Hyperloóp ( MFA: [haipə' lu:p] , fra engelsk - "hyperloop") er et vakuumtogprojekt , foreslået i 2013 af den amerikanske venturekapitalist Elon Musk . Det er ikke blevet fuldt implementeret, men Musks forsøg på at få tilladelse fra lederne af mange stater til at bruge disse tog er stadig i gang. Til dato er der bygget teststeder i Hawthorne ( SpaceX , sporlængde 1,5 km) og Las Vegas ( Virgin Hyperloop One , længde 0,5 km) . Et teststed er også ved at blive bygget i Toulouse ( HyperloopTT , sektioner 1 km og 320 m lange) . Den maksimale hastighed opnået i test er omkring 450-460 km/t [1] .
Der er underskrevet aftaler om konstruktion af 10 km operationelle motorveje i byerne Dubai og Tongren (HyperloopTT-selskabet), tidspunktet for projekterne er ukendt . Elon Musks Boring Company bygger en tunnel mellem byerne Baltimore og Washington .
Konceptet med et vakuumtog blev først foreslået af den amerikanske videnskabsmand Robert Goddard i 1904 [2] .
Det første projekt for bevægelse af tog i et vakuum i Rusland blev foreslået i 1911 af den russiske videnskabsmand Boris Weinberg. Ifølge hans plan, inde i røret, hvorfra luften blev pumpet ud, skulle kapslen bevæge sig. Den blev sat i gang ved hjælp af en "elektromagnetisk pistol" og kunne teoretisk nå en hastighed på 800-1000 km/t. Videnskabsmanden udførte eksperimenter på Tomsk Teknologisk Institut med at flytte en kapsel i et rør, men Første Verdenskrig forhindrede implementeringen af ideen .
Generelt er historien om togs bevægelse i et vakuum beskrevet i mange kilder langt før 2013, hvilket afspejles i publikationen " Professor Weinbergs magnetometer ".
Ideen til Hyperloop opstod som svar på regeringens California High-Speed Rail-projekt . , som i 2029 skal forbinde Los Angeles og San Francisco . "Højhastighedslinjen" involverer tog, der kører med hastigheder på over 322 km (200 miles) i timen [3] , omkostningerne ved projektet i forretningsplanen offentliggjort i april 2012 blev anslået til $ 68,4 milliarder [4] [5] Derfor sagde Elon Musk ved lejligheden, at Californien-vejen vil blive den langsomste blandt verdens højhastighedsjernbaner og samtidig den dyreste i form af en mile [6] .
Musk nævnte Hyperloop første gang i et interview med Sarah Lacey i juli 2012 ved en PandoDaily- begivenhed i Santa Monica . Entreprenøren lovede, at det nye køretøj ville være 2 gange hurtigere end et fly og 3-4 gange hurtigere end et højhastighedstog, rejsetiden fra Los Angeles til San Francisco (en afstand på 561 km i en lige linje) ville tage kun 30 minutter [7] . Senere kom Musk med en række andre højt profilerede udtalelser: projektet ville være 10 gange billigere end California High-Speed transport vil ikke være genstand for ulykker; vejen skal være drevet af solenergi ; passagerer vil ikke skulle tilpasse sig tidsplanen , fordi transportkapsler vil bevæge sig med korte intervaller, som i metroen ; alle specifikationer vil være frit tilgængelige [8] . Endelig, i august 2013, blev en 58-siders "alfaversion" af udkastet [9] [10] [11] offentliggjort .
Elon Musk præsenterede sin idé som den femte transportform efter tog , fly , bil og skib [6] . Ifølge ham er dette noget mellem en Concorde , en railgun og et airhockeybord [ 12] . Hyperloop blev udtænkt som en forhøjet rørledning placeret på understøtninger , indeni hvilken enkelte transportkapsler på 25-30 m bevæger sig i én retning med en hastighed på 480 til 1102 km/t (afhængigt af landskabet [12] ) med et interval på 30 sekunder i én retning. To systemvarianter [9] :
Nøglefaktoren for konceptet offentliggjort den 12. august 2013 [4] var ønsket om et billigt system. Derfor tog Musk modellen af et vakuumtog [4] som grundlag , hvis fordel er, at der ikke er behov for at overvinde friktionen af støtten og den modgående luftmodstand . Imidlertid forbedrede iværksætteren ideen: efter hans mening giver det ingen mening at stræbe efter at opnå fuldstændigt vakuum i røret . Det er nok at opretholde et for-vakuum , nemlig et tryk på 100 Pa (dette er 1/1000 af atmosfærisk tryk ) - et yderligere fald i tryk er urentabelt, fordi det fører til en eksponentiel stigning i omkostningerne. Samtidig kan forvakuumet opretholdes ved hjælp af pumper med moderat effekt og rørvægge af almindeligt stål 20–25 mm tykt [9] .
