Технології Hyperloop можуть докорінно змінити сферу транспорту: ось все, що вам потрібно знати про те, що таке Hyperloop (гіперлуп) та які перспективи у впровадженні супершвидких подорожей.
Що таке Hyperloop (гіперлуп)?
Hyperloop – це новий вид наземного транспорту, який зараз розробляється рядом компаній. В ньому пасажири подорожують зі швидкістю понад 1100 км. на годину в вагончику-капсулі, який мчить по гігантських трубах низького тиску, над або під землею.
Чим Hyperloop відрізняється від традиційного транспорту?
Є дві великі відмінності між Hyperloop і традиційною залізницею. По-перше, вагончики, що перевозять пасажирів, проходять через труби або тунелі, з яких видалено більшу частину повітря, щоб зменшити тертя.
По-друге, замість того, щоб використовувати колеса, як поїзд чи автомобіль, капсули призначені для пересування по повітряних подушках, використовують магнітну левітацію для зменшення тертя.
Які переваги Hyperloop?
Прихильники стверджують, що Hyperloop може бути дешевшим і швидшим за поїздки чи поїздки на машинах, а також дешевшим і менш забруднюючим, ніж авіаперевезення.
Вони стверджують, що це також швидше та дешевше споруджувати, ніж традиційну швидкісну залізницю. Отже, Hyperloop (гіперлуп) можна використовувати для зменшення навантаження на дороги, полегшуючи поїздки між містами та, як результат, потенційно розблоковуючи великі економічні вигоди.
Коли будуть доступні перші Hyperloops?
Ряд різних компаній працює над тим, щоб перетворити ідею на діючу комерційну систему.
Технологія Hyperloop все ще розробляється, хоча основна концепція існує вже багато років. На даний момент, найраніший Hyperloop, швидше за все, запрацює до 2020 року, але більшість сервісів очікується будуть введені у експлуатацію пізніше, оскільки випробування технології все ще перебувають на початковій стадії.
Де працюватимуть служби Hyperloop?
Досі незрозуміло, де насправді буде створено перші Hyperloop, але ряд компаній намітили маршрути в США, Європі та інших регіонах. Потенційні маршрути включають в себе з Нью-Йорка до Вашингтона, з Пуну до Мумбаї, з Канзас-Сіті до Сент-Луїса, з Братислави до Брно, Віджайваду та Амараваті та багато інших.
Яка історія Hyperloop?
Ідея використання труб низького тиску або вакууму як частини транспортної системи має давню спадщину.
Пневматична залізниця Крістал Пелес використовувала тиск повітря для проштовхування фургона вгору (і вакууму для його зворотного руху) ще у вікторіанському південному Лондоні в 1864 році.
Подібні системи, що використовують пневматичні труби для відправлення пошти та пакетів між будівлями, використовуються з наприкінці ХІХ століття, і сьогодні їх все ще можна побачити в супермаркетах та банках в США.
Одним із чітких попередників Hyperloop є концепція “вактрену”, розроблена Робертом Годдардом на початку ХХ століття; з тих пір багато подібних ідей було запропоновано без особливого успіху.
Однак саме підприємець Ілон Маск відновив інтерес до цієї концепції завдяки своїй статті “Hyperloop Alpha” у серпні 2013 року, де було зазначено, як працюватиме сучасна система – і скільки це буде коштувати.
Що таке Hyperloop Alpha?
У своїй статті Hyperloop Alpha Маск виклав аргументи щодо транспортної послуги, яка б курсувала між Лос-Анджелесом та Сан-Франциско, яка була б дешевшою та швидшою, ніж запропонована швидкісна залізнична лінія.
Він стверджував, що його Hyperloop може бути безпечнішим, швидшим, доступнішим, стійким до погоди, з автономним живленням – і менш шкідливим для людей, які проживають по маршруту.
Маск сказав, що послуга Hyperloop може бути рішеннням щодо поїздок між містами, що знаходяться на відстані менше 1500 км.
