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Acontece que uma idéia brilhante que pode mudar permanentemente o mundo se torna realidade depois de anos, muitas décadas e até séculos. E perceber que, nesse caso, é levado de maneira alguma a seus autores, mas a pessoas com um conjunto de certas qualidades. Esse é exatamente o tipo de pessoa que Ilon Musk se tornou - o criador do PayPal, carros elétricos Tesla e os projetos grandiosos da SpaceX. O talento, a perseverança e a visão do prospecto Mask trouxeram mais perto a realização do conceito de transporte do futuro, cujas fundações foram lançadas por nosso compatriota Boris Weinberg há mais de um século.

Falaremos sobre as perspectivas de um dos projetos do século, que está sendo implementado em várias direções nos dias de hoje, e sobre o primeiro vídeo promocional da Hyperloop Technologies da HyperloopTechnologies abaixo.

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As origens

Graças à energia encantadora da máscara, a idéia de um veículo se movendo em um tubo com ar de baixa descarga (Vorvakuum) mais rápido que a velocidade do som, ao que parece, há todas as chances de se tornar realidade no futuro próximo.

Mas, além da energia, a idéia proposta no Hyperloop foi baseada em um conceito desenvolvido e implementado com sucesso um século antes pelo francês Emil Boschle e professor do Instituto Politécnico de Tomsk, Boris Weinberg. Independentemente e quase simultaneamente, conseguiram criar um protótipo de um trem super rápido. Mas a primeira pessoa no planeta que realizou experimentos bem-sucedidos em 1914, movendo um corpo em um tubo de vácuo fechado sob a influência de um campo magnético, foi nosso compatriota B. Weinberg.

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A velocidade das cápsulas únicas no vácuo no projeto de Weinberg era de 800-1000 km / h, o que permitiria à Rússia atravessar a Rússia de Vladivostok até a fronteira ocidental em 10 a 11 horas e viajar de São Petersburgo a Moscou em 45 a 50 minutos. Foi planejado lançar os carros no cano com a ajuda de solenóides gigantes com um comprimento de cerca de 3 km, o que reduziria a sobrecarga durante a aceleração. Antes do "início", cápsulas únicas com passageiros no projeto de Weinberg foram acumuladas em uma câmara bem fechada, de onde foram enviadas por um grupo para o lançador e atiradas alternadamente no túnel com uma frequência de uma cápsula em 5 segundos. Com essa densidade de tráfego de passageiros, seria possível enviar até 17.000 vagões por dia.

O próprio autor chamou seu trem de Jules Vernovsky e Welssovsky, em grande parte devido à complexidade e ao custo de implementação de 150.000 a 200.000 rublos em 1914!

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Em conexão com a Guerra Civil e a necessidade da frente de cobre de alta qualidade, a plataforma de teste com um tubo de cobre com 32 cm de diâmetro e 6,5 m de comprimento foi desmontada. Hoje, de todos os materiais direta e indiretamente relacionados ao cientista desenvolvido e brilhantemente implementado no nível do protótipo, apenas o folheto "Movimento sem atrito", publicado em 1914 em uma edição limitada dos registros da palestra pública de Weinberg em São Petersburgo, foi preservado.

Boris Petrovich Weinberg morreu no Leningrado sitiado em 18 de abril de 1942 de fome.

Ao longo do século XX, as idéias de Weinberg, Boschle, Kemper, Ozawa foram ativamente discutidas e apenas 100 anos depois, com base nos desenvolvimentos existentes, um projeto real de transporte foi proposto, usando todo o poder das tecnologias e materiais modernos. O autor do projeto "finalizado" de Weinberg, chamado Hyperloop, estava destinado a se tornar a carismática Ilon Mask. O papel do cientista russo, como costuma acontecer neste campo, os participantes do projeto, se mencionarem, de passagem e com óbvia relutância.

Trem a vácuo hoje

A versão alfa do projeto do pipeline elevado futurista Hyperloop (Hyperloop), referido apenas como o quinto modo de transporte, foi apresentada em um documento de 57 páginas em 12 de agosto de 2013.

Musk não esconde o fato de que o Hyperloop foi concebido de várias maneiras como uma alternativa ao projeto da ferrovia de alta velocidade do governo California High-Speed Rail entre Los Angeles e San Francisco no valor de US $ 68,4 bilhões, cuja conclusão está prevista para 2029. De acordo com o autor do projeto Hyperloop, os trens da rodovia da Califórnia em construção, movendo-se a uma velocidade de 322 km por hora, certamente darão o primeiro passo no ranking mundial, como o mais lento e mais caro em termos de milhas. Musk expressou sua atitude em relação ao CHSR na primeira página do relatório Alpha Hyperloop: "Quando o trilho de alta velocidade da Califórnia passou no processo de aprovação, fiquei desapontado, tanto quanto sei, e muitos outros ...".