Men med den hastighed, som projektet forudsætter, kolliderer køretøjet stadig med indkommende luftmasser. Musk besluttede at bruge dem til at skabe en luftpude : specielle guider og en ventilator placeret i næsen af transportkapslen skulle omdirigere den modkørende luftstrøm under bunden . Under forudgående vakuumforhold ville et tryk på 9,4 kPa være tilstrækkeligt til at skabe en luftpude, som kun ville kræve en tilførsel på 200 g luft pr. sekund. Således opgiver Musk den meget dyrere idé med en magnetisk pude [9] .
Kapslen skal drives af en lineær elektrisk motor . Statoren bliver en 15 m lang aluminiumsskinne på gulvet i røret [12] , som kun behøves hver 110 km [4] . Rotoren vil være i hver kapsel, med kun 100kW kontinuerlig effekt påkrævet . Da systemet vil blive drevet af elektricitet, forventes det at modtage energi ved hjælp af solpaneler . De formodes at generere 57 MW elektricitet, mens systemet kun behøver 21 MW. Da statoren ikke kun udfører acceleration , men også bremser , omdannes kapslens kinetiske energi i sidstnævnte tilfælde også til elektrisk energi . Det er planlagt at generere 25 millioner dollars årligt fra salg af overskudsenergi, hvilket vil skabe en ekstra finansieringskilde til driftsomkostninger [12] . Som følge heraf skulle en enkeltbillet koste 20 USD, og med en samlet systemomkostning på 7,5 milliarder USD vil tilbagebetalingen af projektet være opnået om 20 år [9] .
I nødstilfælde er følgende fastsat [9] :
Computersimuleringer udført i september 2013 af Ansys medarbejdere viste, at ideen er gennemførlig, men skal forbedres. Følgende justeringer er nødvendige [13] :
I november samme år delte Guy Rouleau i sin blog på The MathWorks hjemmeside resultaterne af sin egen simulering, som viste, at under forholdene på banen mellem Los Angeles og San Francisco ville en hastighed på 1220 km/t være uopnåelig [14] .
I januar 2015 på den årlige konference for American Institute of Aeronautics and Astronautics(AIAA SciTech 2015), NASA Glenn Research Center -specialister præsenterede deres resultater af simuleringer udført i OpenMDAO open source-softwaremiljøet . Deres nøglekonklusioner var, at rørets diameter skulle øges med omkring 2 gange, og frygten for at opvarme kapslen på grund af luftfriktion er overdrevet [15] . Materialer relateret til denne simulering er lagt ud på GitHub [16] .
Udviklingen af konkurrerende hold er stadig langt fra færdig. Så HTT opgav brugen af en luftpude, da den kan skabe kontrolproblemer, og valgte magnetisk levitation [17] . Virgin Hyperloop One foretrak også magnetisk levitation, men ikke aktiv (som maglev ), men passiv. Denne teknologi, udviklet ved Livermore National Laboratory , antager, at permanente magneter er fastgjort til kapslen og derved bevæger sig over en ledende overflade [18] .
De absolutte hastighedsrekorder (457 og 463 km/t) blev sat den 22. juli i 2018 og 2019 af WARR Hyperloop- studenterteamet fra det tekniske universitet i München , vinder af alle tre Hyperloop pod-konkurrencer . Til dato er der ikke bygget Hyperloop-spor, hvor kapslen ville blive drevet frem ved den elektromagnetiske katapultmetode , som i det klassiske vakuumtogskoncept . Derfor skulle konkurrenterne skabe selvkørende kapsler på elmotorer. Den 70 kilo tunge kapsel fra holdet fra München er udstyret med otte elektriske motorer med en samlet effekt på 240 kW [1] [19] .
Den 22. juli 2019, ved SpaceX Hyperloop Pod-konkurrencen, satte universitetet i München endnu en hastighedsrekord ved at accelerere Hyperloop-kapslen til 463 km/t [20] [21] .
Siden Musk annoncerede, at han ikke selv ville implementere Hyperloop, dukkede flere grupper af entusiaster op, som besluttede at bringe projektet ud i livet på egen hånd [10] . Allerede en måned efter udgivelsen af "alfaversionen" gennemførte en gruppe Ansys -specialister ledet af Sandeep Sovani computersimuleringer , som viste den grundlæggende mulighed for at implementere ideen [13] . Simuleringsresultaterne fik projektet til at blive støttet af JumpStartFund crowdsourcing platformen , hvor projektet modtog mere end 300 stemmer [22] .