“Якщо не брати до уваги телепортацію, яка, звичайно, була б неймовірною, єдиним варіантом надзвичайно швидких подорожей є побудова над або під землею труби, яка містить особливе середовище”, – написав Маск.
Як працює труба Hyperloop?
Основна ідея Hyperloop, як передбачав Маск, полягає в тому, що пасажирські капсули подорожують по трубі над землею або під нею. Щоб зменшити тертя, більша частина – але не все – повітря видаляється з труби насосами.
Подолання опору повітря є одним із найпопулярніших способів використання енергії у швидкісних подорожах.
Авіалайнери піднімаються на великі висоти, щоб подорожувати менш щільним повітрям; для того, щоб створити подібний ефект на землі, Hyperloop закриває капсули в трубі зі зниженим тиском, що ефективно дозволяює поїздам рухатись із швидкістю літака, знаходячись на землі.
У моделі Маска тиск повітря всередині труби Hyperloop становить приблизно одну шосту від тиску атмосфери на Марсі (хороше порівняння, оскільки Марс є ще одним інтересом Маска). Це означає робочий тиск у 100 паскалів, що зменшує силу опору повітря в 1000 разів порівняно з умовами рівня моря, і це було б еквівалентно польоту понад 45 000 метрів висоти.
Як працюють капсули Hyperloop?
Капсули Hyperloop у моделі Маска плавають в середині труби на наборі з 28 повітряних лиж, подібних до того, як шайба плаває прямо над столом на аерохокейній грі. Одна велика відмінність полягає в тому, що саме капсула, а не доріжка, створює повітряну подушку, щоб забезпечити якомога простішу та дешевішу трубу. Інші версії Hyperloop використовують магнітну левітацію, а не повітряні лижі, щоб утримувати пасажирські капсули над коліями.
Капсула отримує початкову швидкість від зовнішнього лінійного електродвигуна, який пришвидшує її до “високої дозвукової швидкості”, а потім дає їй прискорення кожні 100 км. або близько того; в проміжку між ними капсула рухається у вакуумі. Кожна капсула могла б містити 28 пасажирів (інші версії мають на меті до 40) плюс трохи багажу; інша версія капсул могла б перевозити вантаж та транспортні засоби. Капсули відходили б кожні дві хвилини (або кожні 30 секунд при максимальному використанні).
Як би живився Hyperloop?
Капсули отримають свою швидкість від зовнішнього лінійного електродвигуна – фактично круглого асинхронного двигуна (такого, як у Тесла Модель S).
За моделлю Маска, Hyperloop буде працювати від сонячних панелей, розміщених у верхній частині труби, що дозволить системі виробляти більше енергії, ніж їй потрібно для роботи.
Чим Hyperloop відрізняється від швидкісних поїздів?
Прихильники стверджують, що Hyperloop набагато кращий за швидкісну залізницю. Це дешевше та енергоефективніше, оскільки, крім іншого, доріжка не повинна постійно забезпечувати живлення капсул, і, оскільки капсули можуть відправлятися кожні 30 секунд, це більше схоже на послугу на замовлення. Це також потенційно в два-три рази швидше, ніж навіть швидкісна залізниця (і вдесятеро за регулярне залізничне сполучення).
Скільки коштував би Hyperloop?
Для Лос-Анджелеса до Сан-Франциско гіперлуп Маск оцінив у 6 мільярдів доларів. Маск передбачав, що подорож Лос-Анджелес – Сан-Франциско триватиме півгодини з відправленням капсул кожні 30 секунд, кожна з яких містила б 28 пасажирів.
Врахувавши капітальні витрати на 20 років і додавши операційні витрати, Маск оцінив вартість квитка в один кінець на пасажирському Hyperloop в 20 доларів.
