Как работает Hyperloop

Илон Маск, миллиардер, основатель PayPal , подарил нам шикарные новые электромобили благодаря Tesla Motors и частные космические полеты через свою компанию SpaceX . Теперь Маск планирует сократить время в пути между Лос-Анджелесом и Сан-Франциско до 35 минут. Он предложил построить высокоскоростную транспортную систему, которая позволила бы людям путешествовать 760 миль (1223 км) в час, или 0,91 Маха (при 68 градусах F / 20 градусах Цельсия).

Если это звучит как что-то из научно-фантастического фильма («Бег Логана», кто-нибудь?), То это так. Тем не менее, если Маск добьется своего, футуристический Hyperloop заменит сверхскоростные поезда и произведет революцию в транспорте, как это сделали локомотив, автомобиль и самолет. Единственная проблема в том, что на самом деле никто не знает, будет ли Hyperloop работать и сколько на самом деле будет стоить.

Это не мешает Маску продвигать эту концепцию. По его словам, цена составляет всего 6 миллиардов долларов. Многие люди настроены немного скептически. Некоторые эксперты говорят, что они не могут построить мост приличных размеров за такую ​​ничтожную сумму [источник: Bilton ]. Более того, Калифорния в настоящее время работает над планом строительства гораздо более медленной железнодорожной системы между двумя городами стоимостью 60 миллиардов долларов. Именно это предложение подтолкнуло Маска к мысли о Hyperloop. Калифорнийский план, написал Маск в 57-страничном техническом документе, который он опубликовал на сайте SpaceX в августе 2013 года, был дорогостоящим для сверхскоростного поезда, который является «одним из самых медленных в мире». Если вам интересно, по оценке Управления высокоскоростных железных дорог Калифорнии, поезд сможет путешествовать со скоростью более 200 миль (322 км) в час.

Независимо от цены и сложности создания почти сверхзвуковой транспортной системы, Маск говорит, что Hyperloop - это нечто среднее между поездом и самолетом. Во многих отношениях это похоже на путешествие в пуле через ствол дробовика, частично с использованием технологий из игры в воздушный хоккей. Итак, как Маск видит, что Hyperloop действительно работает? Надеюсь на борту, чтобы узнать.

1. Поезда, самолеты, автомобили, лодки и ... капсулы
2. Решение в стиле Илона Маска
3. Следите за своим шагом, люди из стручка

В мире Илона Маска Hyperloop станет «пятым видом транспорта», стоящим рядом с самолетами, поездами, автомобилями и лодками в пантеоне механизированного передвижения. Маск представляет себе людей, путешествующих по Hyperloop в капсулах, которые проносятся по стальным трубам, установленным на пилонах или столбах, предназначенных для того, чтобы выдерживать землетрясения в Калифорнии. Эти пилоны, сделанные из железобетона, будут расположены через каждые 100 футов (30 метров) или около того и будут иметь высоту 20, 50 и 100 футов (6, 15 и 30 метров) в зависимости от местности [источник: SpaceX ].

Как именно Маск планирует выполнить эту удивительную физическую задачу? Что ж, он рассмотрел несколько возможностей. По его словам, большинство из них не оправдывает ожиданий по ряду причин. Например, Hyperloop может использовать мощные вентиляторы, чтобы толкать контейнеры, подобно пневматическим трубам, которые офисы используют для перемещения почты из одного здания в другое. Маск говорит, что, хотя можно построить такие гигантские вентиляторы, это непрактично, потому что столб воздуха длиной 350 миль (563 км), движущийся так быстро, вызовет огромное трение внутри трубы, что приведет к той скорости, на которую он надеется. достичь невозможно [источник: SpaceX ].

Предприниматель также исключил перемещение контейнеров через вакуумные трубки с использованием электромагнитной подвески - той же технологии, что и в поездах на магнитной подвеске . Маск объясняет, что сложно создать идеальный вакуум в трубках, особенно когда тысячи капсул входят и выходят каждый день. Более того, алюминиевые трубки могут треснуть или протечь, выпуская воздух из системы.

«Достаточно одного протекающего уплотнения или небольшой трещины где-нибудь в сотнях миль трубы, и вся система перестает работать», - написал Маск в своем первоначальном отчете Hyperloop.

Другая техническая проблема связана с движением капсулы по трубке, содержащей воздух. Маск говорит, что если стенки тюбика и капсулы расположены близко друг к другу, «капсула будет вести себя как шприц». Другими словами, капсула будет выталкивать весь столб воздуха в систему, вместо того, чтобы пропускать его. В результате капсулы должны были бы перемещаться очень медленно, или инженерам пришлось бы построить массивную трубу, чтобы сделать путешествие более быстрым. В этом случае гонщики будут путешествовать несколько тысяч миль в час, подвергая свои тела разрушительным силам G при малейшем повороте [источник: SpaceX ].

Список проблем кажется огромным. Но Маск, всегда находчивый новатор, нанял команду инженеров из Tesla и SpaceX, чтобы помочь ему найти решение. Они предлагают поднять две трубы (одну на север, другую на юг) вдоль межштатной автомагистрали 5 и снизить давление воздуха внутри.

