Hyperloop의 작동 원리

PayPal 의 억만 장자 설립자 인 Elon Musk 는 Tesla Motors가 제공하는 멋진 새 전기 자동차 와 그의 회사 SpaceX를 통해 개인 우주 비행을 제공했습니다 . 이제 Musk는 로스 앤젤레스에서 샌프란시스코까지의 이동 시간을 단 35 분으로 단축 할 계획입니다. 그는 인간이 시속 760 마일 (1,223km) 또는 마하 0.91 (화씨 68도 / 섭씨 20도 가정)을 이동할 수있는 고속 교통 시스템을 구축 할 것을 제안했습니다.

공상 과학 영화 ( "Logan 's Run", 누구?)에서 나온 것처럼 들리면 그렇습니다 . 그래도 머스크가 길을 가면 미래형 하이퍼 루프는 기관차, 자동차 및 비행기가 그랬던 것처럼 초고속 열차를 대체하고 운송에 혁명을 일으킬 것입니다. 유일한 문제는 Hyperloop가 작동하는지와 실제로 비용이 얼마나 들지 아무도 모른다는 것입니다.

그것이 머스크가 개념을 추진하는 것을 막지는 못합니다. 그는 가격표가 60 억 달러에 불과하다고 말합니다. 많은 사람들이 약간 회의적입니다. 일부 전문가들은 그렇게 미미한 양으로는 적당한 크기의 다리를 만들 수 없다고 말합니다 [출처 : Bilton ]. 더욱이 캘리포니아는 현재 600 억 달러의 비용으로 두 도시 사이에 훨씬 느린 철도 시스템을 구축 할 계획을 세우고 있습니다. Musk가 Hyperloop를 구상하게 된 것은 바로이 제안이었습니다. 머스크가 2013 년 8 월 SpaceX 사이트에 게시 한 57 페이지의 백서 에서 캘리포니아 계획 은 "세계에서 가장 느린"신칸센에 비쌌습니다. 궁금한 점이 있으시면 캘리포니아 고속철도 당국은 기차가 시속 200 마일 (322km) 이상을 이동할 수있을 것으로 예상합니다.

가격과 거의 초음속 운송 시스템을 만드는 어려움에 관계없이 Musk는 Hyperloop가 기차와 비행기 사이의 교차점이라고 말합니다. 여러 측면에서 부분적으로 에어 하키 게임의 기술을 사용하여 샷건 배럴을 통해 총알을 타고 여행하는 것과 같습니다. 그렇다면 Musk는 Hyperloop가 실제로 작동하는 것을 어떻게 상상합니까? 기내에서 알아보기를 바랍니다.

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Elon Musk의 세계에서 Hyperloop는 기계화 운동의 판테온에서 비행기, 기차, 자동차 및 보트 옆에 서있는 운송의 "5 번째 모드"가 될 것입니다. 머스크는 캘리포니아의 지진을 견딜 수 있도록 설계된 철탑 또는 기둥에 장착 된 강철 튜브를 통과하는 포드에서 하이퍼 루프를 통해 여행하는 사람들을 상상합니다. 철근 콘크리트로 만들어진이 주탑은 지형에 따라 약 30 미터 간격으로 높이가 20, 50, 100 피트 (6, 15, 30 미터)에 달합니다 [출처 : SpaceX ].

머스크는이 놀라운 물리학 과제를 정확히 어떻게 수행 할 계획입니까? 글쎄, 그는 몇 가지 가능성을 보았습니다. 그는 대부분 다양한 이유로 부족하다고 말했다. 예를 들어, Hyperloop는 사무실이 한 건물에서 다른 건물로 우편물을 밀 때 사용하는 공압 튜브 와 같이 강력한 팬을 사용하여 포드 를 밀 수 있습니다. 머스크는 그런 거대한 팬을 만들 수는 있지만 그렇게 빠르게 움직이는 350 마일 (563km) 길이의 공기 기둥이 튜브 내부에 엄청난 양의 마찰을 만들어 그가 원하는 속도를 만들 수 있기 때문에 비현실적이라고 말합니다. 불가능을 달성하십시오 [출처 : SpaceX ].

