Hyperloop - bucle de tiempo
Sucede que una idea brillante que puede cambiar permanentemente el mundo se convierte en realidad después de años, muchas décadas e incluso siglos. Y darse cuenta de esto en este caso no se lleva a sus autores, sino a personas con un conjunto de ciertas cualidades. Este es exactamente el tipo de persona en la que se convirtió Ilon Musk : el creador de PayPal, los autos eléctricos Tesla y los grandiosos proyectos de SpaceX. El talento, la perseverancia y la visión de la perspectiva de la Máscara acercaron la realización del concepto de transporte del futuro, cuyos cimientos fueron establecidos por nuestro compatriota Boris Weinberg hace más de un siglo.Hablaremos sobre las perspectivas de uno de los proyectos del siglo, que se está implementando en varias direcciones en estos días, y sobre el primer video promocional de Hyperloop Technologies de HyperloopTechnologies a continuación.
Los origenes
Gracias a la energía encantadora de la Máscara, la idea de un vehículo que se mueve en una tubería con baja descarga de aire (Vorvakuum) más rápido que la velocidad del sonido, parece que hay muchas posibilidades de convertirse en realidad en un futuro cercano.Pero además de la energía, la idea propuesta en Hyperloop se basó en un concepto desarrollado e implementado con éxito un siglo antes por el francés Emile Boschle y profesor del Instituto Politécnico de Tomsk, Boris Weinberg. Tanto de forma independiente como casi simultáneamente lograron crear un prototipo de un tren súper rápido. Pero la primera persona en el planeta que realizó experimentos exitosos en 1914 para mover un cuerpo en un tubo de vacío cerrado bajo la influencia de un campo magnético fue nuestro compatriota, B. Weinberg.
Se suponía que la velocidad de las cápsulas individuales en el vacío en el proyecto de Weinberg era de hasta 800-1000 km / h, lo que permitiría a Rusia cruzar Rusia desde Vladivostok hasta la frontera occidental en 10-11 horas y viajar de San Petersburgo a Moscú en 45-50 minutos. Se planeó lanzar los autos a la tubería con la ayuda de solenoides gigantes con una longitud de aproximadamente 3 km, lo que reduciría la sobrecarga durante la aceleración. Antes del "comienzo", se acumularon cápsulas individuales con pasajeros en el proyecto de Weinberg en una cámara bien cerrada, desde donde fueron enviadas por un grupo al lanzador y se dispararon alternativamente al túnel con una frecuencia de una cápsula en 5 segundos. Con tal densidad de tráfico de pasajeros, sería posible enviar hasta 17,000 vagones por día.¡El propio autor llamó a su tren Jules Vernovsky y Welssovsky, en gran parte debido a la complejidad y el costo de implementación de 150,000-200,000 rublos en 1914!
