🐦 👩🏾‍🏫 ⛪️ هايبرلوب - حلقة زمنية 🤹🏼 📨 🖐🏽

يحدث أن الفكرة الرائعة التي يمكن أن تغير العالم بشكل دائم تصبح حقيقة بعد سنوات وعقود عديدة وحتى قرون. ولتحقيقه في هذه الحالة لا يتم تقديمه على الإطلاق ليس لمؤلفيه ، ولكن للأشخاص الذين لديهم مجموعة من الصفات المعينة. هذا هو بالضبط نوع الشخص الذي أصبح Ilon Musk - خالق سيارات PayPal ، سيارات Tesla الكهربائية ، ومشاريع SpaceX العظيمة. أدت المواهب والمثابرة والرؤية الخاصة بآفاق القناع إلى تقريب تحقيق مفهوم نقل المستقبل ، الذي وضع أسسه مواطننا بوريس واينبرغ منذ أكثر من قرن.

سنتحدث عن آفاق أحد مشاريع القرن ، والتي يتم تنفيذها في عدة اتجاهات هذه الأيام ، وعن أول فيديو ترويجي من Hyperloop Technologies من HyperloopTechnologies أدناه.

الأصول

بفضل الطاقة الساحرة للقناع ، تبدو فكرة أن السيارة تتحرك في أنبوب بهواء منخفض التفريغ (Vorvakuum) أسرع من سرعة الصوت ، يبدو أن هناك كل فرصة لتصبح حقيقة في المستقبل القريب.

ولكن بالإضافة إلى الطاقة ، استندت الفكرة المقترحة في Hyperloop إلى مفهوم تم تطويره وتنفيذه بنجاح قبل قرن من قبل الفرنسي Emile Boschle وأستاذ معهد Tomsk Polytechnic Institute Boris Weinberg. تمكنت بشكل مستقل وفي نفس الوقت تقريبًا من إنشاء نموذج أولي لقطار فائق السرعة. لكن أول شخص على الكوكب أجرى تجارب ناجحة في عام 1914 على تحريك جسم في أنبوب فراغ مغلق تحت تأثير المجال المغناطيسي كان مواطننا ، ب. واينبرغ.

كان من المفترض أن تصل سرعة الكبسولات المفردة في الفراغ في مشروع Weinberg إلى 800-1000 كم / ساعة ، مما سيسمح لروسيا بعبور روسيا من فلاديفوستوك إلى الحدود الغربية في 10-11 ساعة والسفر من سانت بطرسبرغ إلى موسكو في 45-50 دقيقة. تم التخطيط لإطلاق السيارات في الأنبوب بمساعدة ملفات لولبية عملاقة بطول حوالي 3 كم ، مما يقلل من الحمل الزائد أثناء التسارع. قبل "البداية" ، تم تجميع كبسولات مفردة مع ركاب في مشروع Weinberg في غرفة مغلقة بإحكام ، حيث تم إرسالها من قبل مجموعة إلى منصة الإطلاق وإطلاقها بالتناوب في النفق مع تكرار كبسولة واحدة في 5 ثوانٍ. مع هذه الكثافة من حركة الركاب ، سيكون من الممكن إرسال ما يصل إلى 17000 عربة يوميًا.

دعا المؤلف نفسه قطاره جول فيرنوفسكي وويلسوفسكي ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى تعقيد وتكلفة تنفيذ 150،000-200،000 روبل في عام 1914!

فيما يتعلق بالحرب الأهلية وحاجة الجبهة للنحاس عالي الجودة ، تم تفكيك منصة الاختبار ذات الأنبوب النحاسي بقطر 32 سم وطول 6.5 م. اليوم ، من بين جميع المواد المرتبطة بشكل مباشر وغير مباشر بتطوير العالم وتنفيذها ببراعة على مستوى النموذج الأولي ، تم الاحتفاظ فقط بالكتيب "الحركة دون احتكاك" ، الذي نشر في عام 1914 في طبعة محدودة من محاضرات واينبرغ العامة في سانت بطرسبرغ.

