Hyperloop je konceptualni način transporta koji je predložio Elon Musk, a kojim bi relativno male mahune putovale kroz nepropusne cijevi koje su djelomično evakuirane od zraka. Putujući u okruženju sa smanjenim tlakom, možete postići i održavati brzine blizu brzine od zvuči mnogo lakše nego na otvorenom, što omogućuje energetski učinkovit i brz transport tijekom dugog vremena udaljenostima.
Problemi s modernim brzim prijevozom
Moderne brze transportne platforme, kao što su avioni i brze željeznice, prvenstveno su brzine ograničene otporom zraka i otporom zraka. Što brže putujete, naiđete na više zraka u određenom vremenskom okviru. Ulazak u ovaj dodatni zrak djeluje kao sila otpora koja vas pokušava usporiti. Za borbu protiv dodatnog otpora, sve više i više snage mora se koristiti za daljnje povećanje brzine, što rezultira povećanim sagorijevanjem goriva i povezanim porastom emisija.
Glavni način minimiziranja otpora zraka je dizajn visoko aerodinamičnih oblika koji omogućuju nesmetano strujanje zraka preko objekta. glatki protok zraka velike brzine omogućuje minimalni otpor zraka i efekte otpora. Zrakoplovi dodatno minimiziraju otpor zraka s kojim se susreću, leteći na visinama sa smanjenim tlakom zraka, s manje zraka koji se gura s puta, potrebno je manje sile za putovanje istom brzinom.
Kako će raditi hiperpetlja
Hyperloop je dizajniran za rad u zatvorenoj cijevi iz koje je izvučena većina zraka. Predloženi tlak na kojem bi radila hiperloop cijev je jedan milibar. Jedan milibar tlaka je otprilike jednak tisućinki tlaka zraka na razini mora ili tlaku zraka na visini od 48 kilometara.
Napomena: Za usporedbu, najveća standardna visina krstarenja za 747 je 12,5 km, gdje je tlak zraka 179 milibara.
Nakon smanjenja primarnog faktora ograničenja brzine, sljedeći problem je trenje o tlo. Većina kopnenih vozila koristi kotače koji proizvode trenje i pate od trošenja. Glavna alternativa tome je magnetska levitacija ili maglev, ovo dobro funkcionira u sustavima vlakova na kojima je implementirano, ali dolazi s visokim troškovima. Alternativa koju je predložio Musk je korištenje seta skija s zračnim kotačima, što uključuje mahunu koja pluta na zračnom jastuku. Ova bi metoda trebala biti znatno jeftinija od korištenja maglev tehnologije, a također bi pridonijela smanjenju problema kompresije zraka u cijevi.
Kako mahuna putuje uz cijev koja je samo malo šira nego što jest, nema puno prostora za zrak koji bi mogao proći van. To može dovesti do toga da mahuna u biti djeluje poput šprice, sve više i više komprimira zrak ispred sebe. Uključivanjem ventilatora kompresora na prednju stranu kapsule, dolazni zrak može se po potrebi preusmjeriti na skije zračnog kotača, a ostatak istisnuti iz stražnjeg dijela kapsule kako bi se održala brzina.
Predložena metoda ubrzanja i usporavanja su linearni asinkroni motori slični onome što bi se moglo naći na maglev vlaku ili u tračnici. Uz minimalan otpor, mahune mogu kliziti tijekom većine svojih putovanja.
Cijeli koncept hiperpetlje bio je otvorenog koda s idejom da se potakne inženjerska zajednica da predloži bilo koja poboljšanja do kojih mogu doći. To bi trebalo dovesti do vrhunskog krajnjeg proizvoda, ali znači da se trenutni koncept može promijeniti prije njegovog konačnog oblika.
Problemi s konceptom hiperpetlje
Glavni problem s hiperpetljom je taj što zahtijeva potpuno hermetičku cijev od početka do odredišta. Tlak od 1 milibara smatra se realnom i učinkovitom sredinom gdje bi tvrdi vakuum jednostavno bio pretežak, međutim, to se još uvijek oslanja na cijev koja ostaje nepropusna. Malo je objašnjenja što bi se dogodilo da je cijev oštećena u situacijama kao što su teroristički napad ili potres.
Iako je tlak zraka u cijevi nizak, Hyperloop mahune i dalje moraju biti dizajnirane imajući na umu aerodinamiku. Ovo je kako bi se izbjeglo moguće nadzvučno strujanje zraka kada se putuje brzinama koje se približavaju brzini zvuka. Čak i uz tlak zraka od samo jednog milibara, brzina zvuka je ključno ograničenje brzine. Da bi se realno putovalo nadzvučnim brzinama, cijev bi se morala staviti pod vakuum.
Kapulja treba prijeći u standardno okruženje pod pritiskom i za ukrcaj i za iskrcaj. To povećava složenost sustava i vrijeme potrebno za transport.
Posebno dizajnirani vlak SCMaglev u Japanu pokazao je maksimalnu brzinu od 603 km/h, otprilike upola manje od predloženog hyperloop-a (1220 km/h). Bez dodatne složenosti cijevi pod tlakom i s relativnom lakoćom kojom se Kapacitet vlakova može se povećati, to bi mogla biti izvediva tehnologija putovanja velikih brzina nego hiperpetlja.