Mis on Hyperloop?

Hyperloop on Elon Muski välja pakutud kontseptuaalne transpordiviis, mis näeks suhteliselt väikeste kaunade liikumist läbi õhukindlate torude, mis on osaliselt õhust eemaldatud. Vähendatud rõhuga keskkonnas reisides saate helikiirusele lähedasi kiirusi saavutada ja säilitada palju lihtsamini kui vabas õhus, võimaldades energiasäästlikku ja kiiret transporti pikkadel vahemaadel.

Kaasaegse kiirtranspordiga seotud probleemid

Kaasaegsetel kiirtranspordiplatvormidel, nagu lennukid ja kiirraudtee, piirab kiirust peamiselt õhutakistus ja takistus. Mida kiiremini reisite, seda rohkem õhku teatud aja jooksul sisse jooksete. Sellesse lisaõhku sattudes toimib vastupanujõud, mis püüab teid aeglustada. Lisatakistuse vastu võitlemiseks tuleb kiiruse edasiseks suurendamiseks kasutada üha rohkem jõudu, mille tulemuseks on kütuse põletamine ja sellega seotud heitgaaside tõus.

Peamine viis õhutakistuse vähendamiseks on väga aerodünaamiliste kujundite kujundamine, mis võimaldavad õhul objekti kohal sujuvalt voolata. kiire õhu sujuv vool võimaldab minimeerida õhutakistust ja tõmbejõudu. Lennukid vähendavad veelgi õhutakistust, millega nad silmitsi seisavad, lennates madalama õhurõhuga kõrgustel, vähem õhku, mida teelt välja suruda, on sama kiirusega reisimiseks vaja vähem jõudu.

Kuidas hyperloop töötab

Hyperloop on loodud töötama suletud torus, millest on suurem osa õhust välja imetud. Kavandatav rõhk, mille juures hyperloop toru töötaks, on üks millibaar. Üks millibaar rõhku on ligikaudu samaväärne ühe tuhandendikuga õhurõhust merepinnal või õhurõhuga 48 kilomeetri kõrgusel.

Märkus. Võrdluseks on 747 kõrgeim standardne reisikõrgus 12,5 km, kus õhurõhk on 179 millibaari.

Olles vähendanud esmast kiirust piiravat tegurit, on järgmiseks probleemiks hõõrdumine maapinnaga. Enamik maismaasõidukeid kasutavad rattaid, mis tekitavad hõõrdumist ja kannatavad kulumise all. Selle peamiseks alternatiiviks on magnetlevitatsioon või maglev, mis töötab hästi rongisüsteemides, millel see on rakendatud, kuid on kõrge hinnaga. Muski pakutud alternatiiviks on kasutada õhurattaga suuskade komplekti, mis hõlmab õhupadjal hõljumist. See meetod peaks olema oluliselt odavam kui maglev-tehnoloogiate kasutamine, aidates samal ajal minimeerida õhu kokkusurumise probleemi torus.

Kuna kaun liigub mööda toru, mis on sellest vaid veidi laiem, pole õhul palju ruumi väljas ringi liikuda. See võib viia selleni, et kaun toimib sisuliselt nagu süstal, surudes enda ees olevat õhku üha enam kokku. Kompressoriventilaatori lisamisega podi esiosale saab sissetuleva õhu suunata vastavalt vajadusele õhuratta suuskadele ja ülejäänud osa kiiruse säilitamiseks pumba tagaosast välja lükata.

Pakutud kiirendus- ja aeglustusmeetodid on lineaarsed asünkroonmootorid, mis on sarnased maglev-rongis või rööbaspüstolis leiduvatele. Tänu minimaalsele takistusele saavad kaunad enamiku oma reisidest libiseda.

Kogu hüperloopi kontseptsioon on loodud avatud lähtekoodiga, mille idee on julgustada inseneriringkondi pakkuma välja kõik võimalikud parandused. See peaks viima parema lõpptooteni, kuid tähendab, et praegust kontseptsiooni võidakse muuta enne selle lõplikku vormi.

Probleemid hüperloopi kontseptsiooniga

Hüperloopi peamine probleem seisneb selles, et see nõuab päritolust sihtkohta täielikult õhukindlat toru. 1 millibaari rõhku peetakse realistlikuks ja tõhusaks keskteeks, kus kõva vaakum oleks lihtsalt liiga raske, kuid see sõltub ikkagi toru õhutihedusest. On vähe selgitusi selle kohta, mis juhtuks, kui toru saaks kahjustada sellistes olukordades nagu terrorirünnak või maavärin.

Kuigi õhurõhk torus on madal, tuleb hyperloop-kaunad siiski kujundada aerodünaamikat silmas pidades. Selle eesmärk on vältida võimalikke ülehelikiirusega õhuvoogusid, kui liigute helikiirusele läheneva kiirusega. Isegi kõigest ühe millibaari õhurõhu korral on helikiirus võtmekiiruse piirang. Ülehelikiirusel realistlikuks liikumiseks tuleks toru asetada vaakumi alla.

Pod peab nii pardaleminekuks kui ka mahatulekuks üle minema standardsurvekeskkonda. See suurendab süsteemi keerukust ja transpordiks kuluvat aega.

Spetsiaalselt disainitud SCMaglevi rong Jaapanis on näidanud tippkiirust 603 km/h, mis on ligikaudu pool hüperloopi ettepanekust (1220 km/h). Ilma survestatud torude täiendava keerukuseta ja rongide läbilaskevõime suurendamise suhtelise lihtsusega võib see olla teostatavam kiire reisitehnoloogia kui hüperloop.