توفي بوريس بتروفيتش واينبرغ في لينينغراد المحاصر في 18 أبريل 1942 من الجوع.

طوال القرن العشرين ، تمت مناقشة أفكار Weinberg ، Boschle ، Kemper ، Ozawa بنشاط ، وبعد 100 عام فقط ، على أساس التطورات الحالية ، تم اقتراح مشروع حقيقي لمثل هذا النقل ، باستخدام كل قوة التقنيات والمواد الحديثة. كان مؤلف مشروع Weinberg "النهائي" المسمى Hyperloop مقدرًا أن يصبح قناع Ilon الجذاب. دور العالم الروسي ، كما يحدث غالبًا في هذا المجال ، المشاركون في المشروع ، إذا ذكروا ، ثم بشكل عابر وبتردد واضح.

قطار فراغ اليوم

تم تقديم نسخة ألفا من مشروع خط الأنابيب المرتفع المستقبلي Hyperloop (Hyperloop) ، المشار إليه فقط باسم الوضع الخامس للنقل ، في وثيقة من 57 صفحة في 12 أغسطس 2013.

لا يخفي المسك حقيقة أن Hyperloop تم تصوره بطرق عديدة كبديل لمشروع السكك الحديدية الحكومية فائقة السرعة للقطارات فائقة السرعة بين لوس أنجلوس وسان فرانسيسكو بقيمة 68.4 مليار دولار ، ومن المقرر الانتهاء منه في عام 2029. وفقًا لمؤلف مشروع Hyperloop ، فإن قطارات طريق كاليفورنيا السريع قيد الإنشاء ، والتي تسير بسرعة 200 ميل (322 كم) في الساعة ستأخذ بالتأكيد أعلى خطوة مشرفة في التصنيف العالمي ، باعتبارها الأبطأ والأغلى من حيث الأميال. عبر موسك عن موقفه تجاه CHSR في الصفحة الأولى من تقرير Alpha Hyperloop: "عندما اجتاز قطار كاليفورنيا عالي السرعة عملية الموافقة ، شعرت بخيبة أمل ، على حد علمي ، والعديد من الآخرين ...".

وكيفية الاختلاف مع مؤلف Hyperloop ، إذا تم التغلب على شريط 200 كم / ساعة لأول مرة في 11 مايو 1936 بواسطة قاطرة البخار الألمانية DRG 05 من بورسيج ، 256 كم / ساعة من قبل الشينكانسان قبل نصف قرن و 600 كم / ساعة من mugg من وسط اليابان شركة السكك الحديدية - في أبريل 2015.

ما البديل الذي قدمه مسك؟ وقال إن مشروعه سيغطي المسافة من لوس أنجلوس إلى سان فرانسيسكو 561 كم أسرع 3-4 مرات على الأقل ، أي في 30 دقيقة فقط. ستحدث حركة الكبسولات على شكل سيجار ، والتي تم التخطيط لكل منها لاستيعاب 28 شخصًا ، بسبب المجالات المغناطيسية والمحرك عند أقصى ضغط متبقي يبلغ 1 ... 10-3 مم RT. الفن ، الذي تم إنشاؤه بواسطة مضخات التفريغ الأمامي. هذه هي حالة الغلاف الجوي التي يتم الوصول إليها على ارتفاعات 50-80 كم فوق سطح الكوكب. السرعة التقديرية المخططة تصل من 480 إلى 1220 كم / ساعة ، اعتمادًا على استقامة المسار.

وفقًا لحسابات Mask و المتخصصين من SpaceX ، فإن تكلفة تنفيذ مشروع Hyperloop تكلف 10 (!) مرات أرخص من تكلفة السكك الحديدية عالية السرعة في كاليفورنيا. أي أن الحلقة المفرطة التي تربط أكبر المدن في كاليفورنيا ، وفقًا لتقديرات متفائلة ، ستكلف المستثمرين 6 مليارات دولار. في هذه الحالة ، وفقًا لـ Mask ، النقل:

سيحصل على كل أو معظم الطاقة الكافية لتشغيل جميع الأنظمة من الألواح الشمسية.
سيوفر حركة مرور للركاب بدون توقف دون الحاجة إلى جدول زمني ، حيث سيتم إرسال الكبسولات ، وفقًا لـ Mask ، كل 30 ثانية ، مما يوفر حركة نقل الركاب تصل إلى 7.4 مليون شخص في كلا الاتجاهين سنويًا.
سيتجاوز أي نظائر موجودة من حيث السلامة.
يتم التأمين ضد الغالبية العظمى من حالات الطوارئ التي تقع فيها المركبات التقليدية.

