Технология Hyperloop

С появлением первой железной дороги прошло много времени. Появилось метро и поезда стали передвигаться значительно быстрее. Хотя самые грандиозные проекты пока остаются не реализованы. На сегодня из всех видов транспорта самым быстрым остается самолет, перемещаясь со скоростью в среднем 500-600 км/ч. Идея hyperloop – это поезд который теоретически будет перемещаться вдвое быстрее пассажирского самолета, а цена поездки будет в разы дешевле.

Технология Hyperloop

Проект Гиперлуп

Идея создания поезда гиперлуп, предложенная в 2013 г. принадлежит американскому инженеру Илону Маску. Концепция проекта заключалась в удешевлении транспортной системы и высокоскоростном сообщении. За основу конструкции был взят вакуумный поезд, предложенный еще в 1909 г. Робертом Годдардом. Изначально предполагалось движение капсулы в вакуумной трубе на основе магнитной левитации. Главным расчетом было отсутствие трения об воздух и какие-либо направляющие за счет чего предполагалась высокая скорость движения. Так, например, Годдард предполагал разгон капсулы до 1600 км/ч, что почти в 5 раз быстрее скорости звука. Более реалистичные прогнозы были у Маска, заявившего об 480-1220 км/ч. В частности, скорость будет зависеть от рельефа местности.

В отличие от идеи Годдарда, в своем проекте Маск отказался от полного вакуума в трубе, мотивируя это затратностью процесса полной декомпрессии. Инженер предложил использовать менее мощные компрессоры для форвакуума – откачки воздуха до 0,001 атм. Кроме того, он отказался от использования дорогой магнитной подушки.

Илон Маск

Согласно его расчётам, в условиях форвакуума на предусмотренной скорости, капсула столкнется с набегающим потоком воздуха, который с помощью специальных направляющих, а также вентилятора можно перенаправить под днище и, тем самым, использовать как воздушную подушку. Старт капсулы предполагалось осуществлять по направляющему 15-метровому рельсу, расположенному на полу трубы.

После разгона возникшее давление воздуха под днищем капсулы должно удерживать ее в центре трубы. В движение она должна приводиться не катапультой электромагнитного действия, что предполагалось в условиях полного вакуума, а линейным электродвигателем, который также будет выполнять функцию торможения. На каждой станции капсула будет садиться на направляющий рельс, а потом снова разгоняться и продолжать движение до следующей станции.

Илон Маск также предусмотрел источник питания, в качестве которого на трубе по всей ее протяженности должны функционировать солнечные панели. По его подсчетам, для движения капсул будет достаточно половины вырабатываемой электроэнергии. Продажа излишков электроэнергии и вырученные на этом средства станут источником дополнительного финансирования. В этом случае предположительная стоимость проезда составит не более 20 долларов.

Проект Илона Маска

В проекте были также просчитаны аварийные меры. Если капсула каким-то образом разгерметизируется, то в ее носовой части будут располагаться баллоны с жатым воздухом. В то же время в карме конструкции расположатся аккумуляторные батареи с зарядом, которого хватит на питание двигателей, чтобы доехать до близлежащей станции.

Моделирование

Сам Илон Маск сделал заявление, что не будет реализовывать проект гиперлуп, поэтому идею сразу перехватили другие энтузиасты. Первые результаты компьютерного моделирования уже в 2013 г. представила компания Ansis. Полученные данные подтвердили возможность реализации проекта. Однако в процессе моделирования изначальный проект показал явные недоработки. Главными проблемами стали нагрев капсулы, в результате трения о воздух, и стабилизация положения внутри трубы.

На сайте The MathWorks результаты своего моделирования опубликовал инженер Гай Руло. По полученным данным предполагаемая скорость капсулы 1220 км/ч оказалось нереальной.

Еще через 2 года собственные результаты представили специалисты NASA. Исходя из их выводов, предложенный изначально диаметр трубы 2,23 м нужно увеличить вдвое, а вот нагрев капсулы оказался незначительным.

В результате проект получил поддержку краудсорсинговой платформы JumpStartFund, а для реализации проекта было принято решение о создании компании HyperloopTT.

Компания HyperloopTT

Доработки проекта

Реализацией проекта занимались сразу несколько групп:

  • HyperloopTT;
  • Virgin Hyperloop;
  • WARR Hyperloop.

В процессе доработок все команды отказались от воздушной подушки и вернулись к идее магнитной левитации. При этом Virgin Hyperloop предложила пассивный вариант, разработанный Ливерморской национальной лабораторией. Команда предложила в дно капсулы встроить постоянные магниты, которые не требовали бы электропитания и удерживали поезда hyperloop над поверхностью. Еще одним весомым преимуществом пассивной левитации стало отсутствие помех для чувствительных устройств (кардиостимуляторов, магнитных дисков и др.)

Испытания

В июне 2015 г. компания SpaceX открыла конкурс на создание пассажирской капсулы и участие в соревнованиях «Hyperloop pod competition». Все события происходили на пробной трассе в Хоторне (Калифорния). Строительства трассы длиной 1,5 км с трубой диаметром 1,8 м начали осенью 2016 г. Первый этап соревнований провели в конце лета 2017 г. Победу получила студенческая команда из Мюнхенского технического университета WARR Hyperloop. Их капсула достигла скорости 327 км/ч. Однако всего через 4 дня свой проект hyperloop представил Маск. Его капсула, созданная с командой SpaceX, разогналась до 355 км/ч. Спустя чуть меньше года немецкие студенты взяли реванш и на заключительном этапе соревнований, состоявшемся уже летом 2018 г. установили рекорд – 457 км/ч.

Соревнования «Hyperloop pod competition»

Современные перспективы

Несмотря на победу WARR Hyperloop, 1-е официальное разрешение на возведение полноценной трассы гиперлуп получил все же Маск. Трасса протяженностью более 16 км должна связать окраину Балтимора с территорией Ганновер (штат Мэриленд).

Похожий проект в 2013 г. представлялся компанией Astronomic (Финляндия), где предлагалось строительство тоннеля под водой между Хельсинки и Таллином.

Технология Hyperloop в России пока не получила развития. Однако в 2015 г. организована рабочая группа по вопросу скоростных транспортных сетей в вакуумной среде.

Спустя 5 месяцев ученый совет ОАО «РЖД» рекомендовал рассмотреть возможности использования производственных площадей для размещения научно-технического центра для организации испытаний.

На современном этапе технологии вакуумного транспорта имеют широкий спектр интерпретаций, но все рассматриваемые варианты, в том числе и Гиперлуп пока находятся на стадии разработки. Несомненно, рано или поздно идея будет воплощена в реальность ведь самое ценное сегодня – это время.


Поделиться в соцсетях:

Похожие статьи:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.