Какво е Hyperloop?

Hyperloop е концептуален начин на транспорт, предложен от Илон Мъск, при който относително малките шушулки ще пътуват през херметични тръби, които са били частично евакуирани от въздуха. Пътувайки в среда с намалено налягане, можете да постигнете и поддържате скорости, близки до скоростта на звука, много по-лесно, отколкото на открито, което позволява енергийно ефективен и бърз транспорт на дълги разстояния.

Проблеми със съвременния високоскоростен транспорт

Съвременните високоскоростни транспортни платформи, като самолети и високоскоростни железници, са предимно скорости, ограничени от съпротивлението на въздуха и съпротивлението. Колкото по-бързо пътувате, толкова повече въздух попада в даден период от време. Попадането на този допълнителен въздух действа като съпротивителна сила, която се опитва да ви забави. За борба с допълнителното съпротивление трябва да се използва все повече и повече мощност за по-нататъшно увеличаване на скоростта, което води до повишено изгаряне на гориво и свързаното с това увеличение на емисиите.

Основният начин за минимизиране на въздушното съпротивление е да се проектират силно аеродинамични форми, които позволяват на въздуха да тече плавно върху обект. плавният поток от високоскоростен въздух позволява минимизиране на въздушното съпротивление и ефектите на съпротивление. Самолетите допълнително минимизират въздушното съпротивление, пред което са изправени, като летят на височини с намалено въздушно налягане, с по-малко въздух за изтласкване от пътя, по-малко сила е необходима за пътуване със същата скорост.

Как ще работи Hyperloop

Hyperloop е проектиран да работи в запечатана тръба, която е изсмукала по-голямата част от въздуха от нея. Предложеното налягане, при което би работила тръба с хиперконтур, е един милибар. Един милибар налягане е приблизително еквивалентен на една хилядна от атмосферното налягане на морското равнище или на атмосферното налягане на височина от 48 километра.

Забележка: За сравнение, най-високата стандартна крейсерска височина за 747 е 12,5 км, където атмосферното налягане е 179 милибара.

След намаляване на основния ограничаващ фактор на скоростта, следващият проблем е триенето със земята. Повечето наземни превозни средства използват колела, които произвеждат триене и страдат от износване. Основната алтернатива на това е магнитна левитация или маглев, това работи добре във влаковите системи, върху които е внедрен, но идва с висока цена. Алтернативата, предложена от Мъск, е да се използва комплект ски с въздушни колела, което включва шушулката, която плава върху въздушна възглавница. Този метод трябва да бъде значително по-евтин от използването на маглев технологии, като същевременно помага за свеждане до минимум на проблема с компресията на въздуха в тръбата.

Тъй като шушулка се движи по тръбата, която е само малко по-широка от нея, няма много място за въздуха да обикаля отвън. Това може да доведе до това, че шушулката по същество действа като спринцовка, компресирайки въздуха пред себе си все повече и повече. Чрез включване на вентилатор на компресора в предната част на капсулата, входящият въздух може да бъде пренасочен към ските на въздушните колела, ако е необходимо, а останалата част изтласкана от задната част на капсулата, за да се поддържа скорост.

Предложеният метод за ускорение и забавяне са линейни асинхронни двигатели, подобни на тези, които биха се открили при влак на маглев или железопътна пушка. С минимизираното съпротивление шушулките могат по същество да се плъзгат през по-голямата част от пътуванията си.

Цялата концепция на hyperloop е с отворен код, като идеята е да се насърчи инженерната общност да предложи всякакви подобрения, които могат да измислят. Това би трябвало да доведе до превъзходен краен продукт, но означава, че настоящата концепция може да бъде променена преди окончателната й форма.

Проблеми с концепцията за хиперцикл

Основният проблем с hyperloop е, че той изисква напълно херметична тръба от началото до местоназначението. Налягането от 1 милибар се разглежда като реалистична и ефективна среда, където твърдият вакуум би бил твърде труден, но това все още разчита на тръбата да остане херметична. Има малко обяснение за това какво би се случило, ако тръбата бъде повредена в ситуации като терористична атака или земетресение.

Въпреки че налягането на въздуха в тръбата е ниско, Hyperloop шушулките все пак трябва да бъдат проектирани с оглед на аеродинамиката. Това е, за да се избегнат всякакви потенциални свръхзвукови въздушни потоци при пътуване със скорости, приближаващи се до скоростта на звука. Дори при въздушно налягане от само един милибар, скоростта на звука е ключово ограничение на скоростта. За реалистично пътуване със свръхзвукови скорости, тръбата ще трябва да бъде поставена под вакуум.

Шушулката трябва да премине в стандартна среда под налягане както за качване, така и за слизане. Това увеличава сложността на системата и времето, необходимо за транспортиране.

Специално проектираният влак SCMaglev в Япония демонстрира максимална скорост от 603 км/ч, приблизително половината от тази на предложението за хиперлупа (1220 км/ч). Без допълнителната сложност на тръбите под налягане и с относителната лекота, с която капацитетът на влаковете може да се увеличи, това може да е по-осъществима технология за високоскоростно пътуване от hyperloop.