Το hyperloop, που διαμορφώθηκε για πρώτη φορά ως ιδέα από τον ιδρυτή της Tesla και της SpaceX, Elon Musk, το 2012, διαφημίζεται ως το μέλλον των μεταφορών επιβατών.
Για τους μη μυημένους, το hyperloop είναι ένα σύστημα μεταφοράς επιβατών υψηλής ταχύτητας που περιλαμβάνει έναν στεγανοποιημένο σωλήνα μέσω του οποίου κινούνται λοβοί υψηλής ταχύτητας, μειώνοντας τους χρόνους ταξιδιού. Για παράδειγμα, το ταξίδι από το Λονδίνο στο Εδιμβούργο – το οποίο διαρκεί περισσότερες από τέσσερις ώρες σε ένα τρένο – θεωρητικά θα διαρκούσε μόλις 30 λεπτά.
Ο Μασκ από τότε έχει ενθαρρύνει τις startup εταιρείες και τα έργα υπό την ηγεσία των μαθητών να δημιουργήσουν τις δικές τους εκδοχές του hyperloop. Το σύστημα υψηλής ταχύτητας χρησιμοποιεί μια έκδοση μαγνητικής αιώρησης, αλλά τι είναι και πώς λειτουργεί;
Τι είναι η μαγνητική αιώρηση;
Η μαγνητική αιώρηση, ή maglev, είναι όταν ένα αντικείμενο αιωρείται στον αέρα χρησιμοποιώντας μόνο μαγνητικά πεδία και χωρίς άλλη υποστήριξη.
Μαζί με τα εξαιρετικά γρήγορα τρένα maglev, η μαγνητική αιώρηση έχει διάφορες μηχανολογικές χρήσεις, συμπεριλαμβανομένων των μαγνητικών ρουλεμάν. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για λόγους προβολής και καινοτομίας, όπως αιωρούμενα ηχεία.
Πώς λειτουργεί η μαγνητική αιώρηση;
Η πιο γνωστή χρήση της μαγνητικής αιώρησης είναι στα τρένα maglev. Επί του παρόντος, σε λειτουργία μόνο σε λίγες χώρες, συμπεριλαμβανομένης της Κίνας και της Ιαπωνίας, τα τρένα Maglev είναι τα ταχύτερα στον κόσμο, με ταχύτητα ρεκόρ 375 mph (603 km/h). Ωστόσο, τα συστήματα τρένων είναι απίστευτα ακριβά στην κατασκευή και συχνά καταλήγουν να μαραζώνουν ως ελάχιστα χρησιμοποιημένα έργα ματαιοδοξίας.
Φωτογραφία: Υπουργείο ΕνέργειαςΥπάρχουν δύο κύριοι τύποι τεχνολογίας τρένων maglev – η ηλεκτρομαγνητική ανάρτηση (EMS) και η ηλεκτροδυναμική ανάρτηση (EDS).
EMS χρησιμοποιεί ηλεκτρονικά ελεγχόμενους ηλεκτρομαγνήτες στο τρένο για να το προσελκύσει σε μια μαγνητική χαλύβδινη τροχιά, ενώ EDS χρησιμοποιεί υπεραγώγιμους ηλεκτρομαγνήτες τόσο στο τρένο όσο και στη σιδηροτροχιά για να παράγει μια αμοιβαία απωθητική δύναμη που κάνει τα βαγόνια να αιωρούνται.
Μια παραλλαγή της τεχνολογίας EDS – όπως χρησιμοποιείται στο σύστημα Inductrack – χρησιμοποιεί μια σειρά μόνιμων μαγνητών στην κάτω πλευρά του τρένου, αντί για ηλεκτρομαγνήτες με τροφοδοσία ή ψυχόμενους υπεραγώγιμους μαγνήτες. Αυτό είναι επίσης γνωστό ως τεχνολογία παθητικής μαγνητικής αιώρησης.
Πώς χρησιμοποιεί το Hyperloop τη μαγνητική αιώρηση;
Στην αρχική ιδέα του Musk, οι λοβοί επέπλεαν σε ένα στρώμα πεπιεσμένου αέρα, με παρόμοιο τρόπο με τα ξωτικά που επιπλέουν σε ένα τραπέζι χόκεϊ αέρα. Ωστόσο, μια πιο πρόσφατη έκδοση της τεχνολογίας από την Hyperloop Transportation Technologies (HTT) – μία από τις δύο εταιρείες που οδηγούν τον αγώνα hyperloop – χρησιμοποιεί παθητική μαγνητική αιώρηση για να επιτύχει το ίδιο αποτέλεσμα.
