Hyperloop – nowa generacja transportu

Ruszyła budowa pierwszego odcinka superszybkiego systemu transportu o nazwie Hyperloop, a testy rozpoczną się w 2016 roku. Elon Musk wraz z firmą ET3 z Kolorado rozpoczął realizację swojego pomysłu.
Rusza budowa testowego odcinka szybkiego systemu transportowego Evacuated Tube Transport (ETT), w którym w około próżniowych rurach mają poruszać się na początek 6-osobowe kapsuły, ciągnięte – podobnie jak w przypadku szybkich kolei Maglev – na poduszce magnetycznej, acz unoszą się jak poduszkowce na poduszce powietrznej. W masowej wersji kapsuły pasażerskie ETT mieszczą do 28 osób. Hyperloop przewozić będzie ludzi w aluminiowych kapsułach, zamkniętych wewnątrz stalowych, próżniowych rur. W zasadzie Hyperloop to coś jak skrzyżowanie samolotu z pociągiem i podróżowanie w czymś co jest wagonosamolotem. W styczniu 2015 roku, Musk oświadczył, że chciałby zbudować testową linię Hyperloop, która powstałaby w Texasie.hyperloop-
Hyperloopy są skrzyżowaniem ponaddźwiękowego samolotu Concorde’a, działka magnetycznego i stołu do Air hockey’a czyli gry przypominająca hokej, ale rozgrywanej na dużym blacie. Poruszają się w tunelach, w których utrzymywane jest podciśnienie, częściowa próżnia. Tunelem wijącym się między dwoma kalifornijskimi metropoliami mknie aerodynamiczny wagon, poruszający się z prędko021_14A_HYPERLOOP ARTścią bliską prędkości dźwięku. Ledwo pasażerowie z San Francisco zdążą przeczytać na tablecie poranne maile i wypić poranne cappuccino czy podwójne espresso, a już są w Mieście Aniołów – Los Angeles. Sześćset kilometrów w pół godziny, w 30-40 minut.
Elon Musk, prezes Tesla Motors ujawnił plany systemu Hyperloop, który umożliwi transport pasażerów z prędkością ponad 1200 km/h, a wszystko to za 10% ceny planowanych w Kalifornii szybkich kolei. Jego projekt już wywołuje publiczną debatę w Kalifornii, a być może i na całym świecie. „Złoty Stan” w USA ma wkrótce rozpocząć budowę nowego systemu kolejowego, ale całą inwestycję mogą zablokować problemy z finansowaniem i inne kwestie polityczne.
Wynalazek ma być alternatywą dla w/w systemu szybkich kolei, budowanego w Kalifornii za 70 mld dolarów, który ma być ukończony w 2029 roku. Podróż tą szybką koleją z jednego miasta do drugiego zajmowałaby nieco ponad dwie i pół godziny, a bilet w obie strony miałby kosztować około 200 dolarów. Jak zauważa Bloomberg Businessweek, projekt został skrytykowany, także przez Elona Muska, jako zbyt drogi i zbyt wolny. Elon Musk postanowił więc zaproponować coś od siebie – tańszego i szybszego, coś na miarę XXI wieku.
Projekt techniczny Elona Muska zakłada płynny ruch pasażerów – w przeciwieństwie do odprawy na lotnisku, po prostu przechodzimy przez kontrolę bezpieczeństwa i od razu wsiadamy do startującej co 2 minuty gondoli transportowej, tylko trochę jeszcze wolniejszej od transpondera ze Star Treka. System wedle projektu jest zasilany energią słoneczną. Pociąg próżniowy Hyperloop może obsługiwać miasta oddalone od siebie mniej niż 900 mil, bo powyżej tej granicy większy sens mają samoloty. Sama podróż takim pojazdem jest generalnie cicha, bez żadnych turbulencji ani odczuwalnych przyspieszeń. – Pasażer nie odczuwa prędkości – mówił dziennikarzom Elon Musk.