E como discordar do autor do Hyperloop, se a barra de 200 km / h foi superada em 11 de maio de 1936 pela locomotiva a vapor alemã DRG 05 de Borsig, 256 km / h pelo shinkansan meio século atrás e 600 km / h pelo trouxa do Japão Central Ferroviária Co - em abril de 2015.

Que alternativa Musk ofereceu? Ele disse que seu projeto cobriria a distância de Los Angeles a São Francisco 561 km pelo menos 3-4 vezes mais rápido, ou seja, em apenas 30 minutos. O movimento de cápsulas em forma de charuto, cada uma planejada para acomodar 28 pessoas, ocorrerá devido aos campos magnéticos e ao motor a uma pressão residual máxima de 1 ... 10-3 mm RT. Art., Criado por bombas de pré-vácuo. É esse estado da atmosfera que é atingido em altitudes da ordem de 50 a 80 km acima da superfície do planeta. Velocidade estimada prevista de 480 a 1220 km / h, dependendo da retidão do percurso.

De acordo com os cálculos de Mask e especialistas da SpaceX, o custo da implementação do projeto Hyperloop custará 10 (!) Vezes mais barato que o custo do trilho de alta velocidade da Califórnia. Ou seja, o hiper Loop que liga as maiores cidades da Califórnia, segundo estimativas otimistas, custará aos investidores US $ 6 bilhões. Nesse caso, de acordo com Mask, transporte:

Ele receberá toda ou a maior parte da energia suficiente para a operação de todos os sistemas a partir de painéis solares.
Ele fornecerá tráfego sem interrupção de passageiros sem a necessidade de um cronograma, já que as cápsulas, de acordo com a Máscara, serão enviadas a cada 30 segundos, proporcionando tráfego de passageiros até 7,4 milhões de pessoas em ambas as direções anualmente.
Excederá quaisquer análogos existentes em termos de segurança.
É seguro contra a grande maioria das emergências nas quais os veículos tradicionais caem.

A idéia de um "tubo vazio" foi mantida, mas um pouco transformada. Mas a implementação prática das condições de um vácuo rígido, que é problemático para manter mesmo em uma sala, sem mencionar um cano com 1.100 km de comprimento e uma dúzia de estações e fechaduras, considerou Musk fantástico. Uma solução alternativa poderia ser um vácuo "técnico" ou "pré-vácuo" - alguma pressão residual igual à pressão na atmosfera superior a uma altitude de cerca de 80 km (100 pascal). Este nível de pressão é bastante alcançável usando as bombas mais convencionais de potência e custo médios.

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Um gráfico que ilustra o conceito Hyperpetley: abaixo de 100 Pa, o custo de redução da pressão aumenta exponencialmente, o que torna mais vantajoso manter esse nível no tubo para trens de cápsulas.

As mudanças afetaram o método e o movimento das cápsulas Hyperloop, que Musk propôs lançar usando um motor elétrico linear externo que "atira" a cápsula no túnel. Um trilho de alumínio de 15 m de comprimento no fundo do tubo é usado como estator no início e a cada 110 km. Cada cápsula está equipada com seu próprio rotor. Para criar a força motriz necessária ao mover a cápsula a uma velocidade de 1130 km / h em condições de vácuo, 100 kW é suficiente, o que é comparável à potência do carro. Quando a cápsula estiver totalmente carregada por passageiro, a quantidade de energia gasta será minúscula em vários quilowatts - exatamente como em um ciclomotor de baixa potência.

Ao mesmo tempo, o provável contato com as paredes do túnel observado no experimento Weinberg, no caso de Hyperloop, é excluído devido à almofada de ar formada pelas massas de ar que se deslocam em alta velocidade. Para manter a cápsula em posição, os fluxos de ar que se aproximam com uma pressão de 9,4 kPa são concentrados em uma forma toroidal usando ventiladores e um guia.

Em velocidades médias e altas, o próprio ar será forçado sob a cápsula, uma vez que as guias subcapsulares começarão a se abrir levemente na frente, proporcionando quase "vôo" no fluxo de entrada.

Assim, o princípio da levitação magnética no vácuo, proposto por Weinberg, ímãs supercondutores em hélio líquido e outras soluções ultra caras no projeto Mask foram substituídos por uma tecnologia muito mais barata para se mover na linha de frente.

