Cách hoạt động của Hyperloop

Elon Musk, tỷ phú sáng lập PayPal , đã mang đến cho chúng ta những chiếc xe điện mới, sành điệu của Tesla Motors và chuyến bay không gian riêng thông qua công ty SpaceX của ông . Giờ đây, Musk hình dung việc cắt giảm thời gian di chuyển từ Los Angeles đến San Francisco chỉ còn 35 phút. He has proposed building a high-speed transportation system that would allow humans to travel 760 miles (1,223 kilometers) per hour, or Mach 0.91 (assuming 68 degrees F/20 degrees C).

Nếu nó giống như một cái gì đó trong một bộ phim khoa học viễn tưởng ("Logan's Run", bất cứ ai?), Thì đó là. Tuy nhiên, nếu Musk làm theo cách của mình, tàu siêu tốc Hyperloop trong tương lai sẽ thay thế tàu cao tốc và cách mạng hóa giao thông vận tải giống như đầu máy, ô tô và máy bay đã làm. Vấn đề duy nhất là không ai thực sự biết liệu Hyperloop có hoạt động hay không và chi phí thực sự của nó là bao nhiêu.

Điều đó không ngăn cản Musk thúc đẩy khái niệm này. Ông nói rằng thẻ giá chỉ là 6 tỷ đô la. Nhiều người hơi nghi ngờ. Một số chuyên gia nói rằng họ không thể xây dựng một cây cầu có kích thước phù hợp với số tiền nhỏ như vậy [nguồn: Bilton ]. Hơn nữa, California hiện đang thực hiện kế hoạch xây dựng một hệ thống đường sắt chậm hơn nhiều giữa hai thành phố với chi phí 60 tỷ USD. Chính đề xuất này đã thúc đẩy Musk hình dung về Hyperloop. Kế hoạch California, Musk đã viết trong một sách trắng dài 57 trang mà ông xuất bản trên trang SpaceX vào tháng 8 năm 2013, rất tốn kém cho một tàu cao tốc "một trong những tàu chậm nhất trên thế giới." In case you're wondering, the California High-Speed ​​Rail Authority estimates the train will be capable of traveling more than 200 miles (322 kilometers) per hour.

Bất kể giá cả và độ khó của việc tạo ra một hệ thống giao thông gần như siêu thanh, Musk cho biết Hyperloop là sự giao thoa giữa tàu hỏa và máy bay. Theo nhiều khía cạnh, nó giống như du hành trong một viên đạn xuyên qua nòng súng ngắn một phần sử dụng công nghệ từ một trò chơi khúc côn cầu trên không. Vậy, Musk hình dung Hyperloop thực sự hoạt động như thế nào? Hy vọng trên tàu để tìm ra.

1. Tàu, Máy bay, Ô tô, Thuyền và ...
2. Một giải pháp, Phong cách Elon Musk
3. Tâm trí bước đi của bạn, nhóm mọi người

Trong thế giới của Elon Musk, Hyperloop sẽ trở thành "phương thức vận tải thứ năm", đứng bên cạnh máy bay, tàu hỏa, ô tô và tàu thuyền trong xu hướng chuyển động cơ giới hóa. Musk hình dung mọi người đi qua tàu siêu tốc Hyperloop trong những chiếc vỏ bay qua các ống thép gắn trên giá treo hoặc cột trụ, được thiết kế để chống lại các trận động đất ở California. Những giá treo đó, làm bằng bê tông cốt thép, sẽ được đặt cách nhau cứ sau 100 feet (30 mét) hoặc lâu hơn và cao 20, 50 và 100 feet (6, 15 và 30 mét), tùy thuộc vào địa hình [nguồn: SpaceX ].

Chính xác thì Musk có kế hoạch như thế nào để hoàn thành nhiệm vụ vật lý tuyệt vời này? Chà, anh ấy đã xem xét một số khả năng. Hầu hết, ông nói, thiếu hụt vì nhiều lý do. Ví dụ, Hyperloop có thể sử dụng các quạt mạnh để đẩy các pod, giống như các ống khí nén mà các văn phòng sử dụng để chuyển thư từ tòa nhà này sang tòa nhà khác. Musk cho biết mặc dù có thể chế tạo những chiếc quạt khổng lồ như vậy, nhưng điều đó là không thực tế vì một cột không khí dài 350 dặm (563 km) chuyển động rất nhanh sẽ tạo ra một lượng ma sát khổng lồ bên trong ống, tạo ra loại tốc độ mà ông hy vọng. không thể đạt được [nguồn: SpaceX ].

