Вакуумный поезд hyperloop – Hyperloop One

Содержание

Hyperloop – революционный вакуумный поезд от Илона Маска

Впервые об идее вакуумных поездов высказывались в Европе ещё в XIX веке. В России над перемещением объектов по трубе вакуумом работали в начале 1900-х гг., но Первая мировая война помешала довести идею до конца.

Сегодня этот вид транспорта не кажется чем-то нереальным. Всё благодаря инициативности и упорству главного техно-романтика – Илона Маска.

 

Что такое вакуумный поезд Hyperloop?

тунель hyperloop

  • Пассажирский Hyperloop – это трубопровод с диаметром в 2,23 метра и вагонами, рассчитанными на 2 ряда сидений (по 14 в ряду).
  • Пассажиро-грузовой – это трасса с диаметром 3,3 метра, где люди могут путешествовать со своими легковыми автомобилями (как на паромах).

Илон Маск предложил сделать вакуумный поезд Hyperloop в 2013 году, как ответ на идею американского правительства о строительстве высокоскоростной ж/д дороги. К 2029 California High-Speed Rail должна была связать Сан-Франциско и Лос-Анджелес. Предполагалось, что поезда развивали бы скорость 322 км/ч при суммарных инвестициях около $68 млрд. Маск назвал этот проект самой дорогой и медленной железной дорогой в мире.

Предприниматель пообещал разработать новый транспорт, который должен перемещаться быстрее самолёта в 2 раза. Позднее Маск сообщил, что проект будет в 10 раз дешевле государственного. По его словам, Hyperloop – это что-то среднее между самолётом, электромагнитной пушкой и столом для аэрохоккея.

Внешне вся система напоминает надземный трубопровод на опорах, внутри которого движутся капсулы-вагоны. Но пока проект до сих пор не сделан окончательно, строительство трасс и тоннелей не завершено.

 

Как работает Hyperloop

hyperloop едет по трубе

Скорее всего, в реальности Hyperloop будет далёк от идеальных представлений. Сейчас разработчики опираются на несколько принципов.

 

Без трения и встречного сопротивления

вакуумная труба hyperloop

В трубе поддерживается не полный вакуум, а форвакуум – предварительный вакуум с предельным остаточным давлением (около 0,1% от атмосферного давления). Вакуумный поезд не сталкивается с трением опор и сопротивлением встречного воздуха. Герметичный тоннель минимизирует аэродинамические потери, поэтому поезд преодолевает звуковой барьер.

 

Линейный двигатель

как работает hyperloop линейный двигатель

Капсулы движет линейный двигатель, который создаёт электромагнитное поле. Статор – алюминиевый рельс на полу трассы. Ротор находится в капсуле. Чтобы получать электроэнергию, хотят поставить солнечные батареи на крыше поезда.

 

Встречный поток – на пользу движения

как работает hyperloop встречный воздух

В передней части пассажирской капсулы есть вентилятор и компрессор. За ними идёт отсек с людьми, а в хвосте установлены аккумуляторы. Вентилятор создаёт воздушную подушку. В основу её работы положено использование встречного потока воздуха, с которым поезд всё равно сталкивается из-за большой скорости. Этот поток направляют под вагон, чтобы снизить трение и создать эффект парения над рельсами.

 

Разгерметизация не страшна

hyperloop one

Электрический компрессор в капсулах собирает сжатый воздух на борту на случай разгерметизации. При перебоях питания спасут аккумуляторы, которые дадут запас на 45 минут движения – достаточно, чтобы доехать до следующей станции.

 

Какие задачи должен решить Hyperloop?

Илон Маск машет рукой

  • Дешёвая транспортная система. Планируется, что билет в один конец от Лос-Анжелеса до Сан-Франциско будет стоить не дороже $20, а общие вложения в проект – $7,5 млрд – окупятся за 20 лет.
  • Быстрое преодоление расстояний. Илон Маск рассчитывает, что поезд будет разгоняться до 480-1220 км/ч, а значит, дорогу до Сан-Франциско можно проехать за полчаса (столько же займёт путь от Нью-Йорка до Вашингтона). Разработчики сомневаются в цифре заявленной максимальной скорости, но достигнуть отметки в 387 км/ч на испытаниях уже удалось.
  • Отсутствие пробок и опозданий. Пассажирам не нужно долго ждать прибытия капсулы и подстраиваться под расписание. Hyperloop будет ходить, как метро.

 

Испытания и пробные запуски

первое испытание hyperloop

11 мая 2016 года компания Hyperloop One впервые провела публичное испытание двигателей в Северном Лас-Вегасе. В пустыне был сделан специальный рельсовый участок трассы. Прототип поезда (вернее, электромагнитная телега) разогнался до 160-180 км/ч почти за секунду, проехал 100 м, а затем начал остановку.

