Hvað er Hyperloop?

Hyperloop er hugmyndafræðilegur flutningsmáti sem Elon Musk lagði til, sem myndi sjá tiltölulega litla fræbelg ferðast í gegnum loftþéttar slöngur sem hafa verið rýmdar að hluta til. Með því að ferðast í umhverfi með lágan þrýsting geturðu náð og viðhaldið hraða nálægt hljóðhraða mun auðveldara en undir berum himni, sem gerir orkusparandi og hraðan flutning kleift um langar vegalengdir.

Vandamál með nútíma háhraðaflutninga

Nútíma háhraðaflutningapallar, eins og flugvélar og háhraðalestir, takmarkast fyrst og fremst af loftmótstöðu og dragi. Því hraðar sem þú ferðast, því meira loft lendir þú í á tilteknum tíma. Að hlaupa inn í þetta aukaloft virkar viðnámskraftur sem reynir að hægja á þér. Til að berjast gegn aukinni mótstöðu þarf að nota sífellt meira afl til að auka hraðann enn frekar sem hefur í för með sér aukna brennslu eldsneytis og tilheyrandi aukningu á útblæstri.

Helsta leiðin til að lágmarka loftmótstöðu er að hanna mjög loftdýnamísk form sem leyfa lofti að flæða mjúklega yfir hlut. mjúkt flæði háhraðalofts gerir kleift að lágmarka loftmótstöðu og dragáhrif. Flugvélar lágmarka enn frekar loftmótstöðuna sem þær mæta, með því að fljúga í hæð með minni loftþrýstingi, með minna lofti til að ýta úr vegi, minni kraftur þarf til að ferðast á sama hraða.

Hvernig hyperloop mun virka

Hyperloop er hannað til að starfa í lokuðu röri sem hefur fengið mest af loftinu sogið út úr sér. Fyrirhugaður þrýstingur sem hyperloop rör myndi starfa við er ein millibar. Ein millibar af þrýstingi jafngildir nokkurn veginn einum þúsundasta af loftþrýstingi við sjávarmál eða loftþrýstingi í 48 kílómetra hæð.

Athugið: Til samanburðar er hæsta staðlaða farflugshæð fyrir 747 12,5 km, þar sem loftþrýstingurinn er 179 millibar.

Eftir að hafa minnkað aðalhraðatakmarkandi þáttinn er næsta mál núning við jörðu. Flest ökutæki á jörðu niðri nota hjól, sem framleiða núning og þjást af sliti. Helsti valkosturinn við þetta er segulsveifla eða maglev, þetta virkar vel í lestarkerfum sem það hefur verið innleitt á en kostar mikið. Valkosturinn sem Musk leggur til er að nota sett af loftskíðum, sem felur í sér að belgurinn svífi á loftpúða. Þessi aðferð ætti að vera umtalsvert ódýrari en að nota maglev tækni á sama tíma og hún hjálpar til við að lágmarka vandamálið við loftþjöppun í rörinu.

Þar sem fræbelgur ferðast meðfram rörinu sem er aðeins breiðari en það er, er ekki mikið pláss fyrir loftið að fara um utan. Þetta getur leitt til þess að belgurinn virkar í raun eins og sprauta og þjappar loftinu fyrir framan hann meira og meira. Með því að setja þjöppuviftu á framhlið belgsins er hægt að beina innkomandi lofti á loftkastarskíðin eftir þörfum og restinni ýta út aftan á belginn til að viðhalda hraða.

Línulegir örvunarmótorar svipaðir því sem væri að finna í maglev lest eða í járnbrautarbyssu eru fyrirhuguð hröðunar- og hraðaminnkunaraðferð. Með lágmarks mótstöðu geta fræbelgarnir í raun runnið í meirihluta ferða sinna.

Allt hyperloop hugtakið hefur verið opið með hugmyndina um að hvetja verkfræðingasamfélagið til að leggja til allar endurbætur sem þeir geta komið með. Þetta ætti að leiða til betri lokaafurðar en þýðir að núverandi hugmynd gæti verið breytt áður en hún er endanleg.

Vandamál með hyperloop hugtakið

Aðalvandamálið með hyperloop er að það þarf fullkomlega loftþétt rör frá uppruna til áfangastaðar. Þrýstingurinn upp á 1 millibar er talinn raunhæfur og árangursríkur millivegur þar sem erfitt lofttæmi væri bara of erfitt, en þetta byggir enn á því að rörið haldist loftþétt. Lítil skýring er á því hvað myndi gerast ef rör skemmdist við aðstæður eins og hryðjuverkaárás eða jarðskjálfta.

Jafnvel þó að loftþrýstingur í rörinu sé lágur, verða hyperloop-belgir samt að vera hannaðir með loftaflfræði í huga. Þetta er til að forðast hugsanlegt loftflæði yfir hljóð þegar ferðast er á hraða sem nálgast hljóðhraða. Jafnvel með loftþrýsting sem er aðeins einn millibar er hljóðhraði lykilhraðatakmarkanir. Til að ferðast á raunhæfan hátt á yfirhljóðshraða þyrfti að setja rörið undir lofttæmi.

Bekkurinn þarf að skipta yfir í staðlað þrýstingsumhverfi fyrir bæði um borð og brottför. Þetta eykur flókið kerfi og eykur flutningstímann.

Sérhannaða SCMaglev lestin í Japan hefur sýnt hámarkshraða upp á 603 km/klst, sem er um það bil helmingur hærra en tillögu um hyperloop (1220 km/klst). Án aukins margbreytileika þrýstiröranna og með tiltölulega auðveldu sem hægt er að auka afkastagetu lestanna getur þetta verið raunhæfari háhraða ferðatækni en hyperloop.