En relación con la Guerra Civil y la necesidad del frente de cobre de alta calidad, se desmontó la plataforma de prueba con un tubo de cobre de 32 cm de diámetro y 6,5 m de largo. Hoy, de todos los materiales relacionados directa e indirectamente con el científico desarrollado e implementado brillantemente a nivel prototipo, solo se ha conservado el folleto "Movimiento sin fricción", publicado en 1914 en una edición limitada de los registros de la conferencia pública de Weinberg en San Petersburgo.Boris Petrovich Weinberg murió en el asediado Leningrado el 18 de abril de 1942 de hambre.A lo largo del siglo XX, las ideas de Weinberg, Boschle, Kemper, Ozawa se discutieron activamente y solo 100 años después, sobre la base de los desarrollos existentes, se propuso un proyecto real de dicho transporte, utilizando todo el poder de las tecnologías y materiales modernos. El autor del proyecto Weinberg "finalizado" llamado Hyperloop estaba destinado a convertirse en el carismático Ilon Mask. El papel del científico ruso, como suele suceder en este campo, los participantes del proyecto, si lo mencionan, entonces de pasada, y con evidente reticencia.Tren de vacío hoy
La versión alfa del proyecto de la tubería futurista elevada Hyperloop (Hyperloop), conocida solo como el quinto modo de transporte, se presentó en un documento de 57 páginas el 12 de agosto de 2013.Musk no oculta el hecho de que Hyperloop fue concebido de muchas maneras como una alternativa al proyecto del ferrocarril de alta velocidad del gobierno de California High-Speed Rail entre Los Ángeles y San Francisco por un valor de $ 68.4 mil millones, cuya finalización está prevista para 2029. Según el autor del proyecto Hyperloop, los trenes de la autopista de California en construcción, que viajan a una velocidad de 200 millas (322 km) por hora, sin duda darán el honorable primer paso en el ranking mundial, ya que son los más lentos y caros en términos de millas. Musk expresó su actitud hacia CHSR en la primera página del informe Alpha Hyperloop: "Cuando el tren de alta velocidad de California aprobó el proceso de aprobación, por lo que sé, me decepcioné y muchos otros ...".Y cómo no estar de acuerdo con el autor de Hyperloop, si la barra de 200 km / h fue superada por primera vez el 11 de mayo de 1936 por la locomotora de vapor alemana DRG 05 de Borsig, 256 km / h por el shinkansan hace medio siglo y 600 km / h por el muggle del centro de Japón Railway Co - en abril de 2015.¿Qué alternativa ofreció Musk? Dijo que su proyecto cubriría la distancia de Los Ángeles a San Francisco 561 km al menos 3-4 veces más rápido, es decir, en solo 30 minutos. El movimiento de las cápsulas en forma de cigarro, cada una de las cuales está planeada para acomodar a 28 personas, ocurrirá debido a los campos magnéticos y al motor a una presión residual máxima de 1 ... 10-3 mm RT. Art., Creado por las bombas de vacío delantero. Es este estado de la atmósfera que se alcanza a altitudes del orden de 50-80 km sobre la superficie del planeta. Velocidad estimada prevista hasta 480 a 1220 km / h, dependiendo de la rectitud de la ruta.Según los cálculos de Mask y especialistas de SpaceX, el costo de implementación del proyecto Hyperloop costará 10 (!) Veces más barato que el costo del tren de alta velocidad de California. Es decir, el Hyper Loop que conecta las ciudades más grandes de California, según estimaciones optimistas, costará a los inversores $ 6 mil millones. En este caso, según Mask, transporte:- Recibirá toda o la mayor parte de la energía suficiente para el funcionamiento de todos los sistemas de los paneles solares.
- Proporcionará tráfico de pasajeros sin parar sin la necesidad de un horario, ya que las cápsulas, según la Máscara, se enviarán cada 30 segundos, proporcionando tráfico de pasajeros de hasta 7,4 millones de personas en ambas direcciones anualmente.
- Superará cualquier análogo existente en términos de seguridad.
- Está asegurado contra la gran mayoría de las emergencias en las que caen los vehículos tradicionales.
La idea de una "tubería con un vacío" fue retenida, pero algo transformada. Pero la implementación práctica de las condiciones de un vacío duro, que es problemático de mantener incluso en una habitación, sin mencionar una tubería con una longitud de 1,100 km con una docena de estaciones y cerraduras, Musk consideró fantástico. Una solución alternativa podría ser un vacío "técnico" o "vacío anterior", algo de presión residual igual a la presión en la atmósfera superior a una altitud de aproximadamente 80 km (100 pascales). Este nivel de presión se puede lograr utilizando las bombas más convencionales de potencia y costo medios.
