Vakuumski vlak: načelo rada, ispitivanje. Vlak u budućnosti

Znanstvenici su dugo zaključili da za povećanje brzine bilo kojeg vozila, potrebno je što više potisnuti silu trenja. Ovim principom, letjelica letjelica, koja može dugo putovati u prostoru bez otpora okoliša. To je ta značajka koja je temelj projekta, poznatog kao "vakuumski vlak budućnosti".

Najbrži vlakovi

Razmatra se najviša dostignuća znanstvenika na području brzog kretanja površine magnetska levitacija.Vlakovi na magnetnom jastuku bili su testirani u Japanu, Engleskoj i Njemačkoj sedamdesetih godina prošlog stoljeća. Trenutačno se ova vrsta prijevoza uspješno koristi u mnogim zemljama. U ovom slučaju, zbog smanjenja trenja, osigurana su brzina od 500 km / h. Štoviše, takav zaliha Karakterizira ga visoka učinkovitost, ekološka čistoća i niska razina buke. Istodobno treba napomenuti da povećanje brzine kretanja podrazumijeva povećanje aerodinamičkog otpora. Znanstvenici sugeriraju sličan pristup stvaranju vakuumskog vlaka. Princip rada je da put mora proći unutar cijevi sa evakuiranim zrakom, tako da su sve sile otpora isključene.

Pojava ideje o vakuumskom transportu

Koncept izgradnje transatlantskog teretnog cjevovoda za isporuku robe iz Europe u Ameriku iu suprotnom smjeru pojavio se u SAD-u šezdesetih godina prošlog stoljeća. Prema ideji, planira se izgraditi cijev u oceanu na dubini od pola kilometra, a prijevoz unutar kojeg će se provesti zbog spojeva koji se kreću na magnetskom jastuku. Tek 1999. godine američki inženjer Dariel Oster uspio je dobiti patent za transport tehnologije vakuumskih cjevovoda, što je dalo novi poticaj njihovom razvoju.

Projekt Oster

Prema Osteru, staza bi trebala biti dvije ceste iznad površine (za kretanje u različitim smjerovima), od kojih je svaka promjera 150 cm. Pretpostavlja se da će unutar transportnih kapsula kliziti na magnetskoj suspenziji. Njihov promjer je 130 cm, a duljina 490 cm. Šest putnika s težinom tereta do 370 kg može se istovremeno kretati u prikolici.

Motor za vakuumski Oster vlak sastojat će se od primarnih (cijev za cijevi koja se puni navijanje) i sekundarnih elemenata (tijelo kapsule izrađene od feromagnetskih legura). Najmanji razmak između njih omogućuje uporabu asinkronog linearnog motora. Samo u prikolici morate instalirati elektrodinamičku suspenziju kako bi se osigurala magnetska levitacija, sustav za regeneraciju zraka, sjedala i minijaturne baterije dizajnirane za virtualne prozore i televizore. Budući da se kretanje kapsule odvija s malo ili nimalo otpora, značajan dio energije potrošene tijekom ubrzanja može se vratiti tijekom kočenja. Glavni problem u realizaciji ovog projekta je da vlak u vakuumskoj cijevi mora kretati uz idealno ravnu stazu. Inače će elektromagneti morati nadoknaditi centrifugalnu silu na uglovima.

Švicarski projekt

Nešto slično inženjeri iz Švicarske počeli su se razvijati 1974. godine. Njihov je projekt otišao u povijest pod nazivom Swissmetro. Prema ideji, kapsule na magnetnom jastuku morale su se izvoditi brzinom od 500 km / h. Švicarski vakuumski vlak budućnosti osmišljen je za povezivanje glavnih gradova države (Bern, Zürich, Ženeva, Lausanne i Basel). U tom slučaju planira se koristiti cijevi promjera 180 cm i osam putničkih vozila za prijevoz putnika. Danas je teško procijeniti druge karakteristike, budući da projekt nije završen do kraja. Godine 2009. vlada je napustila tu ideju.

Engleski vlak budućnosti

Britanski inženjeri 2002. godine vratili su se u projekt stvaranja vakuumskog vlaka. Njihovi planovi su jednostavno grandiozni, jer izumitelji namjeravaju stvoriti mrežu koja će zamijeniti željeznicu i cestovni prijevoz. Za to je potrebno izgraditi cijeli niz cijevi diljem zemlje. U ovom slučaju, kapsule će biti dizajnirane za najviše dva putnika koji se nalaze u ležištu. Za razliku od prethodnih projekata, ovdje se vozni park mora kretati po tračnicama pri brzinama do 420 km / h. Električni motori smješteni na kolicima će se napajati s kontaktne tračnice. Glavni nedostatak koji ima engleski vakuum vlak, prema programerima, povezan je s visokim troškovima energije za prijevoz jednog putnika, u usporedbi s prethodnim projektima. S druge strane, njegova glavna prednost leži u relativno niskim troškovima izgradnje prometne mreže.