기업가는 또한 자기 부상 열차가 사용 하는 것과 동일한 기술인 전자기 서스펜션을 사용하여 진공관을 통해 포드를 이동하는 것을 배제했습니다 . Musk는 특히 매일 수천 개의 포드가 들어오고 나가는 튜브에 완벽한 진공을 생성하는 것은 어렵다고 설명합니다. 또한 알루미늄 튜브가 깨지거나 누출되어 시스템에서 공기가 빠져 나갈 수 있습니다.

머스크는 초기 Hyperloop 보고서에서 "수백 마일의 튜브 어딘가에 새는 씰 하나 또는 작은 균열 만 있으면 전체 시스템이 작동하지 않습니다."라고 썼습니다.

또 다른 기술적 문제는 공기가 들어있는 튜브를 통해 움직이는 포드에 있습니다. 머스크는 튜브와 꼬투리의 벽이 서로 가깝다면 "캡슐은 주사기처럼 행동 할 것"이라고 말합니다. 즉, 포드는 시스템에서 공기가 지나가도록하는 대신 전체 공기 기둥을 밀어냅니다. 그 결과 포드가 매우 느리게 이동해야하거나 엔지니어가 이동 속도를 높이기 위해 거대한 튜브를 만들어야합니다. 이 경우 라이더는 시속 수천 마일을 이동하여 약간의 구부러진 곳을 돌아 다닐 때 몸이 중력을 가하게됩니다 [출처 : SpaceX ].

문제 목록이 압도적으로 보입니다. 그러나 수완이 풍부한 혁신 가인 Musk는 Tesla와 SpaceX의 엔지니어 팀을 고용하여 솔루션을 찾도록 도와주었습니다. 그들은 Interstate 5를 따라 두 개의 튜브 (하나는 북쪽으로, 다른 하나는 남쪽으로)를 높이고 내부의 기압을 낮추는 것을 제안합니다.

이론은 간단합니다. 제트 항공기는 밀도가 낮고 항력이 감소 된 공기를 통해 높은 고도에서 비행합니다. Musk 팀은 시스템 내부의 기압이 화성 의 얇은 대기압 의 6 분의 1이되어야한다고 결정했습니다 . 이는 과속 포드의 항력을 크게 줄여줍니다. 또한 대부분의 경우 I-5의 중앙값에 Hyperloop를 배치하는 것은 개발자가 경로를 따라 사는 사람들로부터 토지를 구매하지 않도록하므로 비용 절감 결정입니다 [출처 : Belfiore , SpaceX , Lavrinc ].

그들은 또한 튜브를 가능한 한 낮은 기술로 유지하기 위해 포드를 시스템의 핵심으로 만들었습니다. 계획은 스키의 작은 구멍을 통해 펌핑 된 공기의 쿠션 위에서 타거나 공중에 떠오르는 금속 스키로 포드를 설계하는 것입니다. 이 개념은 포드가 튜브를 통해 고속으로 통과하여 공기가 생성되고 포드 전면의 초강력 전기 압축기가 공기를 뒤쪽으로 펌핑한다는 점을 제외하면 에어 하키 게임과 유사합니다. (전기 압축기에 익숙하지 않습니까? 종종 건설 현장에서 다양한 작업, 특히 공기 도구가 사용되는 곳에서 사용되는 것을 볼 수 있습니다.) 자석스키에서 전자기 펄스와 결합하여 포드에 초기 밀기를 제공합니다. 머스크는 기자들에게 그 밀치는 것은 승객이 이륙 할 때 비행기에서 경험하는 것과 비슷할 것이라고 말했다. 머스크는 "그럼 거기에 가면 속도감이 없다"고 말했다 [출처 : Belfiore , SpaceX , Lavrinc ].

자석과 도체에서 주스를 얻는 선형 유도 모터 는 튜브를 따라 여러 지점에 배치되어 사고의 가능성이 거의없이 포드를 빠르고 안정적으로 움직입니다. 말하자면, 비상구는 튜브를 따라 세워질 것입니다. Hyperloop는 Tesla Model S 전기 자동차 용으로 개발 된 모터 및 배터리와 튜브 지붕에 설치된 태양 전지판으로부터 전력을 얻습니다 [출처 : Belfiore , SpaceX , Becker , Lavrinc ].