For at implementere ideen blev det besluttet at skabe Hyperloop Transportation Technologies Inc. (HTT eller HyperloopTT), hvis nøglefigurer er JumpStartFund-medstifter Dirk Alborn og SpaceX - præsident Gwynn Shotwell [10] . Virksomhedens forretningsmodel er ikke helt sædvanlig: Den samler frivillige , der arbejder gratis, og regner med en andel af det mulige overskud fra projektet, hvis det lykkes [23] . Til dato har projektet samlet 200 frivillige fra Cisco Systems , Boeing , Harvard University og UCLA School of Architecture and Design . Samarbejdet mellem sådan en masse mennesker er baseret på, at projektet er opdelt i små opgaver. Interaktion mellem deltagere leveres ved hjælp af Google Docs og ugentlige gruppevideokonferencer [ 10] [24] .
I februar 2015 blev det annonceret, at HTT havde indgået en aftale med udvikleren af økobyen Kwei Valley, hvis byggeri skal begynde i 2016 i Kings County, Californien , på anlæggelsen af den første 8-kilometer motorvej der. Virksomheden håbede at rejse de 100 millioner dollars, der var nødvendige for byggeriet gennem en børsnotering [25] . I marts 2016 annoncerede Dirk Alborn, at han havde underskrevet en aftale med den slovakiske regering om at bygge en motorvej, der skulle forbinde Bratislava med Wien og Budapest . Rejsetiden på den skal være otte minutter. Samtidig angav Alborn ikke tidspunktet for projektet [26] .
I juli 2017 meddelte Alborn, at hans firma havde bestilt den første felttest-pod fra den spanske flyskrogproducent Carbures og modtaget jord til at bygge et forsknings- og udviklingscenter i Toulouse , Frankrig [27 ] . Valget af ruten for den første operationelle linje blev truffet i april 2018. Dette vil være en 10 km lang rute mellem Al Maktoum Lufthavn og Expo 2020 -stedet i Dubai ( UAE ). Den tilsvarende aftale er indgået med Aldar Properties . Samtidig har chefen for HyperloopTT ikke travlt med at nævne specifikke deadlines for færdiggørelsen af byggeriet. Ruten forventes at forbinde Dubai med Riyadh ( Saudi-Arabien ) i fremtiden. Samtidig blev det annonceret starten på byggeriet af en testplads i Toulouse, bestående af to sektioner - 320 m lang til fragtkapsler og 1 km lang for passagerkapsler. Færdiggørelsen af passagerruten er planlagt til juli-august [28] [29] .
I juli 2018 blev en anden rute valgt, hvor HTT etablerede et joint venture med kommunen i den kinesiske by Tongren for at bygge en 10 km rute mellem byen og den lokale Tongren Fenghuang Lufthavn . Omkostningerne ved projektet er anslået til 295 millioner dollars. I anden fase er det planlagt at forlænge vejen til Fangjinshan- bjerget, i dette tilfælde vil længden af ruten øges til 50 km [19] [30] .
I slutningen af februar-begyndelsen af marts 2019 annoncerede virksomheden færdiggørelsen af byggeriet af den første 320 m lange testbane i Toulouse, starten af testen er planlagt til april. Samtidig blev der i den spanske by El Puerto de Santa Maria præsenteret for første gang en passagerkapsel Hyperloop i naturlig størrelse. Kapslen har en længde på 15 meter og en masse på 5 tons, designet til 28-40 passagerer [31] .
Et andet hold blev dannet af Shervin Pishevar - den første investor i Uber , grundlæggeren af Sherpa Ventures venturekapitalfond , og en stor sponsor for det amerikanske demokratiske parti . På All Things Digital- konferencen i maj 2013 bad Pishevar offentligt Musk om at frigive Hyperloop-detaljer. Efter detaljerne om projektet blev frigivet tre måneder senere, sikrede Pishevar et audiens hos præsident Obama , hvorefter præsidenten instruerede sin administrations Bureau for Videnskab og Teknologipolitik til at studere ideen. Gradvist tiltrak Pishevar virksomheden, som han kaldte Hyperloop Technologies Inc. (Hyperloop Tech), følgende partnere: Palantir medstifter og medejer af Formation 8 venturekapitalfonden Joe Lonsdale , leder af Obamas sejrrige præsidentkampagne i 2012 Jim Messinu , Space Adventures grundlægger og leder af X Prize fonden Peter Diamandis , medlem af " PayPal mafiaen " David Sacks . Sidstnævnte blev medformand for virksomheden og hentede ingeniør Kevin Brogan, "guruen fra SpaceX", som skiftede navn til Brogan BamBrogan, til at arbejde på projektet [ 10 ] .