Φωτογραφία: HyperloopTTΗ τεχνολογία έχει λάβει άδεια χρήσης στο HTT από το Lawrence Livermore National Labs (LLNL), το οποίο την ανέπτυξε ως μέρος του συστήματος Inductrack. Αυτή η μέθοδος θεωρείται ότι είναι φθηνότερη και ασφαλέστερη από τα παραδοσιακά συστήματα maglev.
Με αυτή τη μέθοδο, μαγνήτες τοποθετούνται στην κάτω πλευρά των καψουλών σε διάταξη Halbach. Αυτό εστιάζει τη μαγνητική δύναμη των μαγνητών στη μία πλευρά της συστοιχίας ενώ ακυρώνει σχεδόν εξ ολοκλήρου το πεδίο στην άλλη πλευρά. Αυτά τα μαγνητικά πεδία κάνουν τους λοβούς να επιπλέουν καθώς περνούν πάνω από ηλεκτρομαγνητικά πηνία που είναι ενσωματωμένα στην τροχιά. Η ώθηση από γραμμικούς κινητήρες ωθεί τους λοβούς προς τα εμπρός.
Ο κύριος αντίπαλος του HTT, το Hyperloop One χρησιμοποιεί επίσης ένα παθητικό μαγνητικό σύστημα αιώρησης όπου οι μόνιμοι μαγνήτες από την πλευρά του pod απωθούν μια παθητική διαδρομή, με τη μόνη ενέργεια εισόδου να προέρχεται από την ταχύτητα του pod.
Φωτογραφία: Virgin HyperloopΚαι για τα δύο συστήματα, η πίεση του αέρα στις σήραγγες μειώνεται χρησιμοποιώντας αντλίες αέρα για να υποβοηθηθεί η κίνηση των λοβών. Η χαμηλή πίεση αέρα μειώνει δραματικά την οπισθέλκουσα, έτσι ώστε μόνο μια σχετικά μικρή ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας χρειάζεται για να επιτευχθούν οι κορυφαίες ταχύτητες.
Hyperloop Progress
Τώρα που καταλαβαίνουμε το Magnetic Levitation, ήρθε η ώρα να δούμε την πρόοδο που σημειώνουν οι εταιρείες στην επέκταση της τεχνολογίας για γενική χρήση.
Σε συναρπαστικά νέα, το Hyperloop της Virgin μετέφερε με ασφάλεια δύο επιβάτες στο 2θέσιο Pod-2. Αυτό το όχημα είναι μια πολύ μικρότερη έκδοση αυτού που περιμένουμε από την εταιρεία αργότερα. Σύμφωνα με τις προβλέψεις της Virgin, κάποια μέρα θα δούμε ένα επιβατικό όχημα 28 θέσεων.
Το τρέχον μοντέλο έφτασε μόνο τα 107 μίλια την ώρα, αλλά το έκαναν με ασφάλεια και θα το ονομάσουμε νίκη για τη νέα τεχνολογία.
Φυσικά, ο Έλον Μασκ δεν αφήνει τη Virgin να πάρει όλη τη δόξα του Hyperloop. Τον Ιούλιο του τρέχοντος έτους, ο Μασκ έγραψε στο Twitter ότι ανυπομονούσε να κατασκευάσει μια σήραγγα μήκους 10 χιλιομέτρων με πολλές καμπύλες για να μιμείται καλύτερα τα πραγματικά ταξίδια hyperloop.
Το μέλλον του Hyperloop
Με τόσο μεγάλα βήματα που σημειώνονται το 2020, είναι φυσικό να αναρωτιόμαστε πότε θα δούμε το σύστημα μεταφορών σε πλήρη χρήση. Είναι ακόμη πολύ νωρίς για να πούμε ειλικρινά. Η τεχνολογία είναι απίστευτα ακριβή και έχει ακόμη πολύ δρόμο για να φτάσει τις προβλεπόμενες ταχύτητες που οι επιστήμονες και οι μηχανικοί πιστεύουν ότι είναι ικανή.
Προς το παρόν, θα συνεχίσουμε να παρακολουθούμε την πρόοδο και θα σας ενημερώνουμε για τις τελευταίες εξελίξεις στις μεταφορές που βασίζονται στο Magnetic Levitation, όπως το Hyperloop.