Hyperloop הוא אמצעי תחבורה מושגי שהוצע על ידי אילון מאסק, שיראה תרמילים קטנים יחסית נעים דרך צינורות אטומים שפונו חלקית מאוויר. על ידי נסיעה בסביבת לחץ מופחת, אתה יכול להשיג ולשמור על מהירויות קרוב למהירות של נשמע הרבה יותר בקלות מאשר באוויר הפתוח, מה שמאפשר הובלה יעילה באנרגיה ומהירה לאורך זמן מרחקים.
בעיות עם תחבורה מודרנית במהירות גבוהה
פלטפורמות תחבורה מודרניות מהירות, כמו מטוסים ומסילות מהירות, מוגבלות בעיקר על ידי התנגדות אוויר וגרר. ככל שאתה נוסע מהר יותר, כך אתה נתקל יותר באוויר בפרק זמן נתון. ריצה לתוך האוויר הנוסף הזה פועלת כוח התנגדות שמנסה להאט אותך. כדי להילחם בהתנגדות הנוספת, יש להשתמש בעוד ועוד כוח כדי להגביר עוד יותר את המהירות, מה שגורם לשריפת דלק מוגברת ולעלייה הנלווית בפליטות.
הדרך העיקרית למזער את התנגדות האוויר היא לעצב צורות אווירודינמיות במיוחד המאפשרות לאוויר לזרום בצורה חלקה על עצם. זרימה חלקה של אוויר במהירות גבוהה מאפשרת השפעות התנגדות אוויר וגרירה ממוזערות. מטוסים ממזערים עוד יותר את התנגדות האוויר העומדת בפניהם, על ידי טיסה בגבהים עם לחץ אוויר מופחת, עם פחות אוויר לדחוף מהדרך, נדרש פחות כוח כדי לנסוע באותה מהירות.
איך היפרלופ יעבוד
Hyperloop נועד לפעול בצינור אטום שרוב האוויר נשאב ממנו. הלחץ המוצע שבו יפעל צינור היפרלופ הוא מיליבר אחד. מיליבר אחד של לחץ שווה בערך לאלף מלחץ האוויר בגובה פני הים, או ללחץ האוויר בגובה של 48 קילומטרים.
הערה: לשם השוואה, גובה השיוט הסטנדרטי הגבוה ביותר עבור 747 הוא 12.5 ק"מ, כאשר לחץ האוויר הוא 179 מיליבר.
לאחר הפחתת גורם מגביל המהירות העיקרי, הנושא הבא הוא חיכוך עם הקרקע. רוב כלי הרכב הקרקעיים משתמשים בגלגלים, המייצרים חיכוך וסובלים מבלאי. האלטרנטיבה העיקרית לכך היא ריחוף מגנטי או מגלב, זה עובד היטב במערכות הרכבת שעליהן יושם אך מגיע עם עלות גבוהה. החלופה המוצעת על ידי מאסק היא להשתמש בסט של מגלשי גלגלי אוויר, הכוללים את התרמיל צף על כרית אוויר. שיטה זו אמורה להיות זולה משמעותית משימוש בטכנולוגיות מגלב ובמקביל מסייעת למזער את בעיית דחיסת האוויר בצינור.
כשתרמיל נע לאורך הצינור שהוא רק קצת יותר רחב ממנו, אין הרבה מקום לאוויר להסתובב מבחוץ. זה יכול להוביל לכך שהתרמיל בעצם פועל כמו מזרק, ודוחס את האוויר שלפניו יותר ויותר. על ידי הכללת מאוורר מדחס בקדמת התרמיל, ניתן להפנות את האוויר הנכנס למגלשי גלגלי האוויר לפי הצורך ואת השאר לדחוף החוצה מהחלק האחורי של הפוד כדי לעזור לשמור על מהירות.
מנועי אינדוקציה ליניאריים הדומים למה שניתן למצוא ברכבת מגלב או ברובה רכבת הם שיטת ההאצה וההאטה המוצעת. עם ההתנגדות הממוזערת, התרמילים יכולים למעשה לגלוש במשך רוב הטיולים שלהם.
כל קונספט ההיפרלופ נעשה בקוד פתוח כשהרעיון הוא לעודד את קהילת ההנדסה להציע כל שיפור שהם יכולים להמציא. זה אמור להוביל למוצר סופי מעולה, אך פירושו שהרעיון הנוכחי עשוי להשתנות לפני צורתו הסופית.
בעיות עם קונספט ההיפרלופ
הבעיה העיקרית עם היפרלופ היא שהוא דורש צינור אטום לחלוטין מהמקור ליעד. הלחץ של 1 מיליבר נתפס כאמצעי ריאלי ויעיל שבו ואקום קשה יהיה פשוט קשה מדי, עם זאת, זה עדיין מסתמך על שהצינור יישאר אטום. יש מעט הסבר למה שיקרה אם צינור היה ניזוק במצבים כמו פיגוע טרור או רעידת אדמה.
למרות שלחץ האוויר בצינור נמוך, תרמילי היפרלופ עדיין חייבים להיות מתוכננים תוך מחשבה על אווירודינמיקה. זאת כדי למנוע זרימת אוויר על-קולית פוטנציאלית בעת נסיעה במהירויות המתקרבות למהירות הקול. אפילו עם לחץ אוויר של מיליבר אחד בלבד, מהירות הקול היא מגבלת מהירות מפתח. כדי לנוע באופן מציאותי במהירויות על-קוליות, יהיה צורך לשים את הצינור תחת ואקום.
התרמיל צריך לעבור לסביבת לחץ סטנדרטית הן לעלייה והן להורדה. זה מוסיף למורכבות המערכת ולזמן הדרוש להובלה.
רכבת SCMaglev שתוכננה במיוחד ביפן הפגינה מהירות מרבית של 603 קמ"ש, בערך מחצית מזו של הצעת ההיפרלופ (1220 קמ"ש). ללא המורכבות הנוספת של הצינורות בלחץ ובקלות היחסית שבה ניתן להגדיל את הקיבולת של הרכבות, זו עשויה להיות טכנולוגיית נסיעה מהירה יותר ריאלית מאשר היפרלופ.