Doanh nhân này cũng đã loại trừ việc di chuyển các vỏ máy thông qua các ống chân không bằng cách sử dụng hệ thống treo điện từ, công nghệ tương tự mà các chuyến tàu maglev sử dụng. Musk giải thích rằng rất khó để tạo ra một chân không hoàn hảo trong các ống, đặc biệt là với hàng nghìn quả ra vào mỗi ngày. Hơn nữa, các ống nhôm có thể bị nứt hoặc rò rỉ, làm thoát không khí ra ngoài hệ thống.

"All it takes is one leaky seal or a small crack somewhere in the hundreds of miles of tube and the whole system stops working," Musk wrote in his initial Hyperloop report.

Một vấn đề kỹ thuật khác tập trung vào việc vỏ quả di chuyển qua một ống chứa không khí. Musk nói nếu các thành của ống và vỏ gần nhau, "viên nang sẽ hoạt động giống như một ống tiêm." Nói cách khác, pod sẽ đẩy toàn bộ cột không khí trong hệ thống thay vì để nó chảy qua. Kết quả là các vỏ này sẽ phải di chuyển rất chậm, hoặc các kỹ sư sẽ phải chế tạo một ống lớn để di chuyển nhanh hơn. In that case, riders would be traveling several thousand miles per hour, subjecting their bodies to crushing G-forces when going around the slightest bend [source: SpaceX ].

Danh sách các vấn đề dường như quá tải. Nhưng Musk, người từng là một nhà sáng tạo tháo vát, đã tuyển dụng một nhóm kỹ sư từ Tesla và SpaceX để giúp anh ta tìm ra giải pháp. Họ đề xuất nâng cao hai ống (một ống đi về phía Bắc, ống còn lại về phía Nam) cùng với Xa lộ Liên tiểu bang 5 và giảm áp suất không khí bên trong.

Lý thuyết rất đơn giản: Máy bay phản lực bay ở độ cao lớn trong không khí ít đặc hơn và lực cản giảm. Nhóm của Musk quyết định áp suất không khí bên trong hệ thống phải bằng 1/6 áp suất của bầu khí quyển mỏng trên sao Hỏa , điều này làm giảm đáng kể lực cản đối với các vỏ đang tăng tốc. Ngoài ra, việc bố trí Hyperloop ở giữa I-5 phần lớn là một quyết định cắt giảm chi phí vì nó cho phép nhà phát triển tránh mua đất từ ​​những người sống dọc tuyến đường [nguồn: Belfiore , SpaceX , Lavrinc ].

Họ cũng biến vỏ máy trở thành trái tim của hệ thống, nhằm mục đích giữ cho ống có công nghệ thấp nhất có thể. Kế hoạch là thiết kế một khoang với ván trượt kim loại có thể cưỡi, hoặc bay lên, trên một tấm đệm khí được bơm qua các lỗ nhỏ trên ván trượt. Khái niệm này tương tự như một trò chơi khúc côn cầu trên không, ngoại trừ không khí được tạo ra bởi tốc độ cao của quả bóng qua ống và một máy nén điện siêu mạnh ở mặt trước của quả bóng để bơm không khí ra phía sau. (Không quen thuộc với máy nén điện? Thông thường, bạn có thể tìm thấy chúng sử dụng trên các trang web xây dựng trên một loạt các nhiệm vụ, đặc biệt là nơi các công cụ không khí được sử dụng.) Nam châmtrên ván trượt, kết hợp với một xung điện từ, tạo cho cái vỏ một cú xô đẩy ban đầu. Musk nói với các phóng viên rằng cú xô đẩy đó sẽ tương tự như trải nghiệm của một hành khách trên máy bay lúc cất cánh. "Sau đó, một khi bạn ở đó," Musk nói, "không có cảm giác về tốc độ" [nguồn: Belfiore , SpaceX , Lavrinc ].

Các động cơ cảm ứng tuyến tính , lấy nước từ nam châm và dây dẫn, sẽ được đặt ở các điểm khác nhau dọc theo ống và giữ cho vỏ máy chuyển động nhanh và ổn định mà ít có khả năng xảy ra tai nạn. Nói về điều này, các lối thoát hiểm sẽ được xây dựng dọc theo đường ống. Hyperloop sẽ lấy năng lượng từ động cơ và pin được phát triển cho xe điện Tesla Model S, cùng với các tấm pin mặt trời đặt trên nóc các ống [nguồn: Belfiore , SpaceX , Becker , Lavrinc ].