Теория проста: реактивные самолеты летают на больших высотах через менее плотный воздух и меньшее сопротивление. Команда Маска решила, что давление воздуха внутри системы должно быть в шесть раз меньше давления тонкой атмосферы на Марсе , что значительно снижает сопротивление движущихся капсул. Кроме того, размещение Hyperloop в середине I-5 по большей части является сокращением затрат, поскольку позволяет застройщику избегать покупки земли у тех, кто живет вдоль маршрута [источники: Belfiore , SpaceX , Lavrinc ].

Они также сделали капсулу сердцем системы, стремясь сделать трубку как можно менее технологичной. План состоит в том, чтобы спроектировать гондол с металлическими лыжами, которые ездят или левитируют на воздушной подушке, прокачиваемой через небольшие отверстия в лыжах. Концепция похожа на игру в аэрохоккей, за исключением того, что воздух генерируется за счет высокоскоростного прохождения капсулы через трубку и сверхмощного электрического компрессора в передней части капсулы, который нагнетает воздух назад. (Не знакомы с электрическими компрессорами? Часто их можно встретить на стройплощадках для выполнения различных задач, особенно там, где используются пневматические инструменты.) Магнитына лыжах в сочетании с электромагнитным импульсом дайте стручку начальный толчок. Этот толчок, сказал Маск репортерам, будет похож на то, что испытывает пассажир на борту самолета при взлете. «Тогда, как только вы окажетесь там, - говорит Маск, - скорость не будет ощущаться » [источники: Belfiore , SpaceX , Lavrinc ].

Линейные асинхронные двигатели , которые получают энергию от магнитов и проводников, будут размещены в различных точках вдоль трубы и будут обеспечивать быстрое и устойчивое движение капсулы с небольшой вероятностью аварии. Кстати, по трубе будут построены аварийные выходы. Hyperloop будет получать энергию от двигателей и батарей, разработанных для электромобиля Tesla Model S, а также от солнечных панелей, размещенных на крыше трубок [источники: Belfiore , SpaceX , Becker , Lavrinc ].

Маск обещает, что капсулы будут удобными и безопасными. Поды будут перемещаться через Hyperloop по одному, покидая их примерно каждые 30 секунд в час пик и в среднем на расстоянии 23 миль (37 километров) друг от друга. Пассажиры могут входить и выходить из трубы на каждом конце и через ответвления вдоль петли (см. Техническую документацию Маска, чтобы узнать о предлагаемых маршрутах). Каждая пассажирская кабина рассчитана на размещение 28 человек в 14 рядах по два человека, а также багажное отделение с одной стороны, а более крупные кабины могут вместить автомобиль. Пассажиры будут платить 20 долларов за билет в один конец [источники: Belfiore , SpaceX , Lavrinc ].

После этого пассажиры могли устроиться на своих местах, пристегнуть ремни безопасности и включить свои персональные развлекательные дисплеи для 35-минутной поездки. Только не вставай в ванную. Потому что ни об одном не упоминается. Еще. А с максимальной высотой контейнера 6,11 фута (1,10 метра) и шириной 4,43 фута (1,35 метра) это может быть слишком уютно для склонных к клаустрофобии [источники: SpaceX ].

Будет ли работать Hyperloop? Кто знает? Похоже, Маск так думает, и многие говорят, что это возможно. Самым близким к высокоскоростному Hyperloop является сверхскоростной поезд на магнитной подвеске , максимальная скорость которого составляет 361 милю (581 километр) в час. Джим Пауэлл, который помог изобрести поезд, сказал The Verge, что Маск что-то понял, заключив систему в трубу. Он сказал, что открытая система создает слишком большое сопротивление. Пауэлл добавил, что перетаскивание все еще может быть проблемой даже внутри герметичного Hyperloop, и поддерживать скорость, скажем, 600 миль (966 километров) в час может быть сложно [источник: Brandom ].

Более того, Hyperloop работал бы лучше всего, если бы трубы были построены по прямой линии, чего не может быть из-за ландшафта между Лос-Анджелесом и Сан-Франциско. Пауэлл сказал, что гонщики могут заболеть, если стручки повернутся слишком резко [источник: Брэндом ].

Хотя многие люди согласны с тем, что технические проблемы, создаваемые Hyperloop, вероятно, могут быть решены, многие задаются вопросом, какой ценой. Они говорят, что цена в 6 миллиардов долларов - это слишком низкая цена для высокоскоростного проекта такого масштаба . Черт возьми, ремонт моста через залив Сан-Франциско обошелся в 6,4 миллиарда долларов [источник: Thanawala ]. Со своей стороны, Маск не хочет тратить собственные деньги и надеется, что другие сделают шаг вперед, возможно, даже вы, дорогие читатели, через краудфандинговые сайты, такие как JumpStartFund. Если нет, то, возможно, человек, запустивший в космос первую частную ракету, также подарит миру Hyperloop.

Примечание автора: как работает Hyperloop

Инновации - это страшно. Когда кто-то предлагает революционную концепцию, наша первая реакция - отвергнуть ее, сказать, что это невозможно. Спросите братьев Райт или космонавтов, побывавших на Луне. Настоящая дилемма может заключаться не в скорости, с которой развиваются наука и технологии, или в продуктах, которые они создают, а в нашей неспособности вдумчиво справиться с последствиями новых открытий и технологий. Независимо от того, движимы ли они неподдельной жадностью (читай: железнодорожные бароны конца 19 века) или ради общественного блага, история показала, что новаторы общества, его мечтатели всегда двигали мяч вперед, предоставляя остальным следовать за ними.

Статьи по Теме