Більша частина вартості системи полягає у побудові мережі труб: загальна вартість труби, стовпів, вакуумних насосів та станцій була розрахована на трохи більше 4 мільярдів доларів для пасажирської версії Hyperloop (7 мільярдів доларів для трохи більшої версії для перевезення вантажу).
Вартість капсул склала близько 1,35 млн. дол. США.
Що відчуватиме подорожуючий у Hyperloop?
Критики Hyperloop попередили, що подорож у трубі може бути незручним досвідом через прискорення, що викликає нудоту, та бокову силу на поворотах на маршруті. Однак експерти кажуть, що подорож через Hyperloop відчуватиметься приблизно так само, як їхати на ліфті чи пасажирському літаку.
“Хоча Hyperloop буде швидким, системи, які ми будуємо, будуть прискорюватися з тими самими допустимими силами, що і для літака на Boeing 747”. Прискорення та уповільнення будуть поступовими, без турбулентності.
Подорож у бетонній трубі в капсулі без вікон означає, що не буде багато на що дивитись; Оригінальне бачення Ілона Маска полягало в тому, що “в салоні буде відображений чудовий пейзаж”, і кожен пасажир матиме доступ до власної особистої розважальної системи.
Чи вдасться Hyperloop?
Вже багато хто в світі знає, що таке Hyperloop.
Концепція існує довгий час, але дотепер технології бракувало. Цього разу цілком можливо, що наявні технології допоможуть реалізації цієї концепції.
Всі проекти все ще знаходяться на пілотному та експериментальному етапах. Перехід від коротких тестових маршрутів до сотень кілометрів траси – це великий стрибок, якого ще не зробила жодна з цих фірм.
Якщо технологія все ще перебуває в розробці, це також стосується і бізнес-моделей, які її підтримують. Успіх Hyperloop буде залежати від напрямків, місцевої економіки та географії. Наприклад, спроба побудувати нову лінію по суші через Англію може виявитись дорогою і складною справою, яка може зайняти багато років. В інших країнах, де земля дешевша або де маршрути можуть пролягати через менш населені райони, може бути простіше запустити цю послугу.
Інша проблема – місткість. Незрозуміло, що Hyperloop може краще працювати з перевезенням великої кількості людей, ніж інші варіанти масового транспорту. Критики стверджують, що для досягнення тієї ж кількості пасажирів, що і у традиційних залізничних перевезень, які використовують набагато більші вагони, знадобиться багато капсул. І є багато інженерних перешкод, які потрібно подолати, наприклад, побудувати труби, достатньо міцні, щоб впоратися зі стресами, пов’язаними з перенесенням високошвидкісних капсул, та знайти енергоефективні та економічно ефективні способи підтримувати їх роботу при низькому тиску.
Перехід від успішного випробування до повного комерційного розгортання – це великий стрибок, і випробування з пасажирами ще попереду.
Зараз Hyperloop перебуває на експериментальній стадії, навіть якщо зацікавлені компанії дуже хочуть говорити про його потенціал.
Чи може Hyperloop отримати прибуток?
Компанії, що будують послуги Hyperloop, стверджують, що їх значно дешевше будувати, ніж високошвидкісні залізничні послуги. Ілон Маск стверджує, що його маршрут з Лос-Анджелеса до Сан-Франциско може бути побудований за одну десяту ціни на швидкісну залізничну альтернативу.
Інші компанії заявляють, що їхні послуги можуть коштувати від третини до половини вартості залізничних послуг і набагато швидше. Дешевше будувати повинно означати, що ці послуги можуть швидко принести прибуток.
Однак існує багато інженерних завдань, які слід вирішити, що може призвести до збільшення витрат, і як взагалі фінансуватимуться ці послуги, незрозуміло; багато досліджень техніко-економічного обґрунтування, що проводяться, розглядають способи їх фінансування, ймовірно, шляхом поєднання державних та приватних інвестицій.
Чим Hyperloop схожий на Linux?