Aumentar a altura da cápsula de 0,90 m (proposta por Weinberg) para 1,1 me largura para 1,35 torna possível colocar nas cápsulas 2 filas de cadeiras confortáveis para 14 pessoas cada, permitindo que todos os 28 passageiros se reclinem. Ao mesmo tempo, de acordo com a especificação de cálculos de especialistas da NASA, a projeção da seção interna do tubo, garantindo a ausência de consequências aerodinâmicas, deve ter uma área várias vezes maior que a área de projeção estimada da cápsula.

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Altura - 1,1 m, largura - 1,35 m. Aterragem - como em um sedã esportivo, que com acelerações de até 0,5 g pode ser considerado mais como cuidar do passageiro do que inconveniente associado ao desejo do projetista de reduzir a resistência.

Como no projeto Weinberg, as cápsulas Hyperloop são completamente seladas. O volume de ar necessário para respirar será entregue ao “salão” por unidades de bombeamento especiais.

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Ilustrações Elon Musk,

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design de cápsula secional SpaceX

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Dois tubos de aço paralelos, suportes de concreto armado a cada 30 m. Esta opção eliminará a necessidade de construção de travessias e o resgate total de terrenos na zona ferroviária e de exclusão.

A energia necessária para apoiar a operação do sistema é produzida por painéis solares com painéis de 4,25 m (para a versão de passageiros) e 6,6 m (para a balsa) instalados ao longo de toda a extensão da rota. Isso significa que, em um dia ensolarado, a versão para passageiros do Hyperpetli receberá 285 MW e o ferry - 443 MW, que cobre suas necessidades em excesso. Em um dia nublado, será possível obter a energia necessária devido a unidades instaladas ao longo da rota ou conectando-se a uma rede elétrica comum.

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Mas em megajoules por passageiro, uma viagem na rota LA - São Francisco na Hyperpetel será a melhor opção: não há atrito nos trilhos e na estrada, e a resistência do ar é mais do que moderada.

A energia cinética da cápsula, liberada pelo estator quando é inibida, também se mostra útil e passível de conversão em energia elétrica nesse esquema. Estima-se que o excesso de energia gerada pelas baterias permita que você receba até US $ 25 milhões por ano, o que trará o custo de uma passagem só de ida de Los Angeles para San Francisco para perto de US $ 20. Assim, o preço de uma passagem de LA - SF é igual ao custo da gasolina gasta em uma viagem três vezes mais curta de carro e 1/3 do custo da passagem mais barata para o Sapsan cinco vezes menos rápido, que percorre uma rota de comprimento semelhante, mas ao longo da ferrovia.

Uma fonte adicional de economia significativa em comparação com um projeto que oferece soluções alternativas com vácuo profundo é a possibilidade de fabricar paredes de túneis a partir de tubos de aço comuns com uma parede de 20 a 25 mm.

Hyper Loop "Ferry"

Sob certas condições, de acordo com Mask, é possível refinar o projeto ao nível do conceito de “balsa”, que envolve o transporte não apenas de pessoas, mas de seus bens e carros carregados em cápsulas usando plataformas móveis. Ele concorda que a implementação desse conceito Hyperloop estará associada a um aumento forçado na área de projeção da cápsula para 4 metros quadrados e no diâmetro do tubo para 3,3 metros, o que levará a um aumento significativo no custo do projeto. Mas, mesmo levando em consideração todos os custos de sua implementação, o custo final ainda será menor que o que avalia o projeto do hardware de alta velocidade existente.

Gargalos conceituais

Também há seções controversas no projeto que requerem a atenção mais próxima e possivelmente refinamento. Portanto, o compressor deve poder acumular a bordo uma quantidade suficiente de ar comprimido em caso de acidente ou despressurização, o que impedirá uma queda de pressão muito rápida na cabine. A subestimação dessa circunstância no caso de uma queda instantânea da pressão com oxigênio pode levar à morte de passageiros. Por sua vez, o ar comprimido de 20 vezes certamente aquecerá os cilindros, para o resfriamento dos quais volumes significativos de água serão necessários. Para não aumentar o volume do resfriador de bordo, a água deverá ser trocada em cada estação usando tanques de troca rápida.

Os mesmos túneis são usados para mover continuamente várias cápsulas por unidade de tempo em velocidades supersônicas. No caso de um acidente em uma das cápsulas, a distância de 37 km entre o acidente e a cápsula mais próxima estará no limite. Os sistemas de bordo oferecem a possibilidade de frenagem automática. Como o compressor e os sistemas de bordo são alimentados por painéis solares, será necessário trocar as baterias modulares calculadas pelas carregadas em cada estação.

As idéias propostas por Musk não são tão claras quanto parecem à primeira vista, o que é confirmado pela discussão em andamento entre os apoiadores do projeto e os céticos:

Os resultados das simulações de computador conduzidas por especialistas da NASA mostraram que, para atingir os objetivos estabelecidos, o sistema deve ser parcialmente modificado. Ao mesmo tempo, é possível um aumento significativo no custo do projeto.

