Hva er Hyperloop?

Hyperloop er en konseptuell transportmåte foreslått av Elon Musk, som vil se relativt små belger reise gjennom lufttette rør som er delvis evakuert for luft. Ved å reise i et miljø med redusert trykk kan du oppnå og opprettholde hastigheter nær lydhastigheten mye lettere enn i friluft, noe som muliggjør energieffektiv og rask transport over lange avstander.

Problemer med moderne høyhastighetstransport

Moderne høyhastighetstransportplattformer, som fly og høyhastighetsjernbane, er først og fremst hastighetsbegrenset av luftmotstand og luftmotstand. Jo raskere du reiser, desto mer luft kommer du inn i i en gitt tidsramme. Å løpe inn i denne ekstra luften virker en motstandskraft som prøver å bremse deg. For å bekjempe den ekstra motstanden må det brukes mer og mer kraft for å øke hastigheten ytterligere, noe som resulterer i økt forbrenning av drivstoff og tilhørende utslippsøkning.

Den viktigste måten å minimere luftmotstanden på er å designe svært aerodynamiske former som lar luft flyte jevnt over et objekt. en jevn strøm av høyhastighets luft gir minimert luftmotstand og luftmotstandseffekter. Fly minimerer luftmotstanden de møter ytterligere, ved å fly i høyder med redusert lufttrykk, med mindre luft å skyve ut av veien, mindre kraft kreves for å reise med samme hastighet.

Hvordan hyperloop vil fungere

Hyperloop er designet for å operere i et forseglet rør som har fått mesteparten av luften sugd ut av seg. Det foreslåtte trykket som et hyperloop-rør vil operere ved er en millibar. En millibar trykk tilsvarer omtrent en tusendel av lufttrykket ved havnivå, eller lufttrykket i 48 kilometers høyde.

Merk: Til sammenligning er den høyeste standard marsjfhøyden for en 747 12,5 km, hvor lufttrykket er 179 millibar.

Etter å ha redusert den primære hastighetsbegrensende faktoren, er neste problem friksjon med bakken. De fleste bakkekjøretøyer bruker hjul, som produserer friksjon og lider av slitasje. Hovedalternativet til dette er magnetisk levitasjon eller maglev, dette fungerer bra i togsystemene det er implementert på, men kommer med en høy kostnad. Alternativet foreslått av Musk er å bruke et sett med luftkasterski, som innebærer at poden flyter på en luftpute. Denne metoden skal være betydelig billigere enn å bruke maglev-teknologier samtidig som den bidrar til å minimere problemet med luftkompresjon i røret.

Ettersom en pod reiser langs røret som bare er litt bredere enn det er, er det ikke mye plass for luften å gå rundt på utsiden. Dette kan føre til at poden i hovedsak fungerer som en sprøyte, og komprimerer luften foran seg mer og mer. Ved å inkludere en kompressorvifte foran på poden, kan den innkommende luften omdirigeres til luftkasterskiene etter behov, og resten skyves ut av baksiden av poden for å opprettholde hastigheten.

Lineære induksjonsmotorer som ligner på det som vil bli funnet på et maglev-tog eller i en railgun er den foreslåtte akselerasjons- og retardasjonsmetoden. Med den minimale motstanden kan podene i hovedsak gli på de fleste turene.

Hele hyperloop-konseptet har vært åpen kildekode med ideen om å oppmuntre ingeniørmiljøet til å foreslå alle forbedringer de kan komme opp med. Dette bør føre til et overlegent sluttprodukt, men betyr at det nåværende konseptet kan endres før det endelige formen.

Problemer med hyperloop-konseptet

Hovedproblemet med hyperloop er at det krever et helt lufttett rør fra opprinnelse til destinasjon. Trykket på 1 millibar blir sett på som en realistisk og effektiv mellomting der et hardt vakuum bare ville være for vanskelig, men dette er fortsatt avhengig av at røret forblir lufttett. Det er liten forklaring på hva som ville skje hvis et rør ble skadet i situasjoner som et terrorangrep eller et jordskjelv.

Selv om lufttrykket i røret er lavt, må hyperloop pods fortsatt designes med tanke på aerodynamikk. Dette er for å unngå potensielle supersoniske luftstrømmer når du reiser med hastigheter som nærmer seg lydens hastighet. Selv med et lufttrykk på bare én millibar, er lydhastigheten en nøkkelhastighetsgrense. For realistisk å reise med supersoniske hastigheter, må røret settes under et vakuum.

Poden må gå over i et standard trykkmiljø for både ombordstigning og avstigning. Dette øker systemets kompleksitet og tiden som kreves for transport.

Det spesialdesignede SCMaglev-toget i Japan har vist en topphastighet på 603 km/t, omtrent halvparten av hyperloop-forslaget (1220 km/t). Uten den ekstra kompleksiteten til de trykksatte rørene og med den relative lettheten som kapasiteten til togene kan økes med, kan dette være en mer gjennomførbar høyhastighets reiseteknologi enn hyperloop.