Замість того, щоб залишити Hyperloop собі, Маск кинув цю ідею для всіх, хто хотів б її розробити, порівнявши її з операційною системою Linux: дизайн з відкритим кодом, створений спільнотою розробників, щоб втілити її від концепції до реальності.
Справді, у своїй статті Hyperloop Alpha Маск зазначив, що ще потрібно вирішити низку питань, включаючи механізм контролю капсул Hyperloop; конструкції станцій із завантаженням і вивантаженням капсул; і тестування для демонстрації фізики Hyperloop.
Хто будує послуги Hyperloop?
Незважаючи на те, що він багато зробив для того, щоб закласти основи для послуг Hyperloop, Маск спочатку сказав, що він занадто зайнятий, щоб розвивати власну послугу.
Зараз низка компаній працює над реалізацією ідеї, включаючи ряд стартапів. Серед них Virgin Hyperloop One, HTT, TransPod, Arrivo та інші. Кожна розробляє дещо інший набір технологій, але фундаментальна ідея залишається незмінною.
Ілон Маск будує сервіс Hyperloop?
Незважаючи на те, що він був занадто зайнятий, схоже, що Маск залишається заінтригованим ідеєю Hyperloop: минулого року він сказав, що отримав “усне схвалення” на побудову гіперлупа від Нью-Йорка до Філадельфії, від Балтімора до Вашингтона. “Ще потрібно багато роботи, щоб отримати офіційне схвалення, але я оптимістичний, що це відбудеться швидко”, – додав він.
У лютому газета “Вашингтон пост” повідомляла, що “Бурова компанія Маска” отримала дозвіл на деякі підготовчі та земляні роботи в Нью-Йорку.
У жовтні 2017 року Міністерство транспорту штату Меріленд також дало погодження на будівництво тунелю Boring Company від Балтимора до Вашингтона, що дозволить його прокопувати під державними дорогами.
У квітні 2019 року компанія надала більш детальну інформацію про свої плани щодо участку від Вашингтона до Балтімора – вона має на меті побудувати високошвидкісну систему підземного транспорту Loop, яка перевозитеме пасажирів в автономних електромобілях або AEV на швидкості до 300 км. на годину.
Тунелі Loop потенційно можуть служити коридорами Hyperloop, які потенційно можуть перевозити пасажирів зі швидкістю до 1100 км. на годину.
Що таке “Нудна компанія” (Boring Company)?
Маск створив «Нудну компанію» з метою полегшити та швидше прокопати тунелі під містами та між ними, щоб зробити проекти Hyperloop життєздатними. Копання тунелів може коштувати до 1 млрд доларів за милю.
Boring Company буде копати тунелі за одну десяту теперішньої ціни. Компанія заявляє, що може це зробити, викопуючи менші тунелі, застосовуючи швидші та ефективніші копальні машини та замінюючи машини на дизельному двигуні електричними.
Окрім використання більш ефективних копальних машин, компанія Boring Company також запропонувала для продажу лінійку вогнеметів, які швидко розпродалися після їх випуску.
У травні компанія виграла контракт на $48,6 млн на проектування та будівництво запланованого в місті Лас-Вегас циклу підземних тунелів для переміщення людей в автономних електромобілях. Очікується, що тунель запрацює до кінця року.
Що таке Loop?
Boring Company сподівається, що цими тунелями, наряду з Hyperloop, буде користуватися Loop. Це високошвидкісна система підземного громадського транспорту, яка перевозить пасажирів на автономних електричних машинах, що рухаються зі швидкістю 300 км на годину. Електричні машини перевозять від восьми до 16 пасажирів або можуть вміщувати один пасажирський транспорт.
Пасажири (і транспортні засоби) будуть заходити в камери з вулиці, а потім ліфти опускатимуть їх до рівня тунелю, щоб продовжити подорож під землею, обходячи вуличний рух (при цьому пішоходи та велосипедисти мають пріоритет над автомобілями).