Un gráfico que ilustra el concepto de Hyperpetley: por debajo de 100 Pa, el costo de reducir la presión aumenta exponencialmente, lo que hace que sea más ventajoso mantener este nivel en la tubería para trenes de cápsulas.Los cambios afectaron el método y el movimiento de las cápsulas Hyperloop, que Musk propuso lanzar usando un motor eléctrico lineal externo que "dispara" la cápsula hacia el túnel. Un riel de aluminio de 15 m de largo en la parte inferior de la tubería se usa como estator al inicio y cada 110 km. Cada cápsula está equipada con su propio rotor. Para crear la fuerza impulsora necesaria al mover la cápsula a una velocidad de 1130 km / h en condiciones de vacío previo, 100 kW son suficientes, lo que es comparable con la potencia del automóvil. Cuando la cápsula está completamente cargada por pasajero, la cantidad de energía gastada será minúscula de varios kilovatios, al igual que en un ciclomotor de baja potencia.Al mismo tiempo, el probable contacto con las paredes del túnel observado en el experimento de Weinberg en el caso de Hyperloop se excluye debido al colchón de aire formado por las masas de aire que se aproximan viajando a alta velocidad. Para mantener la cápsula en posición, los flujos de aire que se aproximan con una presión de 9,4 kPa se concentran en forma toroidal utilizando ventiladores y una guía.A velocidades medias y altas, el aire mismo será forzado debajo de la cápsula, ya que las guías subcapsulares comenzarán a abrirse ligeramente por delante, proporcionando casi "vuelo" en el flujo entrante.Por lo tanto, el principio de levitación magnética en vacío, propuesto por Weinberg, los imanes superconductores en helio líquido y otras soluciones ultra costosas en el proyecto Máscara han sido reemplazados por una tecnología mucho más barata para moverse en primer plano.El aumento de la altura de la cápsula de 0.90 m (propuesto por Weinberg) a 1.1 my el ancho a 1.35 hace posible colocar en cápsulas 2 filas de sillas cómodas para 14 personas cada una, permitiendo que los 28 pasajeros se reclinen. Al mismo tiempo, según los cálculos especificados por expertos de la NASA, la proyección de la sección interna de la tubería, asegurando la ausencia de consecuencias aerodinámicas, debe tener un área varias veces mayor que el área de proyección estimada de la cápsula.
Altura - 1.1 m, ancho - 1.35 m. Aterrizaje - como en un sedán muy deportivo, que con aceleraciones de hasta 0.5 g puede considerarse más como cuidar al pasajero, en lugar de los inconvenientes asociados con el deseo del diseñador de reducir la resistencia.Como en el proyecto Weinberg, las cápsulas Hyperloop están completamente selladas. El volumen de aire necesario para respirar será entregado al "salón" por unidades especiales de bombeo.
Ilustraciones Elon Musk,
diseño de cápsula seccional SpaceX
Dos tubos de acero paralelos, soportes de hormigón armado cada 30 m. Esta opción eliminará la necesidad de la construcción de cruces y la redención total de terrenos bajo el ferrocarril y la zona de exclusión.La energía necesaria para apoyar la operación del sistema es producida por paneles solares con paneles de 4,25 m (para la versión de pasajeros) y 6,6 m (para el ferry) instalados a lo largo de toda la ruta. Esto significa que en un día soleado, la versión para pasajeros de Hyperpetli recibirá 285 MW y el ferry, 443 MW, que cubre sus necesidades en exceso. En un día nublado, será posible obtener la energía necesaria debido a las unidades instaladas a lo largo de la ruta o al conectarse a una red eléctrica común.
