Фантастическая трилогия “Назад в будущее” запоминается летающим скейтом, на котором лихо гоняет главный герой. Конечно, это всего лишь спецэффекты, но кто не мечтал воплотить идею в жизнь и сделать настоящий hoverboard? Во вторник Lexus Division устроило демонстрацию своего ховерборда, который предлагали опробовать на пляжном скейтодроме близ Барселоны. Интересно, что по фильму Марти Макфлай как раз перемещается в 2015 год, где такие и более продвинутые летающие доски уже стали реальностью.

Надоедливая реклама привычных форматов постепенно уходит в прошлое. Сегодня маркетинговые акции выглядят как зрелищные шоу, а некоторые из них прямо способствуют если не развитию науки и техники, то хотя бы их популяризации. Вспомните сверхзвуковой прыжок Баумгартнера или мотогидроцикл Мэддисона. Такие прорывы запоминаются надолго, а затраты на них получаются вполне в рамках рекламного бюджета крупной компании.

Ховерборд Lexus во время демонстрации в Испании (фото: techtimes.com).
Ховерборд Lexus во время демонстрации в Испании (фото: techtimes.com).

Идею технологического шоу взяла на вооружение и корпорации Toyota, утвердив для рекламы автомобилей марки Lexus грандиозный рекламный проект. Ещё в начале 2014 года инженеры автоконцерна совместно с немецкими исследователями из Общества Макса Планка приступили к разработке ховерборда. Все уже видели летающих в магнитном поле лягушек, наигрались с «Левитроном», насмотрелись на маглевы и выступления иллюзионистов – требовалось создать что-то более впечатляющее.

Итогом работы стала летающая доска для съёмок ролика Slide. Этот короткометражный фильм продолжает серию видео под общим названием Amazing in Motion, но при этом он вполне самодостаточный.

Подробности об устройстве летающего скейта не разглашаются, хотя можно сделать ряд обоснованных предположений. В ролике мы видим, как из отверстий в днище выходит пар, причём довольно специфический. Это испаряется жидкий азот, который перед стартом заливается внутрь ховерборда. Нагрев приводит к смене его агрегатного состояния, увеличению объёма и росту давления, которое и сбрасывается через технологические отверстия.

Подготовка ховерборда Lexus (фото: m2now.co.nz).
Подготовка ховерборда Lexus (фото: m2now.co.nz).

Жидкий азот и магнитную левитацию связывают два явления, наблюдающиеся в сверхпроводниках. Это полное вытеснение магнитного поля из сверхпроводника (эффект Мейснера) и образование вихрей сверхпроводящего тока, индуцирующих магнитное поле (вихри Абрикосова). В общем случае некоторые материалы при охлаждении до очень низких температур становятся сверхпроводниками и приобретают способность экранировать магнитное поле, за счёт чего сами отталкиваются от постоянных магнитов. Если сила отталкивания оказывается больше силы тяжести, сверхпроводник поднимается над поверхностью.

Эта модель объясняет статичную левитацию (возможность зависать в воздухе), но для изучения динамики движущегося ховерборда требуется понять, что происходит с магнитными линиями во время перемещения сверхпроводника.

Захват магнитных линий неоднородностями проводника стабилизирует ховерборд в движении (фото: highsnobiety.com).
Захват магнитных линий неоднородностями проводника стабилизирует ховерборд в движении (фото: highsnobiety.com).

Когда ховерборд Lexus находится при комнатной температуре, в нём не возникает эффекта сверхпроводимости, а силовые линии мощных магнитов пронизывают его насквозь. При охлаждении жидким азотом происходит вытеснение магнитного поля из объёма сверхпроводника, но часть силовых линий всё равно проходит сквозь летающую доску насквозь – вдоль неоднородностей материала.

Таким образом происходит квантовый захват линий магнитного поля, которые стабилизируют ховерборд и сменяются во время его движения. Кстати, именно поэтому заправляют его также на магнитной стартовой площадке.

Заправка жидким азотом (кадр из ролика Slide).
Заправка жидким азотом (кадр из ролика Slide).

Заправка жидким азотом требует соблюдения мер предосторожности, а понижение температуры должно быть плавным, поэтому подготовка ховерборда выполняется относительно долго – до пятнадцати минут. Максимально охлаждённая доска с теплоизолирующим покрытием приподнимается над поверхностью трека и удерживает скейтбордиста на расстоянии около четырёх сантиметров.

Процесс нагрева происходит довольно быстро, а по мере роста температуры ховерборд утрачивает свойства сверхпроводника. Сначала он опускается всё ниже, а через те же пятнадцать минут уже оказывается не в состоянии удерживать на себе человека. За несколько часов демонстрации был опустошён не один баллон с жидким азотом.

Ховерборд может парить только над магнитными дорожками (фото: theverge.com).
Ховерборд может парить только над магнитными дорожками (фото: theverge.com).

Другим разочаровывающим фактором остаётся требовательность ховерборда к поверхности. Испытания проходили на специально созданном для демонстрации скейтодроме, где для катания разметили узкие дорожки с расположенными под ними магнитами. Тоже самое касается мини-бассейна, над которым очень эффектно летит скейт. Он неохотно покидает магнитное поле, но, если заставить его это сделать, ховерборд тут же упадёт.

Даже опытным скейтбордистам потребовалась масса времени, чтобы привыкнуть к особенностям катания на ховерборде Lexus. Команда профессионалов тренировалась пять месяцев, прежде чем удалось снять промо-ролик со зрелищными трюками. Обычному человеку нужны десятки попыток, чтобы просто научиться держать равновесие на этом ховерборде и пролететь на нём хотя бы десять метров.

Главное - спрыгнуть с ховерборда прежде, чем он превратится в тыкву (фото: businessinsider.com).
Главное – спрыгнуть с ховерборда прежде, чем он превратится в тыкву (фото: businessinsider.com).

В многочисленных опытах по квантовой левитации неодимовые магниты подвешивают над сверхпроводящей керамикой, охлаждённой жидким азотом. Инженеры Lexus по сути перевернули схему, заставив двигаться сверхпроводящий ховерборд над дорожкой из мощных магнитов.

Аналогичные разработки демонстрировали четыре года назад исследователи из Университета Париж Дидро, а с прошлого года магнитную подушку для всего на свете пытается создать компания Hendo. Для этого она используется оригинальный вариант диамагнитной левитации – генерация колеблющегося магнитного поля при помощи вращающихся постоянных магнитов.

В ролике выше оригинальная аудиозапись заменена музыкой, поскольку шумит такой ховерборд как десять вибродрелей.

Lexus и Hendo используют разные варианты магнитной левитации, но с практической точки зрения оба ховерборда – всего лишь действующие прототипы, очень далёкие от серийного производства. Основные усилия всех разработчиков сводятся к попытке сделать конструкцию левитирующих платформ проще и удерживать их в воздухе подольше. При этом базовый недостаток вряд ли удастся устранить: любой футуристический скейт может летать только в очень специфических условиях.