Hyperloop do działania nie potrzebuje próżni – to zbyt drogie i zbyt trudne w utrzymaniu, a ciśnienie panujące w tubach ma wynosić maksymalnie 1/6 ziemskiego, tyle, co ciśnienie na Marsie. Cały system transportu ma również zapewniać odpowiednio wysoki poziom bezpieczeństwa, zarówno na wypadek trzęsienia ziemi, jak i innych nie- przewidzianych wydarzeń. W tym celu rozwijające zawrotną prędkość 1287 km/h (800 mil/h) wagoniki mają przemieszczać się w niemal 40 km odstępach między sobą, by możliwe było ich awaryjne wyhamowanie. Maksymalne przeciążenia są wyliczone na 0.5 g. W skrócie projekt zakłada wybudowanie 2 stalowych rur o wewnętrznej średnicy 2.23 m (grubość ścianek około 20-23 mm), całość o grubości około 6 metrów, na początku i końcu linii będą liniowe silniki elektryczne przyśpieszające i hamujące wagoniki. Rury będą co mniej więcej 30 metrów podparte na kilkunastometrowych betonowych filarach – dzięki temu można oszczędzić na wykupie ziemi i większość trasy puścić środkiem autostrad itp.
Rury transportowe nowego systemu superszybkiego podróżowania są umocowane w pierścieniach na filarach tak, że będą mogły się ślizgać do przodu i do tyłu względem pierścienia – ma to zapobiec problemom z rozszerzaniem się/kurczeniem się rur wraz ze zmianami temperatury – elastyczna część rur ma być umieszczona przy stacjach końcowych, bo tam wagoniki jeżdżą z dużo mniejszą prędkością. Oprócz magnetycznych rozpędzaczy na początku i końcu trasy co mniej więcej 112 km rury będą wyposażone w kolejne krótkie odcinki liniowego silnika, żeby przyśpieszyć wagoniki czy raczej zniwelować straty prędkości na tym odcinku. Mniej niż 1% całej długości rur będzie musiała być pokryta takim silnikiem. Żeby zapewnić minimalne straty prędkości, rury mają mieć w środku ciśnienie obniżone do 100 Pa, będzie ono aktywnie utrzymywane przez pompy próżniowe. Dodatkowo wagoniki będą miały z przodu kompresor – skompresowane powietrze z przodu wagonika będzie w większości wypuszczane z tyłu wagonika, w tym, żeby zmniejszyć stratę prędkości i nawarstwianie się powietrza przed wagonikiem, a resztę przeznaczy na utrzymanie poduszek powietrznych na “nartach” którymi wagonik będzie się odpychał od rury. Narty będą też amortyzowane, bo poduszki powietrze przy takiej różnicy ciśnień są bardzo “sztywne”. W celu chłodzenia wagoniki będą brać na na każdą jazdę pojemnik z wodą, którą będą chłodzić kompresor, i pojemnik na powstającą parę. Oprócz tego będą oczywiście baterie napędzające kompresor. Na stacjach końcowych te 3 części będą szybko wymieniane i wagonik po wymianie pasażerów i bagaży rusza z powrotem.
Miliarder od inowacyjnych technologii Elon Musk zainwestował pieniądze w śmiałe projekty. Założył firmę Space Exploration Technologies (SpaceX), która buduje rakiety nośne dla pojazdów kosmicznych. SpaceX zdobyła warty 1,6 mld dolarów kontrakt na przeprowadzenie 12 lotów zaopatrzeniowych na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Elon Musk ma jednak w planach podróże międzyplanetarne, w tym loty na Marsa. Udowodnił naukowo, że możliwa jest budowa samowystarczalnej kolonii dla ludzi na Marsie. Drugą flagową firmą miliardera jest Tesla Motors, która stworzyła pierwszy w pełni elektryczny samochód sportowy i z powodzeniem go sprzedaje. Nie ukrywa, że inspirują go ciekawe i realistyczne wynalazki Nikola Tesli oraz jego twórczy i nowatorski umysł.
Elon Musk nie tylko prowadzi interesy, ale i pracuje w swoich firmach jako bardzo zdolny inżynier. Dlatego media porównują go do Tony’ego Starka – genialnego wynalazcy miliardera z komiksów i filmów, który w wolnym czasie ubiera pancerz Ironmana. Zresztą najnowszy pomysł Muska też kojarzy się z filmami science fiction. W niejednej wizji przyszłości ludzie przemieszczają się po metropoliach w tubach. I mniej więcej tak ma działać próżniowy pociąg Hyperloop. Elon Musk ostatecznie opracował Hyperloop cztery lata temu, w 2011 roku. Zainspirował się działającymi efektywnie rurami pneumatycznymi wykorzystywanymi do transportu poczty w amerykańskich budynkach. Przez ostatni rok nad projektem w wolnym czasie pracowali inżynierowie Tesla Motors i SpaceX.