تم الإبقاء على فكرة "الأنبوب ذو الفراغ" ، ولكن تم تحويلها إلى حد ما. لكن التنفيذ العملي لظروف الفراغ الصعب ، وهو أمر صعب حتى في الغرفة ، ناهيك عن ماسورة بطول 1100 كيلومتر مع اثنتي عشرة محطة وأقفال ، اعتبرها المسك رائعة. يمكن أن يكون الحل البديل هو الفراغ "التقني" أو "الفراغ" - بعض الضغط المتبقي يساوي الضغط في الغلاف الجوي العلوي على ارتفاع حوالي 80 كم (100 باسكال). يمكن تحقيق مستوى الضغط هذا باستخدام المضخات الأكثر تقليدية ذات الطاقة المتوسطة والتكلفة.

رسم بياني يوضح مفهوم Hyperpetley: تحت 100 Pa ، تزداد تكلفة تقليل الضغط بشكل كبير ، مما يجعل من الأفضل الحفاظ على هذا المستوى في الأنبوب لقطارات الكبسولات.

أثرت التغييرات على طريقة وحركة كبسولات Hyperloop ، التي اقترح مسك إطلاقها باستخدام محرك كهربائي خطي خارجي "يطلق النار" على الكبسولة في النفق. يتم استخدام سكة من الألومنيوم بطول 15 مترًا في الجزء السفلي من الأنبوب كعضو ساكن في البداية وكل 110 كم. كل كبسولة مجهزة بدوار خاص بها. لإنشاء القوة الدافعة اللازمة عند تحريك الكبسولة بسرعة 1130 كم / ساعة في ظروف الفراغ ، فإن 100 كيلووات كافية تمامًا ، والتي يمكن مقارنتها بقوة السيارة. عندما يتم تحميل الكبسولة بالكامل لكل راكب ، فإن كمية الطاقة المستهلكة ستكون ضئيلة للغاية بعدة كيلووات - تمامًا مثل الدراجة ذات الطاقة المنخفضة.

في الوقت نفسه ، يتم استبعاد الاتصال المحتمل بجدران النفق الذي لوحظ في تجربة واينبرغ في حالة هايبرلوب بسبب وسادة الهواء التي شكلتها كتل الهواء القادمة التي تعمل بسرعة عالية. للحفاظ على الكبسولة في موضعها ، تتركز تدفقات الهواء القادمة بضغط 9.4 كيلو باسكال في شكل حلقي باستخدام المراوح ودليل.

عند السرعات المتوسطة والعالية ، سيتم دفع الهواء نفسه تحت الكبسولة ، حيث ستبدأ الأدلة تحت المحفظة في الفتح قليلاً في الأمام ، مما يوفر تقريبًا "رحلة" في التدفق الوارد.

وهكذا ، تم استبدال مبدأ الإرتفاع المغناطيسي في الفراغ ، الذي اقترحه Weinberg ، مغناطيسات فائقة التوصيل في الهليوم السائل وحلول أخرى باهظة الثمن في مشروع Mask بتقنية أرخص بكثير للانتقال في الخط.

إن زيادة ارتفاع الكبسولة من 0.90 م (التي اقترحها واينبرغ) إلى 1.1 م وعرضها إلى 1.35 يجعل من الممكن وضعها في كبسولين صفين من الكراسي المريحة لـ 14 شخصًا لكل منهما ، مما يسمح لجميع الركاب البالغ عددهم 28 راكبًا بالانحناء. في الوقت نفسه ، وفقًا لتحديد الحسابات من قبل خبراء وكالة ناسا ، يجب أن يكون لإسقاط الجزء الداخلي من الأنبوب ، الذي يضمن عدم وجود عواقب ديناميكية هوائية ، مساحة أكبر عدة مرات من منطقة الإسقاط المقدرة للكبسولة.

