Hyperloop, Elon Musk tarafından önerilen, nispeten küçük bölmelerin kısmen havası boşaltılmış hava geçirmez tüplerden geçtiğini görecek olan kavramsal bir ulaşım modudur. Düşük basınçlı bir ortamda seyahat ederek, aracın hızına yakın hızlara ulaşabilir ve bu hızları koruyabilirsiniz. açık havada olduğundan çok daha kolay ses çıkararak uzun süre boyunca enerji açısından verimli ve hızlı taşıma sağlar mesafeler.
Modern yüksek hızlı ulaşımla ilgili sorunlar
Uçaklar ve yüksek hızlı trenler gibi modern yüksek hızlı ulaşım platformları, öncelikle hava direnci ve sürüklenme ile hız sınırlıdır. Ne kadar hızlı seyahat ederseniz, belirli bir zaman diliminde o kadar fazla havaya girersiniz. Bu ekstra havaya girmek, sizi yavaşlatmaya çalışan bir direnç kuvveti gibi davranır. Ekstra dirençle mücadele etmek için, hızı daha da artırmak için daha fazla güç kullanılmalıdır, bu da yakıtın daha fazla yanmasına ve buna bağlı olarak emisyonlarda artışa neden olur.
Hava direncini en aza indirmenin ana yolu, havanın bir nesne üzerinde düzgün bir şekilde akmasına izin veren yüksek düzeyde aerodinamik şekiller tasarlamaktır. yüksek hızlı havanın düzgün akışı, minimum hava direncine ve sürtünme etkilerine izin verir. Uçaklar, düşük hava basıncına sahip irtifalarda uçarak, daha az havayı iterek ve aynı hızda seyahat etmek için daha az kuvvet uygulayarak karşılaştıkları hava direncini daha da en aza indirir.
Hiper döngü nasıl çalışacak?
Hyperloop, havanın çoğunun emildiği kapalı bir tüpte çalışmak üzere tasarlanmıştır. Bir hiperloop tüpünün çalışacağı önerilen basınç bir milibardır. Bir milibar basınç, kabaca deniz seviyesindeki hava basıncının binde birine veya 48 kilometre yükseklikteki hava basıncına eşittir.
Not: Karşılaştırma için, 747 için en yüksek standart seyir yüksekliği 12,5 km'dir ve hava basıncı 179 milibardır.
Birincil hız sınırlayıcı faktörü azalttıktan sonra, bir sonraki konu zeminle sürtünmedir. Çoğu kara taşıtı, sürtünme oluşturan ve aşınma ve yıpranmaya maruz kalan tekerlekler kullanır. Bunun ana alternatifi manyetik levitasyon veya maglev'dir, bu, uygulandığı tren sistemlerinde iyi çalışır, ancak yüksek bir maliyeti vardır. Musk tarafından önerilen alternatif, bir hava yastığı üzerinde yüzen kapsülü içeren bir dizi hava tekerlekli kayak kullanmaktır. Bu yöntem, maglev teknolojilerini kullanmaktan önemli ölçüde daha ucuz olmalı ve aynı zamanda tüpte hava sıkıştırması sorununu en aza indirmeye yardımcı olmalıdır.
Bir kapsül, olduğundan sadece biraz daha geniş olan tüp boyunca hareket ettiğinden, havanın dışarıda dolaşması için fazla yer yoktur. Bu, kapsülün esasen bir şırınga gibi davranarak önündeki havayı giderek daha fazla sıkıştırmasına yol açabilir. Bölmenin ön tarafına bir kompresör fanı ekleyerek, gelen hava gerektiğinde hava tekerlek kayaklarına yönlendirilebilir ve geri kalanı hızın korunmasına yardımcı olmak için bölmenin arkasından dışarı itilebilir.
Bir maglev treninde veya bir raylı tüfekte bulunabileceklere benzer lineer asenkron motorlar, önerilen hızlanma ve yavaşlama yöntemidir. En aza indirilmiş direnç ile bölmeler, yolculuklarının çoğu için esasen kayabilir.
Tüm hiperloop konsepti, mühendislik topluluğunu ortaya çıkabilecek her türlü iyileştirmeyi önermeye teşvik etme fikriyle açık kaynaklıdır. Bu, üstün bir nihai ürüne yol açmalıdır, ancak mevcut konseptin nihai formundan önce değiştirilebileceği anlamına gelir.
Hiper döngü konseptiyle ilgili sorunlar
Hyperloop ile ilgili ana sorun, başlangıç noktasından varış noktasına kadar tamamen hava geçirmez bir tüp gerektirmesidir. 1 milibarlık basınç, sert bir vakumun çok zor olacağı gerçekçi ve etkili bir orta yol olarak görülür, ancak bu yine de tüpün hava geçirmez kalmasına bağlıdır. Terör saldırısı veya deprem gibi durumlarda bir tüp hasar görürse ne olacağına dair çok az açıklama var.
Tüpteki hava basıncı düşük olsa da, hyperloop pod'lar yine de aerodinamik göz önünde bulundurularak tasarlanmalıdır. Bu, ses hızına yaklaşan hızlarda seyahat ederken olası süpersonik hava akışlarını önlemek içindir. Sadece bir milibarlık bir hava basıncında bile, ses hızı önemli bir hız sınırıdır. Süpersonik hızlarda gerçekçi bir şekilde seyahat etmek için tüpün bir vakum altına alınması gerekir.
Bölmenin hem biniş hem de iniş için standart bir basınç ortamına geçmesi gerekir. Bu, sistem karmaşıklığını ve nakliye için gereken süreyi artırır.
Japonya'da özel olarak tasarlanmış SCMaglev treni, 603 km/sa'lik bir azami hız sergilemiştir ki bu, hiper döngü önerisinin (1220 km/s) kabaca yarısıdır. Basınçlı boruların ek karmaşıklıkları olmadan ve trenlerin kapasitesi arttırılabilir, bu daha uygun bir yüksek hızlı seyahat teknolojisi olabilir. hiper döngü.