Elon Musk proponuje budowę systemu Hyperloop na pylonach, które pobiegną wzdłuż głównych autostrad. Umieszczone 30 metrów ponad drogą i mające 6 metrów średnicy rury przez większość trasy biegną wzdłuż łączącej południe i północ stanu autostrady I-5, opuszczając ją jedynie na końcu trasy, by dotrzeć do San Francisco. Takie położenie linii minimalizuje zarówno koszty wykupu gruntów, jak i wpływ całego systemu na środowisko naturalne. Dla porównania system szybkiej kolei kalifornijskiej ma wymagać pasa ziemi o szerokości 30 metrów, ogrodzonego wysokim płotem, uniemożliwiającym sforsowanie go przez skracających sobie drogę ludzi lub zwierzęta. Ze względu na wysoką prędkość, wszelkie ostrzejsze zakręty na trasie Hyperloopu mogłyby oznaczać konieczność dostępu do przesiadki w cenie biletu. Z tego też powodu w niektórych miejscach trasa może przebiegać podziemnymi tunelami lub odbiegać od autostrady, tak by zminimalizować liczbę łuków. Ostre zakręty to generator dodatkowych kosztów, ale mimo tego mają one wynieść zaledwie 10 procent kosztów budowy tradycyjnych szybkiej kolei typu Pendolino.

Na krótkich odcinkach znacznie lepiej wsiąść do szybkiego pociągu niż do samolotu. Choć ten drugi porusza się szybciej, to z reguły lotniska znajdują się w oddaleniu od miast, a zatem tracimy sporo czasu na dojazd i odprawę. Koleje mają tę przewagę, że dworce z reguły znajdują się w centrach miast. Wadą, nawet tzw. szybkich kolei, jest stosunkowo niewielka prędkość. Choć rekordy prędkości rozpalają wyobraźnię, to rzeczywista prędkość pociągów jest od nich znacznie niższa. Hyperloop łączy zalety obu tych środków transportu, a jednocześnie pozwala uniknąć ich wad. Zgodnie z wcześniejszymi przewidywaniami, aby ograniczyć opory w rurze, postanowiono zmniejszyć ciśnienie, jednak nie zdecydowano się na radykalne wypompowanie prawie całego powietrza, chociaż to dałoby możliwość znacznego przekroczenia prędkości dźwięku. To kompromis między chęcią zmniejszenia oporów powietrza a kosztami rosnącymi w miarę zbliżania się do próżni. Aby poruszająca się w rurze kapsuła nie działała jak tłok, zastosowano ciekawe rozwiązanie: każdy z wagoników będzie zasysał znajdujące się przed nim powietrze i wyrzucał je nie tylko za siebie, ale również do dołu i z boków, aby wytworzyć poduszkę powietrzną wspomagającą magnetyczny napęd.

Napęd dla kapsuł zapewniają nierównomiernie rozmieszczone elektromagnesy – musi ich być więcej w miejscach, gdzie odpowiadają za rozpędzanie i hamowanie kapsuł, i mniej tam, gdzie ich zadaniem jest jedynie podtrzymywanie osiągniętej prędkości. Poza kapsułami pasażerskimi, które mają odjeżdżać w kilkudziesięcio sekundowych odstępach, przewidziano również takie, w których zmieszczą się trzy samochody osobowe wraz z pasażerami. Głównym problemem, który pojawiał się w dyskusjach, była kwestia rur próżniowych, w których miały poruszać się kapsuły, i katastrofy, jaka miałaby nastąpić po ich rozszczelnieniu. Okazuje się, że w rurach rzeczywiście będzie obniżone ciśnienie, jednak nie na tyle, by rozszczelnienie powodowało jakieś katastrofalne skutki. Trasa Hyperloop ma być również zabezpieczona przed skutkami trzęsienia ziemi (kolumny z amortyzatorami) i wpływem czynników atmosferycznych. poszczególne kapsuły będą poruszały się w odległości około 37 kilometrów od siebie. Z wyliczeń wynika, że to wystarczający dystans, by w przypadku jakichkolwiek problemów z kapsułą znajdującą się z przodu ta jadąca za nią zdołała bezpiecznie wytracić prędkość i się zatrzymać. Droga hamowania przy prędkości okołodźwiękowej, 1200 km na godzinę jest jak wiadomo sporo dłuższa niż dla tradycyjnych pociągów, a nawet dotychczasowych kolei szybkich. Minimalny dystans między kapsułami może wynieść około 8 kilometrów, co daje około 70 kapsuł pomiędzy Los Angeles a San Francisco, wyruszających co pół minuty, ale w takiej wersji trzeba dodać specjalny hamulec bezpieczeństwa dla całej trasy. – To tak, jakby udać się na przejażdżkę w Space Mountain w Disneylandzie – porównuje pomysłodawca.