الارتفاع - 1.1 متر ، العرض - 1.35 مترًا - الهبوط - كما هو الحال في سيارة سيدان رياضية جدًا ، والتي يمكن اعتبارها بمعدلات تصل إلى 0.5 جرامًا أشبه برعاية الركاب ، بدلاً من الإزعاج المرتبط برغبة المصمم في تقليل المقاومة.

كما هو الحال في مشروع Weinberg ، يتم إغلاق كبسولات Hyperloop تمامًا. سيتم تسليم حجم الهواء اللازم للتنفس إلى "الصالون" عن طريق وحدات ضخ خاصة.

الرسوم التوضيحية Elon Musk، SpaceX

Sectional capsule تصميم

أنبوبان متوازيان من الفولاذ ، دعامات خرسانية مسلحة كل 30 م. سيؤدي هذا الخيار إلى إلغاء الحاجة إلى بناء المعابر والاسترداد الكامل للأراضي الواقعة تحت السكك الحديدية ومنطقة الاستبعاد.

يتم إنتاج الطاقة اللازمة لدعم تشغيل النظام بواسطة الألواح الشمسية بألواح تبلغ 4.25 م (لنسخة الركاب) و 6.6 م (للعبّارة) مثبتة على طول المسار بالكامل. وهذا يعني أنه في يوم مشمس ، ستتلقى نسخة الركاب من Hyperpetli 285 ميجاوات والعبارة - 443 ميجاوات ، والتي تغطي احتياجاتها الزائدة. في يوم غائم ، سيكون من الممكن الحصول على الطاقة اللازمة بسبب محركات الأقراص المثبتة على طول الطريق أو عن طريق الاتصال بشبكة طاقة مشتركة.

ولكن بالميغول لكل راكب ، ستكون الرحلة على طريق لوس أنجلوس - سان فرانسيسكو على هايبربيتل الخيار الأفضل: لا يوجد احتكاك على القضبان والطريق ، ومقاومة الهواء أكثر من المعتدلة.

الطاقة الحركية للكبسولة ، التي يطلقها الجزء الثابت عند تثبيطها ، تبين أيضًا أنها مفيدة وقابلة للتحويل إلى طاقة كهربائية في مثل هذا المخطط. تشير التقديرات إلى أن الطاقة الزائدة المولدة من البطاريات ستسمح لك بالحصول على ما يصل إلى 25 مليون دولار سنويًا ، مما سيجعل تكلفة تذكرة ذهاب فقط من لوس أنجلوس إلى سان فرانسيسكو أقرب إلى 20 دولارًا. وبالتالي ، فإن سعر التذكرة من LA - SF يساوي تكلفة البنزين الذي يتم إنفاقه في رحلة أقصر ثلاث مرات بالسيارة و 1/3 من تكلفة أرخص تذكرة لخمسة مرات أقل سرعة من Sapsan ، والتي تسير على طول الطريق بنفس الطول ولكن على طول السكك الحديدية.

مصدر إضافي للوفورات الكبيرة مقارنة بالمشروع الذي يقدم حلولاً بديلة مع فراغ عميق هو إمكانية تصنيع جدران الأنفاق من الأنابيب الفولاذية العادية بجدار 20-25 مم.

"فيري" هايبر لووب

في ظل ظروف معينة ، وفقًا لماسك ، من الممكن تحسين المشروع إلى مستوى مفهوم "العبّارة" ، الذي ينطوي على نقل ليس فقط الأشخاص ، ولكن نقل بضائعهم وسياراتهم إلى كبسولات باستخدام منصات متحركة. ويوافق على أن تطبيق مفهوم هايبرلوب سيكون مرتبطًا بزيادة إجبارية في منطقة إسقاط الكبسولة إلى 4 أمتار مربعة ، وقطر الأنبوب إلى 3.3 أمتار ، مما سيؤدي إلى زيادة كبيرة في تكلفة المشروع. ولكن حتى مع الأخذ في الاعتبار جميع تكاليف تنفيذه ، فإن التكلفة النهائية ستظل أقل من التكلفة التي تقيم مشروع الأجهزة الحالية عالية السرعة.

