„Hyperloop“ yra konceptualus Elono Musko pasiūlytas transportavimo būdas, kai santykinai mažos ankštys keliauja per sandarius vamzdelius, iš kurių buvo iš dalies pašalintas oras. Keliaudami sumažinto slėgio aplinkoje galite pasiekti ir išlaikyti greitį, artimą greičiui garsas daug lengviau nei atvirame ore, todėl ilgą laiką galima efektyviai ir greitai transportuoti atstumus.
Šiuolaikinio greitojo transporto problemos
Šiuolaikinės greitojo transporto platformos, tokios kaip lėktuvai ir greitieji geležinkeliai, visų pirma yra ribojamos dėl oro pasipriešinimo ir pasipriešinimo. Kuo greičiau keliaujate, tuo daugiau oro patenkate per tam tikrą laikotarpį. Patekimas į šį papildomą orą veikia priešinančią jėgą, kuri bando jus sulėtinti. Siekiant kovoti su papildomu pasipriešinimu, reikia naudoti vis daugiau galios ir toliau didinti greitį, o tai lemia didesnį kuro degimą ir su tuo susijusią išmetamųjų teršalų padidėjimą.
Pagrindinis būdas sumažinti oro pasipriešinimą – sukurti itin aerodinamines formas, leidžiančias orui sklandžiai tekėti virš objekto. sklandus didelio greičio oro srautas leidžia sumažinti oro pasipriešinimą ir pasipriešinimą. Lėktuvai dar labiau sumažina oro pasipriešinimą, su kuriuo jie susiduria, nes skrisdami aukštyje esant mažesniam oro slėgiui, mažiau oro išstumiant iš kelio, reikia mažiau jėgų norint skristi tuo pačiu greičiu.
Kaip veiks hyperloop
Hyperloop sukurtas veikti sandariame vamzdyje, iš kurio buvo išsiurbta didžioji dalis oro. Siūlomas slėgis, kuriuo veiktų hiperkilpos vamzdis, yra vienas milibaras. Vienas slėgio milibaras yra maždaug lygus vienai tūkstantajai oro slėgio jūros lygyje arba oro slėgio 48 kilometrų aukštyje.
Pastaba: Palyginimui, didžiausias standartinis kreiserinis 747 aukštis yra 12,5 km, kur oro slėgis yra 179 milibarai.
Sumažinus pirminį greičio ribojimo faktorių, kita problema yra trintis su žeme. Dauguma antžeminių transporto priemonių naudoja ratus, kurie sukelia trintį ir nusidėvi. Pagrindinė alternatyva yra magnetinė levitacija arba maglev. Tai gerai veikia traukinių sistemose, kuriose buvo įdiegta, tačiau kainuoja brangiai. Musko pasiūlyta alternatyva yra naudoti oro ratų slidžių rinkinį, kuriame ankštis plūduriuoja ant oro pagalvės. Šis metodas turėtų būti žymiai pigesnis nei naudojant maglev technologijas, o taip pat padėti sumažinti oro suspaudimo vamzdyje problemą.
Kadangi ankštis keliauja išilgai vamzdžio, kuris yra tik šiek tiek platesnis nei jis yra, orui nėra daug vietos išorėje. Dėl to anga iš esmės gali veikti kaip švirkštas, vis labiau suspaudžiant priešais esantį orą. Įtraukus kompresoriaus ventiliatorių ant priekinės angos dalies, įeinantis oras gali būti nukreipiamas į oro ratukų slides, o likusi dalis išstumiama iš galinės angos dalies, kad būtų išlaikytas greitis.
Siūlomas pagreičio ir lėtėjimo metodas yra linijiniai asinchroniniai varikliai, panašūs į tuos, kurie būtų rasti maglev traukinyje arba bėgių pistolete. Dėl minimalaus pasipriešinimo ankštys iš esmės gali slysti daugumą kelionių.
Visa hyperloop koncepcija buvo sukurta atvirojo kodo, siekiant paskatinti inžinierių bendruomenę pasiūlyti bet kokius patobulinimus, kuriuos jie gali sugalvoti. Tai turėtų lemti aukščiausios kokybės galutinį produktą, bet reiškia, kad dabartinė koncepcija gali būti pakeista prieš jos galutinę formą.
Hiperkilpos koncepcijos problemos
Pagrindinė hiperkilpos problema yra ta, kad jam reikia visiškai sandaraus vamzdžio nuo pradžios iki paskirties vietos. 1 milibaro slėgis laikomas realiu ir efektyviu viduriu, kai kietas vakuumas būtų tiesiog per sunkus, tačiau tai vis tiek priklauso nuo to, ar vamzdis išliks sandarus. Mažai paaiškinama, kas nutiktų, jei vamzdis būtų pažeistas tokiose situacijose, kaip teroristinis išpuolis ar žemės drebėjimas.
Nors oro slėgis vamzdyje yra mažas, hyperloop ankštys vis tiek turi būti suprojektuotos atsižvelgiant į aerodinamiką. Taip siekiama išvengti bet kokių galimų viršgarsinių oro srautų, kai keliaujate greičiu, artėjančiu prie garso greičio. Net ir esant vos vieno milibaro oro slėgiui, garso greitis yra pagrindinė greičio riba. Norint realiai važiuoti viršgarsiniu greičiu, vamzdį reikia įdėti į vakuumą.
Tiek įlaipinimo, tiek išlaipinimo anga turi pereiti į standartinio slėgio aplinką. Tai padidina sistemos sudėtingumą ir padidina transportavimui reikalingą laiką.
Specialiai suprojektuotas SCMaglev traukinys Japonijoje įrodė didžiausią 603 km/h greitį, maždaug perpus mažesnį nei pasiūlyta hiperkilpa (1220 km/h). Be papildomo slėgio vamzdžių sudėtingumo ir santykinai lengvai traukinių pajėgumas gali būti padidintas, tai gali būti labiau įgyvendinama greitųjų kelionių technologija nei hiperkilpa.