Tendo preparado a ponte para o projeto, o próprio Musk mudou para os problemas da colonização de Marte e da mobilização elétrica total, colocando toda a documentação do projeto para Hyperloop na rede.

Tecnologias de transporte Hyperloop

A ideia foi aceita com rapidez suficiente. Para implementar o Hyperpetel, foi criada a HTT Hyperloop Transportation Technologies, reunindo mais de 200 especialistas de Harvard, Boeing, Cisko Systems ... Assim, as fases e seções individuais do projeto foram divididas em subtarefas elaboradas por representantes de várias áreas do conhecimento, trocando ativamente informações úteis entre si. Em fevereiro de 2015, foi alcançado um acordo entre a HTT e o desenvolvedor da eco-cidade de Kwei Valley para construir o primeiro “ramo” da rodovia Hyperloop, com 8 km de extensão, custando US $ 100 milhões.O início da primeira fase de construção está previsto para o início de 2016.

HyperloopTechnologies

A Hyperloop Technologies (HT) tornou-se a segunda equipe concorrente que expressou o desejo de continuar o trabalho independente em direção ao desenvolvimento do projeto. Seu líder, Sherwin Pishevar, é um dos principais patrocinadores do Partido Democrata dos EUA, que pessoalmente contata Obama na implementação do projeto.

Os planos de Pishevar são bastante ambiciosos, o que é evidenciado não apenas pelo apoio no nível da administração presidencial, mas também pela escolha de um local para a construção de uma rota de Las Vegas à costa oeste dos EUA. A julgar pelo vídeo promocional otimista da empresa, as coisas estão indo muito bem na Hyperloop Technologies. Curiosamente, o vídeo foi gravado quase imediatamente após assumir o novo CEO de HT Rob Lloyd, ex-presidente de vendas e desenvolvimento da Cisco.

O primeiro vídeo promocional muito positivo sobre o Hyperloop da HyperloopTechnologies

Os planos HT serão implementados para a criação de uma pista de teste de 3,2 km no campus de Los Angeles, programada para o final de 2016-2017, a empresa não informa em seus últimos press releases, mas, se o fizerem, será um teste sério e possivelmente decisivo para toda a inicialização. A equipe de Rob Lloyd inclui pelo menos 50 especialistas em engenharia, modelagem, engenharia, direito e recursos humanos. O ex-engenheiro da SpaceX, co-fundador da Hyperloop Technologies, Brogan Bembrogan, que ocupava o cargo de Lloyd antes de sua chegada, mudou-se para o cargo de CTO.

Musk está de volta ao jogo

E quanto a Musk? Ele provou mais uma vez que ele foi capaz de surpreender. Em janeiro de 2015, Elon Musk decidiu que sua completa rejeição ao projeto Hyperloop parecia prematura, conforme anunciado pelos presentes no Texas Transport Forum. Lá, ele anunciou a candidatura prioritária de um empreiteiro para a construção de uma pista de teste Hyperloop de 8 quilômetros - Texacy. Em julho deste ano, a ideia da Mask, a SpaceX anunciou uma competição para criar uma cápsula de passageiros, que será testada no campo de treinamento de Hawthorne em um trecho de 1,6 km.

Bem, o tempo está acabando e os concorrentes estão em alerta. A China, que planeja implementar um projeto de trem ferroviário (até 1000 km / h) em um túnel com vácuo até 2020, pode muito bem reivindicar seus direitos de liderar o lugar no Olympus de alta velocidade mundial, a empresa finlandesa Astronomic, que apresentou em 2013 sua visão do futuro trem de velocidade Sonicloop em um túnel subaquático de até 1600 km / h, e, possivelmente, o único sistema de transporte supersônico russo de Yansufin, capaz de acelerar com um impulso de 200 toneladas para 2.448 km / h em 5 minutos e 40 segundos após o lançamento.

Gostaria de acreditar que pelo menos um desses e outros projetos ambiciosos serão implementados em um futuro próximo, a nova barreira de alta velocidade será percebida pela grande maioria dos passageiros como confortável e natural, e o testemunhoOs monitores de freqüência cardíaca após uma viagem de 30 minutos em um veículo assim permanecerão dentro de limites aceitáveis. Goste ou não - o tempo dirá.

Nós, por nossa parte, tentaremos fornecer a você novas informações acessíveis e úteis sobre os eventos e planos atuais das primeiras pessoas responsáveis pelo destino do projeto.

No entanto, qualquer pergunta que você possa fazer à Ilona agora) - feedback: hyperloop@spacex.com ou hyperloop@teslamotors.com.

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