W maju 2012 roku rakieta kosmiczna Falcon 9 zbudowana przez należącą do Muska firmę SpaceX dotarła do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, dostarczając na jej pokład 450 kilogramów ładunku. “Czuję się, jakbym wygrał Super Bowl” – mówił wtedy Musk. Na mocy umowy podpisanej z agencją kosmiczną NASA rakiety produkowane przez Space X powoli zastępują wycofane z użytku promy kosmiczne, a Muskowi przynoszą – nomen omen – kosmiczne zyski. W 2010 roku Tesla Motors, firma Muska produkująca sportowe samochody z silnikiem elektrycznym, była pierwszą amerykańską spółką motoryzacyjną, która weszła na amerykańską giełdę od 1956 roku. Wtedy do obrotu weszły akcje Ford Motor Company. Debiut giełdowy Tesla Motors przyniósł spółce 226 mln dolarów. Elon Musk jest też twórcą potężnego serwisu płatności elektronicznych PayPal, sprzedanego w 2002 roku firmie eBay za 1,5 mld dolarów. Te sukcesy nie dziwią, jeśli weźmie się pod uwagę to, że Elon Musk nauczył się programować jako 10-letni chłopak, a już jako 12-latek sprzedał pierwszy napisany przez siebie program – grę o nazwie “Blaster”. Urodził się w RPA, ale uczył się w Kanadzie i Stanach Zjednoczonych. Studiował fizykę i biznes na Uniwersytecie Pensylwanii, ale kiedy trafił na Uniwersytet Stanforda, ciągnęło go już do biznesu. Na prestiżowej uczelni był tylko dwa dni. Porzucił studia, by zaangażować się w tworzenie swojego pierwszego start-upu o nazwie Zip2, który później sprzedał firmie Compaq Computers za 307 mln dolarów. Jego majątek jest szacowany w tej chwili na 4,5 mld dolarów.

Hyperloop będzie zasilany energią słoneczną, co zapewne pozwoli Muskowi wykorzystać technologie opracowane w jego innej firmie – SolarCity. Jest głównym inwestorem i członkiem zarządu, funkcję CEO pełni jego kuzyn, Lyndon Rive. Ogniwa pokrywające trasę Hyperloop nie tylko zapewnią zasilanie dla systemu transportu, ale będą w stanie wygenerować nadwyżki energii, a zatem Hyperloop będzie przy okazji gigantyczną ekologiczną elektrownią słoneczną. To tylko mój skromny pomysł – powiedział Elon Musk, ale zamiast banalnej odsprzedaży można byłoby wykorzystać ją np. do promowania drugiego biznesu Muska, tworząc sieć darmowych stacji ładowania dla samochodów Tesla Motors. Elon Musk podkreśla, że nie zamierza patentować związanych z Hyperloop pomysłów, a cały projekt jest otwarty na modyfikacje i udoskonalenia. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, to pierwszy odcinek zostanie otwarty za 3-4 lata.

Business Insider sugerował, że pomysł Elona Muska może być powrotem do opracowanej jeszcze w latach 70-tych XX wieku przez RAND Corporation koncepcji o nazwie The Very High Speed Transit System (VHST), jednak koncepcja RAND Corporation zakładała wykorzystanie tuneli próżniowych z całkowitą próżnią, a koncept miliardera Elona Muska opiera się jedynie na optymalnym obniżeniu ciśnienia dla podróży z prędkością około 0,9 Macha. Pojazd ma się poruszać na poduszce powietrznej do której stworzenia ma być wykorzystany kompresor, który zasysa powietrze z przodu pojazdu i przekazuje je do tylu pojazdu napędzając tym samym pojazd, a nie tylko na ciągnących pojazd elektromagnesach. Sercem będzie oczywiście silnik elektryczny, całości dopełnią wirniki, akumulatory oraz kompresor.