اختناقات المفهوم

هناك أيضًا أقسام مثيرة للجدل في المشروع تتطلب الاهتمام الأقرب ، وربما التحسين. لذلك يجب أن يكون الضاغط قادرًا على التراكم على متن كمية كافية من الهواء المضغوط في حالة وقوع حادث أو انخفاض الضغط ، مما سيمنع انخفاض الضغط السريع جدًا في المقصورة. يمكن أن يؤدي التقليل من هذا الظرف في حالة حدوث انخفاض فوري في الضغط بالأكسجين إلى وفاة الركاب. في المقابل ، من المؤكد أن الهواء المضغوط 20 ضعفاً سوف يعمل على تسخين الأسطوانات ، والتي تتطلب تبريد كميات كبيرة من الماء. من أجل عدم زيادة حجم المبرد على متن الطائرة ، يجب تغيير الماء في كل محطة باستخدام خزانات التغيير السريع.

يتم استخدام نفس الأنفاق بشكل مستمر لنقل كبسولات متعددة لكل وحدة زمنية بسرعات تفوق سرعة الصوت. في حالة وقوع حادث في إحدى الكبسولات ، ستكون المسافة 37 كم بين الحادث وأقرب كبسولة عند الحد. توفر الأنظمة على متن الطائرة إمكانية الكبح التلقائي. نظرًا لأن كل من الضاغط والأنظمة المدمجة تعمل بالطاقة الشمسية ، سيكون من الضروري تغيير البطاريات المحسوبة إلى بطاريات مشحونة في كل محطة.

الأفكار التي اقترحها Musk ليست واضحة كما تبدو للوهلة الأولى ، وهو ما تؤكده المناقشة الجارية بين مؤيدي المشروع والمتشككين:

أظهرت نتائج المحاكاة الحاسوبية التي أجراها خبراء وكالة ناسا أنه من أجل تحقيق الأهداف المحددة ، يجب تعديل النظام جزئيًا. في الوقت نفسه ، من الممكن زيادة كبيرة في تكلفة المشروع.

بعد إعداد رأس جسر للمشروع ، تحول مسك نفسه إلى مشاكل استعمار المريخ والتعبئة الكهربائية الكاملة ، ووضع جميع وثائق المشروع لـ Hyperloop على الشبكة.

تقنيات النقل هايبرلوب

تم التقاط الفكرة بسرعة كافية. لتطبيق Hyperpetel ، تم إنشاء تقنيات HTT Hyperloop Transportation ، حيث ضمت أكثر من 200 متخصص من Harvard و Boeing و Cisko Systems ... لذلك تم تقسيم المراحل والأقسام الفردية من المشروع إلى مهام فرعية قام بها ممثلو مختلف مجالات المعرفة ، وتبادل المعلومات المفيدة بنشاط فيما بينهم. في فبراير 2015 ، تم التوصل إلى اتفاق بين HTT ومطور المدينة البيئية وادي Kwei لبناء أول "فرع" من الطريق السريع هايبرلوب ، بطول 8 كم ، بتكلفة 100 مليون دولار. ومن المقرر بدء المرحلة الأولى من البناء في أوائل عام 2016.

تقنيات هايبرلوب

أصبحت Hyperloop Technologies (HT) ثاني فريق منافس أعرب عن رغبته في مواصلة العمل المستقل من أجل تطوير المشروع. زعيمه ، شيروين بيشيفار ، هو أحد الرعاة الرئيسيين للحزب الديمقراطي الأمريكي ، الذي يتصل شخصيا بأوباما بشأن تنفيذ المشروع.