Hyperloop projekt

Najzaslužniji projekt izgleda kao vlak budućnosti, koji se zove Hyperloop. Ideja njegova stvaranja u 2012. godini predložila je američki milijarder Elon Mask. U početku je projekt govorio kao o petom obliku prijevoza, ali daljnje rasprave o televiziji nisu se dogodile. Nakon što je postao poznat po vladinim planovima izgradnje željezničke veze velike brzine između Los Angelesa i San Francisca, poduzetnik je započeo implementaciju svog koncepta. Hyperloop projekt je cjevovod na zemlji, u kojem vakuumski vlak može putovati pri brzinama od 400 do 1.220 km / h. U kolovozu 2013. ideja je službeno predstavljena široj javnosti u prezentaciji od 58 stranica.

Načelo rada

Glavna ideja Hyperloop projekta je povećati jeftinost stvaranja transportne mreže od cijevi i daljnjeg rada. S tim u vezi, temelji se na takvom modelu kao vakuumski vlak. U Sjedinjenim Državama, prema izumitelju, potrebno je izgraditi mrežu zatvorenih paralelnih pravaca koji će se povezati na krajnjim točkama ruta. Za stvaranje vakuuma u njima i održavanje, dovoljno čeličnih cijevi debljine 25 mm i crpke s niskom snagom. Unutar, Elon Mask sugerira pokretanje kapsule do 30 metara. Prvi biznismen se želi povezati jedni s drugima San Francisco i Los Angeles.

Prema programeru, neće biti moguće stvoriti apsolutni vakuum u cijevima. U tom smislu, zračne mase će biti poslane pod dno valjkaste mase kroz posebne mlaznice u nosu. To će stvoriti zračni jastuk i uštedjeti značajna sredstva potrebna za provedbu elektromagneta. Da bi se napunio motor, zbog čega će se čahura pokrenuti, na svakom katu cijevi svakih 110 km postavit će se aluminijska tračnica duljine 15 metara.

Varijante funkcioniranja sustava

Izlaganje se bavi putničkim i putničkim verzijama sustava. U prvom slučaju, predlaže se graditi cijev s promjerom od 2,23 m. Vakuum vlak koji vozi iznutra može transportirati do 28 putnika za jedno putovanje. Druga mogućnost uključuje uporabu cjevovoda promjera od 3,3 m. U ovom slučaju, u svakoj kapsuli, moguće je dodatno transportirati tri automobila svaki. Valja napomenuti da će, prema projektu Elon Mask, odlazak vlakova odvijati svake pola minute.

Ekonomska učinkovitost i ispitivanje

Hyperloop projekt može se nazvati vrlo učinkovitim. Programeri će u potpunosti zadovoljiti svoje potrebe na račun solarne i vjetroenergetske energije. Sve svoje višak planiraju prodati, godišnje zaradivši oko 25 milijuna dolara. Prema Elon maski, vozarina s jedne strane bi trebala biti oko 20 dolara. U ovom slučaju, projekt će se isplatiti za dvadeset godina.

Prvi testovi vakumskog vlakova dogodili su se u svibnju 2016. godine. U tu svrhu u pustinji u blizini Las Vegasa izgrađena je posebna stranica za testiranje. Košarica pomoću elektromagneta prvo se ubrzala do oznake od 180 km / h, nakon čega se postupno zaustavlja.

sigurnosni

Posebno pažljivo programeri su reagirali na sigurnost. Kretanje kapsule neće utjecati na udobnost putnika. Kao i po osjećaju, njezino ubrzanje neće se razlikovati od vožnje avionom prije polijetanja i dalje - tiho klizanje i bez turbulencije. Elon Musk tvrdi da vakuumski vlak ne može izaći s kolosijeka ili pasti s visine pa ga treba smatrati jednim od najsigurnije sredstvo prijevoza. U slučaju nestanka struje u kapsuli, predviđene su baterije, čija je isporuka dovoljna za životnu potporu putnika za 45 minuta, drugim riječima - za cijelu rutu. Na kraju, većina ljudi je vrlo smirena kada putujete na avione, unatoč činjenici da su sredstva za spašavanje u slučaju katastrofe u njima vrlo upitna.

završetak

Stvaranje vakuum vlak bez sumnje zahtijeva velike financijske troškove. Osim toga, prije provedbe projekta potrebno je riješiti mnoge tehničke probleme. Međutim, u našem vremenu, uzimajući u obzir stalni razvoj tehnologije, mogućnost provedbe ovog pothvata ne izgleda tako nejasno kao prije nekoliko desetaka godina. U tom smislu, ne bi trebalo biti iznenađujuće kada će vlakovi koji su brži od suvremenih nadzvučnih zrakoplova uskoro će se koristiti za prijevoz putnika i tereta.