Pomysł, by połączyć Los Angeles i San Francisco, dojrzał bowiem w głowie Elona Muska wtedy, gdy ujawniono plany budowy szybkiej kolei łączącej te miasta. Zgodnie z nimi inwestycja miała kosztować 60 mld dolarów, a pociągi miały jeździć z prędkością sięgającą 350 kilometrów na godzinę. Jak stwierdził Musk: “Kiedy projekt budowy „szybkiej” kolei został zatwierdzony, byłem zawiedziony. Dlaczego w miejscu, gdzie znajduje się Dolina Krzemowa i Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA, gdzie powstają niesamowite rzeczy, takie jak zebranie całej wiedzy ludzkości czy wysłanie robota na Marsa, miałaby powstać jedna z najdroższych i najwolniejszych kolei wysokich prędkości?” Na fali entuzjazmu związanego z Hyperloop powstają plany budowy globalnej sieci transportowej. Pierwsze linie biegnące po dnie oceanów miałyby połączyć kontynentalne Stany Zjednoczone z Alaską i Hawajami, chociaż podwodna wersja wymagająca mocniejszych rur byłaby sporo kosztowniejsza.

Cytowany przez Agencje Reutera sceptyk Jim Powell, dyrektor Maglev 2000, która buduje systemy kolei magnetycznej, zauważa, że Hyperloop byłby bardzo podatny na zagrożenia terrorystyczne i wymagałby precyzyjnego monitoringu. A koszt projektu ostatecznie mógłby sięgnąć nawet 12 mld dolarów. Konkurencja, co oczywiście wypunktuje wady, ale musi też przesadzać. Każde wykolejenie przy prędkości większej niż 120 km na godzinę to tak czy owak katastrofa i masakra części pasażerów, co pokazują także wypadki szybkich kolei w Europie czy katastrofy samolotów. “Pomysł jest wręcz zuchwały, ale nie widzę w nim nic niezgodnego z prawami fizyki” – skomentował ogłoszenie planów Muska prof. John Hansman, specjalista w dziedzinie transportu z Massachusetts Institute of Technology (MIT). Ernst Frankel to dziś emerytowany profesor MIT, który na początku lat 90-tych XX wieku opracował plany podobnego systemu komunikacyjnego łączącego Nowy Jork i Boston. Zbudował prototyp i rozpoczął rozmowy na temat realizacji projektu z przedstawicielami amerykańskich kolei Amtrak. Niestety, rozmowy ugrzęzły i z planów nic nie wyszło, głównie z powodu oporu betonu biurokratycznego niezdolnego do zrozumienia nowych technologii. Dzisiaj prof. Frankel, pytany przez dziennikarzy “Technology Review”, pozytywnie odnosi się do pomysłu Muska, choć wciąż obawia się, że amerykańskie agencje rządowe i instytucje nie są gotowe na przeprowadzenie tak odważnej inwestycji, zwyczajnie z powodu ciemnoty i lenistwa umysłowego.

Ekolodzy i biznesmeni w Polsce powinni się zjednoczyć wokół takiego projektu i wymóc na władzach III RP natychmiastową modernizację publicznych środków transportu z pomocą technologii Hyperloopa. Hyperloop to nowy rodzaj pojazdu, skrzyżowanie poduszkowca z pociągiem i trochę z rakietą czy samolotem poddźwiękowym. Hyperloop to długa rura, tuba, w której z prędkością ponad 1200 km/h pędzą małe maksymalnie 28-osobowe kapsuły, w wersji testowej 6-osobowe. Elon Musk ogłosił na swoim blogu, że nie zamierza patentować swojego wynalazku, tylko szeroko udostępnić na licencji open source. Projekt można zatem zmieniać i udoskonalać, zanim przejdzie do realizacji, a Elon Musk buduje odcinek testowy. Kim jest miliarder, który oddaje swój wynalazek za darmo w każde dobre ręce?

Pełny projekt w formacie pdf pobierzesz tutaj

http://www.spacex.com/sites/spacex/files/hyperloop_alpha-20130812.pdf‎

Related News

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

COPYRIGHT 2014 ZYCIE PUBLISHING SERVICES. ALL RIGHTS RESERVED.