Kas ir Hyperloop?

Hyperloop ir konceptuāls pārvadāšanas veids, ko ierosinājis Elons Masks, kas paredz, ka salīdzinoši mazas pākstis pārvietojas pa hermētiskām caurulēm, kas ir daļēji iztukšotas no gaisa. Braucot pazemināta spiediena vidē, jūs varat sasniegt un uzturēt ātrumu tuvu skaņas ātrumam daudz vieglāk nekā brīvā dabā, nodrošinot energoefektīvu un ātru transportēšanu lielos attālumos.

Problēmas ar modernu ātrgaitas transportu

Mūsdienu ātrgaitas transporta platformas, piemēram, lidmašīnas un ātrgaitas dzelzceļš, ātrumu galvenokārt ierobežo gaisa pretestība un pretestība. Jo ātrāk ceļojat, jo vairāk gaisa ieplūstat noteiktā laika posmā. Ieskriešana šajā papildu gaisā iedarbojas uz pretestības spēku, kas mēģina jūs palēnināt. Lai cīnītos pret papildu pretestību, ir jāizmanto arvien vairāk jaudas, lai vēl vairāk palielinātu ātrumu, kā rezultātā palielinās degvielas sadegšana un ar to saistītais izmešu pieaugums.

Galvenais veids, kā samazināt gaisa pretestību, ir izveidot ļoti aerodinamiskas formas, kas ļauj gaisam vienmērīgi plūst virs objekta. vienmērīga ātrgaitas gaisa plūsma ļauj samazināt gaisa pretestību un pretestības efektus. Lidmašīnas vēl vairāk samazina gaisa pretestību, ar kuru tās saskaras, lidojot augstumā ar pazeminātu gaisa spiedienu, mazāk gaisa izstumjot no ceļa, ir nepieciešams mazāks spēks, lai pārvietotos ar tādu pašu ātrumu.

Kā darbosies hipercilpa

Hyperloop ir paredzēts darbībai noslēgtā caurulē, no kuras ir izsūkta lielākā daļa gaisa. Ierosinātais spiediens, ar kādu darbotos hipercilpas caurule, ir viens milibārs. Viens spiediena milibārs ir aptuveni vienāds ar vienu tūkstošdaļu no gaisa spiediena jūras līmenī vai gaisa spiediena 48 kilometru augstumā.

Piezīme: Salīdzinājumam augstākais standarta kreisēšanas augstums 747 ir 12,5 km, kur gaisa spiediens ir 179 milibāri.

Pēc primārā ātruma ierobežojuma faktora samazināšanas nākamā problēma ir berze ar zemi. Lielākajai daļai sauszemes transportlīdzekļu tiek izmantoti riteņi, kas rada berzi un cieš no nodiluma. Galvenā alternatīva tam ir magnētiskā levitācija vai maglev, kas labi darbojas vilcienu sistēmās, kurās tā ir ieviesta, taču par to ir augstas izmaksas. Muska piedāvātā alternatīva ir izmantot gaisa ritentiņu slēpju komplektu, kas ietver pāksts peldēšanu uz gaisa spilvena. Šai metodei vajadzētu būt ievērojami lētākai nekā Maglev tehnoloģiju izmantošanai, vienlaikus palīdzot samazināt gaisa saspiešanas problēmu caurulē.

Tā kā pāksts pārvietojas pa cauruli, kas ir tikai nedaudz platāka nekā tā ir, gaisam nav daudz vietas, lai tā varētu iet apkārt. Tas var novest pie tā, ka pāksts būtībā darbojas kā šļirce, arvien vairāk saspiežot gaisu tās priekšā. Iekļaujot kompresora ventilatoru pod priekšpusē, ienākošo gaisu pēc vajadzības var novirzīt uz gaisa ritentiņa slēpēm un pārējo izstumt no podiņa aizmugures, lai palīdzētu uzturēt ātrumu.

Piedāvātā paātrinājuma un palēninājuma metode ir lineāri indukcijas motori, kas ir līdzīgi tiem, kas būtu atrodami maglev vilcienā vai sliežu pistolē. Ar minimālo pretestību pākstis var būtībā slīdēt lielāko daļu savu braucienu.

Visa hipercilpas koncepcija ir izveidota ar atvērtā pirmkoda palīdzību, lai mudinātu inženieru kopienu piedāvāt jebkādus uzlabojumus, ko viņi var piedāvāt. Tam vajadzētu radīt labāku galaproduktu, taču tas nozīmē, ka pašreizējā koncepcija var tikt mainīta pirms tās galīgās formas.

Problēmas ar hipercilpas koncepciju

Galvenā problēma ar hipercilpu ir tāda, ka tai ir nepieciešama pilnībā hermētiska caurule no sākuma līdz galamērķim. 1 milibāra spiediens tiek uzskatīts par reālu un efektīvu vidusceļu, kur ciets vakuums būtu pārāk sarežģīts, tomēr tas joprojām ir atkarīgs no caurules hermētiskuma. Ir maz izskaidrojuma tam, kas notiktu, ja caurule tiktu bojāta tādās situācijās kā teroristu uzbrukums vai zemestrīce.

Lai gan gaisa spiediens caurulē ir zems, hyperloop podi joprojām ir jāprojektē, ņemot vērā aerodinamiku. Tas tiek darīts, lai izvairītos no iespējamām virsskaņas gaisa plūsmām, braucot ar ātrumu, kas tuvojas skaņas ātrumam. Pat ja gaisa spiediens ir tikai viens milibārs, skaņas ātrums ir galvenais ātruma ierobežojums. Lai reālistiski pārvietotos ar virsskaņas ātrumu, caurule ir jānovieto vakuumā.

Pākstim ir jāpāriet uz standarta spiediena vidi gan iekāpšanai, gan izkāpšanai. Tas palielina sistēmas sarežģītību un transportēšanai nepieciešamo laiku.

Īpaši izstrādātais SCMaglev vilciens Japānā ir uzrādījis maksimālo ātrumu 603 km/h, kas ir aptuveni puse no hipercilpas priekšlikuma (1220 km/h). Bez paaugstināta spiediena cauruļu sarežģītības un relatīvā viegluma, ar kādu var palielināt vilcienu jaudu, šī var būt daudz īstenojamāka ātrgaitas pārvietošanās tehnoloģija nekā hipercilpa.