Boring Company Елона Маска вже прорила транспортний тунель в 1 км. під Вегасом
В даний час компанія працює над початковим випробувальним тунелем в Готорні (поблизу SpaceX) і подала плани створення 6,5-мильного тунелю для перевірки процесу, який проходив би в межах міста Лос-Анджелес та Калвер-Сіті.
Компанія зазначила, що на відміну від метро, немає практичної верхньої межі кількості станцій, які можна побудувати вздовж маршруту тунелю, оскільки станції можуть бути малими, як одне паркомісце, бо доступ до послуги здійснюється через ліфти.
Кожна “станція” складається з ряду ліфтів для транспортування машин до і з земної поверхні. “Оскільки станції вимагають такої невеликої площі, їх можна легко інтегрувати в жваві міські центри, житлові громади або будь-яке інше місце вздовж траси тунелю, яке може вмістити хоча б одне місце для паркування”, – зазначили в компанії.
Що таке конкурс Hyperloop Pod?
SpaceX має власну випробувальну доріжку Hyperloop у штаб-квартирі в Готорні, штат Каліфорнія – довжиною близько однієї милі та зовнішнім діаметром у шість футів.
Для того, щоб пришвидшити розробку функціональних прототипів та заохотити студентські інновації, SpaceX оголосив конкурс Hyperloop Pod Competition у 2015 році, який кидає виклик університетським командам розробляти та будувати найкращі транспортні майданчики, що кожного разу оцінюються за різними критеріями.
У 2018 році в центрі уваги була максимальна швидкість самохідної капсули на тестовій доріжці.
Що таке Virgin Hyperloop One?
Virgin Hyperloop One – один з провідних конкурентів, який намагається створити комерційно життєздатну систему Hyperloop. Компанія бувла заснована у червні 2014 року та налічує понад 300 працівників. Вона зібрала $295 млн з метою побудови оперативної системи до 2021 року. На даний момент компанія реалізує проекти в Міссурі, штат Техас, Колорадо, Північна Кароліна, Середній Захід, Індія, Саудівська Аравія та ОАЕ.
У лютому компанія оголосила про плани індійського штату Махараштра побудувати Hyperloop між Пуною та Мумбаї, починаючи з експлуатаційної демонстраційної колії. Проект розпочнеться з шестимісячного техніко-економічного обґрунтування маршруту, впливу на навколишнє середовище, економічних та комерційних аспектів маршруту, нормативної бази, а також рекомендацій щодо моделі та вартості та фінансування.
Якщо припустити, що все проходить добре, через два-три роки з моменту підписання угоди між двома пунктами маршруту буде побудовано експлуатаційну демонстраційну доріжку, яка послужить платформою для випробувань.
Транспорт майбутнього. 5 технологій, які змінять сферу транспорту
Компанія заявила, що будівництво повного маршруту Пуна-Мумбаї – 25-хвилинної подорожі – відбудеться через п’ять-сім років. Він додав, що пасажирський та вантажний маршрут Hyperloop великої вантажопідйомності може в кінцевому підсумку бачити 150 мільйонів пасажирських поїздок на рік.
Компанія також працює над техніко-економічним обґрунтуванням маршруту Hyperloop, що з’єднує Канзас-Сіті та Сент-Луїс, що проходить вздовж дороги I-70 у штаті Міссурі, та вивчає оцінку витрат на високому рівні та рекомендації щодо моделі фінансування.
Компанія має 500-метровий тунель DevLoop діаметром 3,3 м, який знаходиться в 30 хвилинах від Лас-Вегаса в пустелі Невади. У грудні компанія заявила, що завершила третій етап випробувань, досягнувши випробувальної швидкості 387 кілометрів на годину.
У липні Virgin Hyperloop One оголосила про партнерство з Саудівською Аравією з метою проведення дослідження з будівництва 35-кілометрової випробувальної та сертифікаційної колії Hyperloop – найдовшої на сьогоднішній день – а також науково-дослідного центру та виробничий завод Hyperloop на північ від Джидди. У майбутньому подорож з Ер-Ріяда до Джидди займе 76 хвилин (замість понад 10 годин).
