, отримаємо 95 363 к. с.
Як бачите, самий потужний літаковий двигун виробляє в 15 разів більше кінських сил, ніж самий потужний серійний ж/д поїзд на планеті.
Відповідно, при такому простому порівнянні відповідь на питання «Що могутніше – літак або поїзд?» буде однозначним: літак.
Однак не все так просто. Справа в тому, що це неправильне або, точніше сказати, несправедливе порівняння. І ось чому.
По-перше, умови роботи обох двигунів – це два абсолютно різних світи. І незважаючи на те, що залізничний локомотив фактично важить стільки ж, скільки деякі Боїнги-777 з пасажирами і вантажем, все одно порівнювати два двигуна один з одним не зовсім справедливо. Насправді порівнювати авіа і ж/д техніку краще не по потужності, а за їх можливостям.
Ось тут, звичайно, світові рекордсмени зовсім інші. Наприклад, радянський, нині експлуатований Україною транспортний реактивний літак Ан-225 «Мрія» є найбільшим і найбільш вантажопідйомним літаком у світі. Літак Ан-225, оснащений 6 двигунами, тримає світовий рекорд підйому корисної навантаження, становить 190 тонн.
Що стосується залізничної техніки, то пальма першості також належить нашій країні, де ще в 1989 році був зафіксований світовий рекорд з перевезення кількома тепловозами вантажного складу довжиною 6,5 кілометра. Тоді вантажний потяг, що складається з 439 вагонів, з допомогою кількох ж/д тепловозів перевіз 434 000 тонни вугілля з Экибастуза на Урал.
У підсумку, порівнюючи ці два світових рекорди з перевезення вантажу літаком і поїздом, видно, що найважчий вантаж, що перевозиться коли-небудь по залізниці, був у 230 разів важче самого вантажу, який міг перевозити самий вантажопідйомний реактивний літак.
Так хто могутніше або сильніше? Як бачите, все залежить від того, для чого ви порівнюєте два абсолютно різні транспортні засоби.
Залізничний локомотив призначений для виробництва величезного крутного моменту, для того, щоб зрушити з місця важкі вагони з вантажем. Наприклад, стартова сила тепловоза (локомотива) становить 507 кН, що, як бачите, можна порівняти з тягою реактивного літака в 514 кН, яку авіадвигун виробляє при русі літака на рівні моря.
Але на відміну від літака локомотив використовує більшу частину потужності для того, щоб почати рух залізничного складу. Далі поїзда не потрібно стільки енергії, щоб рухати важкі вагони. Також вантажний залізничний склад ніколи не зможе досягти високих швидкостей.
Літаковий двигун на відміну від двигуна локомотива вимагає постійної великої потужності не лише для піднесення авіалайнера, але і для того, щоб досягати високої швидкості під час польоту.
Саме тому рідко коли можна побачити вантажні поїзди, які рухаються зі швидкістю понад 130 км/год. У більшості випадків вантажний залізничний склад рухається по ж/д шляхами з меншою швидкістю.
Пасажирські поїзди у порівнянні з вантажними набагато легше і можуть рухатися зі швидкістю близько 350 км/ч. Правда, це можуть дозволити собі тільки високошвидкісні спеціальні поїзди, для яких побудована спеціальна ж/д лінія.
Нагадаємо, що поточний рекорд швидкості поїзда на початок 2018 року становить 574,8 км/год (округлимо до 575 км/год) і належить він французькому потягу TGV POS 4402.
Рекорд швидкості літака в даний момент становить 3530 км/год. Цей рекорд належить американському стратегічному надзвуковому літаку Lockheed SR-71 Blackbird. Таким чином, найшвидший літак у світі в 6 разів швидше, ніж найшвидший поїзд.
Підбиваючи підсумок, хотів би відзначити, що детально і точно з’ясувати, який вид транспорту потужніше, неможливо. Все залежить від критеріїв порівняння та з чим порівнюються транспортні засоби.
Як бачите, і літак, і поїзд мають свої переваги один перед одним. Тобто ці два види транспорту не можна порівнювати в принципі, оскільки їхні двигуни створені абсолютно для різних завдань.
Так, авіаційні двигуни призначені переважно для швидкості, тоді як двигуни залізничних локомотивів створені для перевезення довгих важких складів на великі відстані.
Але якщо порівнювати по-простому (тобто тільки чисту вироблену енергію), то, звичайно, літаки могутніше поїздів.