إن خطط بيشفار طموحة للغاية ، وهو ما يتجلى ليس فقط من خلال الدعم على مستوى الإدارة الرئاسية ، ولكن أيضًا من خلال اختيار موقع لبناء طريق من لاس فيجاس إلى الساحل الغربي للولايات المتحدة. من خلال الفيديو الترويجي المتفائل للشركة ، تسير الأمور على ما يرام في Hyperloop Technologies. ومن المثير للاهتمام ، تم تسجيل الفيديو على الفور تقريبًا بعد تولي الرئيس التنفيذي الجديد لـ HT Rob Lloyd ، الرئيس السابق للمبيعات والتطوير لشركة Cisco.

أول فيديو ترويجي مؤكد للغاية حول Hyperloop من HyperloopTechnologies

Will HT سيتم تنفيذ خطط لإنشاء مسار اختبار 3.2 كم في الحرم الجامعي في لوس أنجلوس ، المقرر في نهاية 2016-2017 ، لم تبلغ الشركة في أحدث إصداراتها الصحفية ، ولكن إذا فعلوا ذلك ، فسيكون هذا اختبارًا جادًا ، وربما حاسمًا للشركات الناشئة بالكامل. يضم فريق Rob Lloyd ما لا يقل عن 50 متخصصًا في الهندسة والنمذجة والهندسة والقانون والموارد البشرية. انتقل مهندس SpaceX السابق ، المؤسس المشارك لـ Hyperloop Technologies ، Brogan Bembrogan ، الذي شغل منصب Lloyd قبل وصوله ، إلى منصب CTO.

المسك عاد في اللعبة

ماذا عن المسك؟ أثبت مرة أخرى أنه كان قادرا على مفاجأة. في يناير 2015 ، قرر إيلون ماسك أن رفضه الكامل لمشروع هايبرلوب بدا سابقًا لأوانه ، كما أعلنه الحاضرون في منتدى النقل في تكساس. هناك ، أعلن عن ترشيح أولوية مقاول لبناء مسار اختبار Hyperloop 5 أميال - Texacy. في يوليو من هذا العام ، من بنات أفكار Mask ، أعلنت SpaceX عن مناقصة لإنشاء كبسولة ركاب ، والتي سيتم اختبارها في ملعب التدريب في Hawthorne على امتداد ميل واحد.

حسنًا ، الوقت ينفد ، والمنافسون في حالة تأهب. الصين ، التي تخطط لتنفيذ مشروع قطار للسكك الحديدية (حتى 1000 كم / ساعة) في نفق مع الفراغ بحلول عام 2020 ، قد تطالب بحقوقها في الأماكن الرائدة في أوليمبوس العالمية عالية السرعة ، الشركة الفلكية الفنلندية ، التي قدمت في عام 2013 رؤيتها لقطار Sonicloop السريع في المستقبل في نفق تحت الماء يصل إلى 1600 كم / ساعة ، وربما نظام النقل الروسي الأسرع من الصوت من Yansufin ، القادر على التسارع بقوة 200 طن إلى 2448 كم / ساعة في 5 دقائق و 40 ثانية بعد الإطلاق.

أود أن أعتقد أنه سيتم تنفيذ واحد على الأقل من هذه المشاريع الطموحة المماثلة في المستقبل القريب ، وستنظر الغالبية العظمى من الركاب إلى الحاجز عالي السرعة الجديد على أنه مريح وطبيعي ، والشهادةمراقبو معدل ضربات القلب بعد رحلة لمدة 30 دقيقة على هذه السيارة ستبقى ضمن الحدود المقبولة. شئنا أم أبينا - الزمن سوف يخبرنا.

من جانبنا ، سنحاول تزويدك بأي معلومات جديدة يسهل الوصول إليها ومفيدة حول الأحداث والخطط الحالية لأول الأشخاص المسؤولين عن مصير المشروع.

ومع ذلك ، أي أسئلة يمكنك طرحها على Ilona الآن) - ملاحظات: hyperloop@spacex.com أو hyperloop@teslamotors.com.

أعزائي القراء ، يسعدنا دائمًا أن نلتقي وننتظرك على صفحات مدونة iCover . نحن على استعداد لمواصلة ابتهاجك بمنشوراتنا وسنحاول أن نبذل قصارى جهدنا لضمان أن الوقت الذي تقضيه معنا يرضيك.

هايبرلوب - حلقة زمنية