Hyperloop Tech startede i Bembrogans garage i Los Feliz og flyttede derefter ind i en tidligere isfabrik . Virksomheden planlægger at bygge et eksperimentelt spor, hvis konstruktion er anslået til $80 millioner, ikke inklusive $8,5 millioner i ingeniør- og designomkostninger . Der blev ført forhandlinger med Anthony Marnell III , ejeren af Marnell Corrao Associates , den største amerikanske casinobygger , om emnet at vælge et sted til opførelsen af en allerede fuldgyldig bane . Marnell har længe haft til hensigt at forbinde Las Vegas med en højhastighedstoglinje til den amerikanske vestkyst og er en af investorerne i XpressWest- projektet , som ejer retten til at bygge en sådan vej [10] .
I løbet af to investeringsrunder var selskabet i stand til at rejse mere end $92,6 millioner [18] Blandt investorerne var Sherpa Ventures, EightVC, ZhenFund, National Company of French Railways , Oerlikon Leybold Vacuum (en af aktionærerne er Viktor Vekselberg ), samt en russisk venturefond Caspian VC Partners (repræsenterer Ziyavudin Magomedovs interesser ) [32] [33] .
Den 11. maj 2016 fandt to væsentlige begivenheder sted i virksomhedens liv. For det første, for at undgå forvirring med HTT, er det blevet omdøbt til Hyperloop One . For det andet blev der i byen North Las Vegas ( Nevada ) udført en motortest for Hyperloop i det fri [33] . Ikke mindre vigtige nyheder fra Hyperloop One-lejren på det tidspunkt var imidlertid retssagen mod den fratrådte Bembrogan mod Pishevar, Lonsdale og virksomhedens administrerende direktør Robert Lloyd [34] . Samtidig præsenterede en af projektets aktionærer, Caspian VC Partners, på det andet Eastern Economic Forum i Vladivostok en plan om at bygge en Hyperloop-forgreningslinje omkring 65 km lang langs ruten Hunchun ( Kina ) - Zarubino havn . Den gennemsnitlige hastighed skal være omkring 740 km/t, investeringer anslås til 30-40 milliarder rubler, implementeringsperioden er 5 år [35] .
I maj 2017 gennemførte virksomheden den første fulde felttest af systemet. Testen blev udført på et teststed kaldet DevLoop, som var blevet afsluttet en måned tidligere i forstaden Las Vegas . Strækningens længde er 500 m, rørets diameter er 3,3 m. Passagerkapslen accelererede til 113 km/t [36] , og den 29. juli blev hastigheden hævet til 310 km/t [37] . Ifølge Z. Magomedov, som blev medformand for bestyrelsen for Hyperloop One, med de samme tekniske egenskaber ved systemet, vil hastigheden på en afstand af 2 km stige til 1.000-1.200 km/t [38] .
I september samme år lukkede virksomheden en tredje runde med at rejse midler til et beløb på $85 millioner. Som et resultat udgjorde den samlede investering $245 millioner, og startup'ets værdiansættelse oversteg $700 millioner [ 39] Den følgende måned, Hyperloop One CEO Rob Lloyd Efter hans mening er konstruktionen af vakuumledninger en tredjedel billigere end højhastighedsjernbaner , mens rejsehastigheden er 2-3 gange højere. Han foreslog også, at en billet til en tur på 50-60 km ville koste $5 [40] .
Den 15. december 2017 var virksomheden i stand til at accelerere sin kapsel til en rekordhastighed på 387 km/t, og dagen før forlod dets grundlægger Sh. Pishevar på grund af Hyperloop One-sexskandalen. Den ledige plads blev overtaget af en af de nye aktionærer Richard Branson , virksomheden blev kendt som Virgin Hyperloop One [41] .
I februar 2018 indgik virksomheden en aftale med Indiens regering om at bygge en motorvej i staten Maharashtra , mellem byerne Pune og Mumbai . Det antages, at Virgin Hyperloop One efter en 6-måneders undersøgelse af projektet vil bygge en demonstrationsbane inden for 2-3 år, og en fuldgyldig vej over de næste 5-7 år [42] . I begyndelsen af maj blev det offentliggjort, at selskabet havde indgået et joint venture med havneoperatøren DP World , som kommer til at hedde DP World Cargospeed. Det er udtænkt som en vognmand, der bruger Virgin Hyperloop One-teknologier [43] . Et par dage senere præsenterede BMW -ejede designstudie Designworks konceptet med passagerkapselinteriøret [44] .