Pero en megajulios por pasajero, un viaje en la ruta LA - San Francisco en Hyperpetel será la mejor opción: no hay fricción en los rieles y la carretera, y la resistencia del aire es más que moderada.La energía cinética de la cápsula, liberada por el estator cuando se inhibe, también resulta útil y susceptible de conversión en energía eléctrica en dicho esquema. Se estima que el exceso de energía generada por las baterías le permitirá obtener hasta $ 25 millones anuales, lo que acercará el costo de un boleto de ida de Los Ángeles a San Francisco a $ 20. Por lo tanto, el precio de un boleto de LA - SF es igual al costo de la gasolina gastada en un viaje triplicadamente más corto en automóvil y 1/3 del costo del boleto más barato para el Sapsan cinco veces menos rápido, que recorre una ruta de la misma longitud pero a lo largo del ferrocarril.Una fuente adicional de ahorros significativos en comparación con un proyecto que ofrece soluciones alternativas con un vacío profundo es la posibilidad de fabricar paredes de túneles a partir de tuberías de acero ordinarias con una pared de 20-25 mm.Hyper Loop "Ferry"
Bajo ciertas condiciones, según Mask, es posible refinar el proyecto al nivel del concepto de "ferry", que implica el transporte no solo de personas, sino también de sus mercancías y automóviles cargados en cápsulas utilizando plataformas móviles. Está de acuerdo en que la implementación de dicho concepto Hyperloop se asociará con un aumento forzado en el área de proyección de la cápsula a 4 metros cuadrados y el diámetro de la tubería a 3.3 metros, lo que conducirá a un aumento significativo en el costo del proyecto. Pero incluso teniendo en cuenta todos los costos de su implementación, el costo final seguirá siendo menor que el que evalúa el proyecto del hardware de alta velocidad existente.Cuellos de botella de concepto
También hay secciones controvertidas en el proyecto que requieren la atención más cercana y posiblemente un refinamiento. Por lo tanto, el compresor debería poder acumular a bordo una cantidad suficiente de aire comprimido en caso de accidente o despresurización, lo que evitará una caída de presión demasiado rápida en la cabina. La subestimación de esta circunstancia en el caso de una caída instantánea de la presión con oxígeno puede provocar la muerte de los pasajeros. A su vez, el aire comprimido 20 veces sin duda calentará los cilindros, para cuyo enfriamiento se requerirán volúmenes significativos de agua. Para no aumentar el volumen del refrigerador a bordo, el agua tendrá que cambiarse en cada estación utilizando tanques de cambio rápido.Los mismos túneles se usan para mover continuamente múltiples cápsulas por unidad de tiempo a velocidades supersónicas. En caso de accidente en una de las cápsulas, la distancia de 37 km entre el accidente y la cápsula más cercana estará en el límite. Los sistemas a bordo ofrecen la posibilidad de frenado automático. Dado que tanto el compresor como los sistemas de a bordo funcionan con paneles solares, será necesario cambiar las baterías modulares calculadas por baterías cargadas en cada estación.Las ideas propuestas por Musk no son tan claras como parecen a primera vista, lo que se confirma por la discusión en curso entre los partidarios del proyecto y los escépticos:Los resultados de las simulaciones por computadora realizadas por expertos de la NASA mostraron que para lograr los objetivos establecidos, el sistema debe ser parcialmente refinado. Al mismo tiempo, es posible un aumento significativo en el costo del proyecto.Habiendo preparado la cabeza de puente para el proyecto, Musk mismo cambió a los problemas de la colonización de Marte y la movilización eléctrica total, poniendo toda la documentación del proyecto para Hyperloop en la red.Tecnologías de transporte Hyperloop
La idea fue recogida lo suficientemente rápido. Para implementar Hyperpetel, se creó HTT Hyperloop Transportation Technologies, que reúne a más de 200 especialistas de Harvard, Boeing, Cisko Systems ... Por lo tanto, las fases y secciones individuales del proyecto se dividieron en subtareas elaboradas por representantes de diversos campos del conocimiento, intercambiando activamente información útil entre ellos. En febrero de 2015, se llegó a un acuerdo entre HTT y el desarrollador de la ciudad ecológica Kvei Valley sobre la construcción de la primera "sucursal" de la autopista Hyperloop, de 8 km de largo, con un costo de $ 100 millones. El inicio de la primera fase de construcción está programado para principios de 2016.Tecnologías Hyperloop