Що таке Hyperloop Transport Technologies?
Заснована в 2013 році, Hyperloop Transport Technologies (HyperloopTT або HTT) – це ще одна компанія, яка прагне перетворити Hyperloop в реальність.
В ній працює команда з 800 інженерів зі штаб-квартирою в Лос-Анджелесі. Вона хоче побудувати транспортну систему, побудовану на пасивній системі магнітної левітації, і заявляє, що її 30-метрові капсули зможуть перевезти від 28 до 40 пасажирів і подорожувати з максимальною швидкістю 1223 кілометри на годину, перевозячи 164 000 пасажирів на день по одній лінії. з повною ефективністю.
У вересні HyperloopTT заявила, що підписала меморандум про взаєморозуміння з Комісією з економічного розвитку Андхра-Прадеш з метою побудови Hyperloop між центрами міст Віджайвада та Амараваті, потенційно перетворивши поїздку довжиною більше однієї години на шість хвилин їзди.
Проект використовуватиме державно-приватне партнерство, причому фінансування в основному надходитиме від приватних інвесторів, починаючи з шестимісячного техніко-економічного обґрунтування. Компанія також працює над розробкою маршруту від Братислави, Словаччина до Брно, Чеська Республіка.
Компанія має 320-метрову систему випробувальних доріжок у Тулузі, Франція.
Іншим маршрутом, визначеним як потенціал Hyperloop, буде подорож 300 км. від Чикаго до Клівленда за 28 хвилин – зі швидкістю 600 км. на годину.
Першим комерційним проектом HTT Hyperloop є 10-кілометрова колія, яка повинна будуватися в наступному році в Об’єднаних Арабських Еміратах. Будівельні роботи за проектом повинні розпочатися в Абу-Дабі в третьому кварталі цього року.
Хто ще будує послуги Hyperloop?
TransPod є ще одним конкурентом і компанія випустила дослідження, яке передбачало, що система TransPod Hyperloop буде коштувати на 30 відсотків дешевше, ніж високошвидкісні залізничні лінії в Європі – і буде більш ефективною для пасажирів та вантажів.
У січні цього року TransPod заявив, що будує нову трикілометрову випробувальну трасу у місті Лімож, Франція. Будівництво випробувальної доріжки розпочнеться в 2019 році, а компанія планує розпочати високошвидкісні випробування в 2020 році. Результатом програми має стати будівництво робочого прототипу вакуумного поїзда TransPod Hyperloop, який також буде побудований в Ліможі.
Інша компанія, яка прагнеула побудувати системи в стилі Hyperloop, Arrivo, закрилася наприкінці 2018 року.
Що далі для Hyperloop?
Ми розглянули, що таке Hyperloop (гіперлуп). Воно все звучить досить цікаво, але що далі?
Hyperloop – це технологія, яка, принаймні для прихильників, може мати величезний вплив.
Це може зменшити авіаперевезення між великими містами, стимулювати економіку та торгівлю та зменшити тиск на житло в містах, дозволивши пасажирам жити далі.
Але нічого з цього майже не доведено на практиці – поки що. Існують основні технічні та ділові перепони, які технологіям Hyperloop потрібно буде подолати, перш ніж вони зможуть комфортно перевозити пасажирів через пневматичну трубу, не кажучи вже про те, щоб змінити світ.
Наступним етапом для Hyperloop є вихід за межі початкових випробувань та техніко-економічних обґрунтувань, початок випробувань технології на більші відстані та, що ще більш важливо, тестування послуги з пасажирами.
Іншим викликом буде пошук комерційних моделей, які будуть працювати всьому світі. Тільки коли все це буде зроблено, стане зрозумілим, чи справді Hyperloop може стати успішним.
Джерело: www.zdnet.com/