Musk는 포드가 편안하고 안전 할 것이라고 약속합니다. 포드는 한 번에 하나씩 하이퍼 루프를 통과하여 30 초마다 출퇴근 시간에두고 평균적으로 23 마일 (37km) 간격을 둡니다. 승객은 루프를 따라 각 끝과 분기를 통해 튜브에 들어가고 나올 수 있습니다 ( 제안 된 경로 세부 사항 은 Musk의 백서 를 참조하십시오 ). 각 조수석 포드는 한쪽 끝에 트렁크 룸과 함께 2 열 14 열로 28 명이 앉을 수 있도록 설계되었으며 더 큰 포드는 차량을 보관할 수 있습니다. 승객은 편도 티켓에 대해 $ 20를 지불합니다 [출처 : Belfiore , SpaceX , Lavrinc ].

짐을 싣고 치우면 승객은 좌석에 앉아 안전 벨트를 매고 개인 엔터테인먼트 디스플레이를 뒤집어 35 분 동안 탑승 할 수 있습니다. 일어나서 화장실을 사용하지 마십시오. 하나에 대한 언급이 없기 때문입니다. 아직. 그리고 최대 포드 높이가 1.10m이고 너비가 4.43 피트 (1.35m)이기 때문에 밀실 공포증에 걸린 사람에게는 너무 아늑 할 수 있습니다 [출처 : SpaceX ].

Hyperloop가 작동합니까? 누가 알아? 머스크는 그렇게 생각하는 것 같고 많은 사람들이 가능하다고 말합니다. 고속 하이퍼 루프에 가장 가까운 것은 자기 부상 열차로 , 시속 581km (361 마일)의 속도를 낼 수 있습니다. 기차를 발명하는 데 도움을 준 Jim Powell은 The Verge에 머스크가 시스템을 튜브로 둘러 ​​싸서 무언가를하고 있다고 말했습니다. 그는 개방 된 시스템이 너무 많은 항력을 유발한다고 말했다. Powell은 밀폐 된 Hyperloop 내부에서도 항력이 여전히 문제가 될 수 있으며, 시속 600 마일 (966km)의 속도를 유지하는 것은 어려울 수 있다고 덧붙였습니다 [출처 : Brandom ].

더욱이 Hyperloop는 튜브가 직선으로 만들어 졌을 때 가장 잘 작동 할 것입니다. 로스 앤젤레스와 샌프란시스코 사이의 풍경 때문일 수 없습니다. Powell은 포드가 너무 급격하게 회전하면 라이더가 아플 수 있다고 말했습니다 [출처 : Brandom ].

많은 사람들이 하이퍼 루프에 의해 생성 된 기술적 문제가 아마도 해결 될 수 있다는 데 동의하지만 많은 사람들이 어떤 가격으로 질문합니다. 그들은 이 규모의 고속 프로젝트에 대해 60 억 달러의 가격표가 지나치게 낮다고 말합니다 . 젠장, 샌프란시스코 베이 브릿지의 개조 공사는 총 64 억 달러 였습니다 [출처 : Thanawala ]. 그의 입장에서 Musk는 자신의 돈을 쓰고 싶지 않으며 다른 사람들이 JumpStartFund와 같은 크라우드 펀딩 사이트 를 통해 앞으로 나아갈 수 있기를 바랍니다 . 그렇지 않다면 아마도 최초의 개인 소유 로켓을 우주에 넣은 사람이 세상에 Hyperloop를 줄 것입니다.

저자의 주 : Hyperloop의 작동 원리

혁신은 무섭습니다. 누군가가 혁명적 인 개념을 제안 할 때, 우리의 첫 번째 반응은 그것을 무시하고 할 수 없다고 말하는 것입니다. 라이트 형제 나 달 위를 걸었던 우주 비행사에게 물어보십시오. 진짜 딜레마는 과학과 기술이 움직이는 속도 나 그것이 만드는 제품이 아니라 새로운 발견과 기술의 의미를 사려 깊게 다룰 수 없다는 것입니다. 순수한 탐욕 (19 세기 후반의 철도 남작)이든 공익을위한 동기이든, 역사는 사회의 혁신 가인 몽상가가 항상 공을 앞으로 나아 갔고 나머지는 우리가 따라야한다는 것을 보여주었습니다.

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