Musk hứa rằng những chiếc vỏ này sẽ thoải mái và an toàn. Pods would travel through the Hyperloop one at a time, leaving every 30 seconds or so at rush hour and spaced 23 miles (37 kilometers) apart on average. Hành khách có thể vào và ra khỏi ống ở mỗi đầu và qua các nhánh dọc theo đường vòng (xem sách trắng của Musk để biết thông tin chi tiết về tuyến đường được đề xuất). Mỗi khoang hành khách được thiết kế để chứa 28 người ngồi trong 14 hàng hai, cùng với một khoang hành lý ở một đầu và khoang lớn hơn có thể chứa một chiếc xe hơi. Hành khách sẽ trả $ 20 cho vé một chiều [nguồn: Belfiore , SpaceX , Lavrinc ].

Sau khi khởi hành và lấy hành lý, hành khách có thể ổn định chỗ ngồi, thắt dây an toàn và bật màn hình giải trí cá nhân trong suốt 35 phút đi xe. Chỉ cần không đứng dậy để sử dụng phòng tắm. Bởi vì không có đề cập đến một. Chưa. Và với chiều cao tối đa của nhóm là 6,11 feet (1,10 mét) và chiều rộng là 4,43 feet (1,35 mét), nó có thể hơi quá ấm cúng đối với [nguồn: SpaceX ].

Hyperloop sẽ hoạt động? Ai biết? Musk có vẻ nghĩ vậy, và nhiều người nói rằng điều đó hoàn toàn có thể. The closest thing to the high-speed Hyperloop is the maglev bullet train , which can top out at 361 miles (581 kilometers) per hour. Jim Powell, người đã giúp phát minh ra đoàn tàu, nói với The Verge rằng Musk đang làm gì đó bằng cách bọc hệ thống trong một cái ống. Ông nói rằng một hệ thống ngoài trời tạo ra quá nhiều lực cản. Powell added that drag could still be a problem even inside the hermetically sealed Hyperloop, and maintaining a speed of say 600 miles (966 kilometers) per hour might be difficult [source: Brandom ].

Hơn nữa, Hyperloop sẽ hoạt động tốt nhất nếu các ống được xây dựng theo đường thẳng, điều này không thể xảy ra do cảnh quan giữa Los Angeles và San Francisco. Powell cho biết các tay đua có thể bị ốm nếu vỏ trái chuyển hướng quá mạnh [nguồn: Brandom ].

Trong khi nhiều người đồng ý rằng các vấn đề kỹ thuật do Hyperloop tạo ra có thể được giải quyết, nhiều người vẫn đặt câu hỏi về mức giá nào. Họ nói rằng mức giá 6 tỷ đô la là quá thấp đối với một dự án tốc độ cao tầm cỡ này . Heck, việc cải tạo Cầu Vịnh San Francisco trị giá 6,4 tỷ đô la [nguồn: Thanawala ]. Về phần mình, Musk không muốn tiêu tiền của mình và hy vọng những người khác sẽ tiếp bước, thậm chí có thể là bạn, những độc giả thân yêu, thông qua các trang web huy động vốn cộng đồng như JumpStartFund. Nếu không, thì có lẽ người đưa tên lửa đầu tiên thuộc sở hữu tư nhân vào không gian cũng sẽ mang đến cho thế giới Hyperloop.

Ghi chú của tác giả: Cách hoạt động của Hyperloop

Đổi mới thật đáng sợ. Khi ai đó đề xuất một khái niệm cách mạng, phản ứng đầu tiên của chúng ta là bác bỏ nó, nói rằng nó không thể thực hiện được. Hãy hỏi anh em nhà Wright hoặc các phi hành gia đã đi bộ trên mặt trăng. Tình trạng tiến thoái lưỡng nan thực sự có thể không nằm ở tốc độ di chuyển của khoa học và công nghệ hay ở các sản phẩm mà nó tạo ra, mà là do chúng ta không có khả năng đối phó với những tác động của những khám phá và công nghệ mới một cách chu đáo. Cho dù được thúc đẩy bởi lòng tham vô độ (đọc: những ông trùm đường sắt cuối thế kỷ 19), hay vì lợi ích công cộng, lịch sử đã chỉ ra rằng những nhà đổi mới của xã hội, những người mơ ước của nó, luôn di chuyển quả bóng về phía trước, để phần còn lại của chúng ta theo sau.

Những bài viết liên quan