Hyperloop Technologies (HT) se convirtió en el segundo equipo de la competencia que expresó el deseo de continuar el trabajo independiente hacia el desarrollo del proyecto. Su líder, Sherwin Pishevar, es uno de los principales patrocinadores del Partido Demócrata de los Estados Unidos, quien se comunica personalmente con Obama para la implementación del proyecto.Los planes de Pishevar son bastante ambiciosos, lo que se evidencia no solo por el apoyo a nivel de la administración presidencial, sino también por la elección de un sitio para la construcción de una ruta desde Las Vegas a la costa oeste de los Estados Unidos. A juzgar por el optimista video promocional de la compañía, las cosas van bastante bien en Hyperloop Technologies. Curiosamente, el video se grabó casi inmediatamente después de asumir el nuevo CEO de HT Rob Lloyd, ex presidente de ventas y desarrollo de Cisco.El primer video promocional muy positivo sobre Hyperloop de HyperloopTechnologiesWill HT implementará planes para crear una pista de prueba de 3.2 km en el campus de Los Ángeles, programada para finales de 2016-2017, la compañía no informa en sus últimos comunicados de prensa, pero si lo hacen, entonces esta será una prueba seria y posiblemente decisiva para toda la startup. El equipo de Rob Lloyd incluye al menos 50 especialistas en ingeniería, modelado, ingeniería, derecho y recursos humanos. El ex ingeniero de SpaceX, cofundador de Hyperloop Technologies, Brogan Bembrogan, quien ocupó el cargo de Lloyd antes de su llegada, se mudó al cargo de CTO.Musk está de vuelta en el juego
¿Qué hay de almizcle? Él demostró una vez más que podía sorprender. En enero de 2015, Elon Musk decidió que su abandono completo del proyecto Hyperloop parecía prematuro, como lo anunciaron los presentes en el Foro de Transporte de Texas. Allí, anunció la candidatura prioritaria de un contratista para la construcción de una pista de prueba Hyperloop de 5 millas: Texacy. En julio de este año, creación de Mask, SpaceX anunció una licitación para crear una cápsula de pasajeros, que se probará en el campo de entrenamiento de Hawthorne en un tramo de 1 milla.Bueno, el tiempo se acaba y los competidores están alertas. China, que planea implementar un proyecto de tren ferroviario (hasta 1000 km / h) en un túnel con vacío para 2020, bien puede reclamar sus derechos a lugares líderes en el Olympus de alta velocidad mundial, la compañía finlandesa Astronomic, que presentó en 2013 su visión del futuro tren de velocidad Sonicloop en un túnel submarino de hasta 1600 km / h, y, posiblemente, el exclusivo sistema de transporte supersónico ruso de Yansufin, capaz de acelerar con un empuje de 200 toneladas a 2.448 km / h en 5 minutos y 40 segundos después del lanzamiento.Me gustaría creer que al menos uno de estos proyectos ambiciosos y similares se implementará en un futuro cercano, la gran mayoría de los pasajeros percibirán que la nueva barrera de alta velocidad es cómoda y natural, y el testimonioLos monitores de frecuencia cardíaca después de un viaje de 30 minutos en dicho vehículo permanecerán dentro de los límites aceptables. Nos guste o no, el tiempo lo dirá.Nosotros, por nuestra parte, trataremos de proporcionarle cualquier información nueva accesible y útil sobre los eventos y planes actuales de las primeras personas responsables del destino del proyecto.Sin embargo, cualquier pregunta que pueda hacerle a Ilona en este momento): comentarios: hyperloop@spacex.com o hyperloop@teslamotors.com.Estimados lectores, siempre estamos felices de conocerte y esperarte en las páginas del blog iCover . Estamos listos para continuar deleitándote con nuestras publicaciones e intentaremos hacer todo lo posible para asegurar que el tiempo que pases con nosotros sea agradable para ti. Source: https://habr.com/ru/post/es384367/
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