I oktober 2018 trak Branson sig som formand for bestyrelsen på grund af en konflikt med myndighederne i Saudi-Arabien , forårsaget af mordet på journalisten Jamal Khashoggi [45] . Den ledige plads blev overtaget af Sultan Ahmed bin Sulayem , leder af DP World, og Jay Walder , der tidligere ledede MTR Corporation , overtog stillingen som administrerende direktør .
Den 28. juli 2019 underskrev virksomheden en aftale med Saudi-Arabiens regering om at bygge den længste træningsbane ( 35 kilometer ) til Hyperloop-vakuumtoget [47] .
I november 2020 gennemførte virksomheden en prøvekørsel af to passagerer i cirka 500 meter i en speciel kapsel, der passerede gennem en vakuumtunnel på Virgin Hyperloop-teststedet i Nevada . Kapslen nåede en hastighed på 170 km/t, hele turen tog 6,25 sekunder. Virksomheden er i øjeblikket ved at bygge en ti kilometer lang testbane i West Virginia og planlægger at lancere et kommercielt vakuumtog i 2021 [48] .
Som det viste sig, er Elon Musk heller ikke klar til helt at opgive projektet. I januar 2015 annoncerede han på Texas Transportation Forum, at han ville bygge en 8 km Hyperloop testbane, og Texas var øverst på listen over potentielle byggepladser [10] [49] .
I juni samme år annoncerede SpaceX en konkurrence om designet af en passagerkapsel. Det var meningen, at kapslerne skulle testes under løb på en prøvebane i Hawthorne , Californien , hvor virksomhedens hovedkvarter er placeret [50] . Konkurrencen hedder Hyperloop pod konkurrence. I januar 2016 var Texas A&M University College Station vært for første runde, hvor 22 tophold blev udvalgt. De fik alle retten til at teste deres modeller på en rigtig bane under anden etape. Toppræmien gik til holdet ved Massachusetts Institute of Technology [51] .
I første omgang var den sidste fase af Hyperloop pod-konkurrencen forventet i midten af august samme år [52] , men blev udskudt. SpaceX annoncerede først i begyndelsen af september 2016 starten på byggeriet af en testbane med en længde på 1500 m og en rørdiameter på 1,8 m [53] . Som et resultat fandt den sidste fase sted den 27. august 2017. Den første plads på den blev vundet af et hold fra det tekniske universitet i München , hvis kapsel nåede en hastighed på 327 km/t [54] . Den tyske rekord holdt dog kun få dage, for den 31. august demonstrerede Musk en kapsel, skabt i fællesskab af SpaceX og Tesla , som var i stand til at nå en hastighed på 355 km/t [55] .
I midten af oktober modtog Musk den første officielle godkendelse til at bygge en fuldgyldig Hyperloop-bane. En sektion med en længde på cirka 16,58 km bør forbinde udkanten af Baltimore med territoriet Hannover ( Maryland ). Vejen forventes at blive en del af Washington - New York ruten i fremtiden med stop i Baltimore og Philadelphia . Banen vil blive bygget under jorden, tunnelen skal bygges af Elon Musks Boring Company [56] . I februar 2018 fik Musk tilladelse til at forberede stedet til stationen og påbegynde gravearbejde på en ledig grund i det nordøstlige Washington [57] .
I 2019 offentliggjorde Institute for Natural Monopoly Problems (IPEM) en ekspertudtalelse [58] om den økonomiske gennemførlighed af at bygge en 650 km Hyperloop-linje mellem Moskva og Skt. Petersborg og om de potentielle omkostninger ved en billet for passagerer. Tre muligheder overvejes: enkeltrørsversion uden tilstand. tilskud og to-rør med og uden statstilskud på 50 pct. Kapitalomkostningerne blev estimeret på grundlag af en feasibility-undersøgelse for bygningen af linjen Stockholm - Helsinki uden at tage hensyn til omkostningerne ved køb af jord til strækningen. Kapslernes kapacitet svarer til den erklærede NTT: 28 eller 40 sæder, minimumsintervaller - 6 minutter, maksimal hastighed - 1102 km/t, fuld overbelastning - ikke mere end 1,5g. Tilbagebetalingstiden antages at være 20 år. Resultaterne af de gennemførte vurderinger viste, at:
Højhastigheds- og højhastighedstog (drifts- og eksperimentelle) | |
---|---|
over 349 km/t |
|
300-349 km/t |
|
250-299 km/t |
|
200—249 km/t |
|
160-200 km/t |
Elon Musk | ||
---|---|---|
Virksomheder | ||
Projekter | ||
En familie |
| |
Kategori: Elon Musk |