В 2017 году стало известно о закрытых майских испытаниях на трассе DevLoop в Неваде. При скорости 112 км/ч на 30-метровом участке полигона перегрузки составляли 2g.

второе испытание hyperloop

В июле того же года Hyperloop One организовала ещё одно испытание на той же трассе (уже продлённой до 500 м). В состоянии вакуума получилось разогнать модуль до 310 км/ч. На тестовом полигоне были созданы условия, аналогичные высоте 60 тыс. метров над уровнем моря (верхняя граница земной атмосферы с минимальным трением и сопротивлением воздуху).

В декабре 2017 компания разогнала капсулу до 387 км/ч.

 

Риск и критика

второе испытание hyperloop


Перегрузка


Главный объект критики всего проекта – перегрузки. Илон Маск планировал, что ускорение в капсулах не превысит 1g, поэтому пассажиры должны нормально воспринимать передвижение.

В действительности, если во время поездки Hyperloop люди будут ощущать себя так же комфортно, как пассажиры лайнеров, то во время разгона, торможения, поворотах состава могут возникнуть неприятные ощущения. Поэтому разработчики делают выбор в пользу прямых и ровных тоннелей, но прокладывать их такими можно не везде.

Во время перегрузок внутренние органы человека по инерции движутся в обратном направлении, от чего нарушается кровообращение и появляется опасность травм и обострения болезней (от мигреней и разрывов сосудов до инсультов и кислородного голодания).

Без подготовки обычный человек готов выдержать максимум 1,5g, но разработчики Hyperloop утверждают, что в итоговом варианте перегрузки будут не больше 1,3g.


Сейсмические риски


Инженерам предстоит решить проблему с сейсмическими рисками. Опоры трассы должны быть устойчивыми перед подземными толчками и компенсировать их.

Скептики проекта подмечают, что весомых доказательств безопасности Hyperloop пока нет. Тем более, не было открытых тестирований в условиях, приближённых к землетрясению.

Есть потенциальные риски с получением прав на землю и протестами жителей отдельных районов против строительства.


Разгерметизация


Если на любом участке трубопровода возникнет брешь, то во всей трубе пройдёт ударная волна, которая будет распространяться со скоростью звука. Все пассажиры, находящиеся внутри транспортной системы, погибнут. По этой причине, скорее всего, Hyperloop сначала будут испытывать как товарный поезд.


Экономическая выгода


Скептики говорят, что экономическая целесообразность проекта не гарантирована. Нужны большие вложения, есть много неопределённостей и нерешённых вопросов. Никто не знает, насколько дорогим окажется весь проект, и сколько лет нужно, чтобы его окупить.

 

Hyperloop в России: мы тоже умеем?


Проекты быстрого и недорого путевого сообщения есть и в России. В Петербургском университете путей проектируется поезд на магнитной подушке. Без вакуумной трассы, но скорость 400 км/ч запланирована.

Готовится строительство магнитной магистрали от логического центра «Белый Раст» (Подмосковье) до Усть-Луги (Ленобласть).

В 2016 году Hyperloop One на Петербургском экономическом форуме подписала соглашение с ГК «Сумма» о развитии Hyperloop. По замыслу, вакуумные составы должны соединить новую Москву и аэропорты. А Министерство транспорта предлагало построить 70-километровую трассу на Дальнем Востоке для создания логистического коридора с Китаем.

Как известно из СМИ, идею поддерживает Владимир Путин. Правда, речь не о государственном финансировании, а о формировании инвестиционной среды.


Читайте: Как SpaceX бороздит просторы вселенной


invlab.ru

сверхскоростные поезда Hyperloop / Habr

Hyperloop — концепция поезда, который преодолевает громадные расстояния по суше со скоростью пассажирского Боинга. При этом концепцию реализуют сразу несколько компаний разными способами. Об этом транспорте ходит много слухов и есть определенные заблуждения. Сейчас мы разберемся в том, что такое этот ваш Hyperloop, при чем тут Маск и зачем это вообще нужно.

Проекты Hyperloop получают инвестиции и постепенно продвигаются вперед. Правда, скорость реализации планов разных компаний невысокая

Автор идеи — Илон Маск?

«Википедия» говорит нам, что Hyperloop — это проект, который является ответом на правительственный план США по созданию сверхскоростной железной дороги California High-Speed Rail. К 2029 году эта дорога должна соединить Лос-Анджелес и Сан-Франциско. Поезда будут ходить со скоростью в 322 км/ч. Стоимость проекта оценена в $68,4 млрд.

В той же «Википедии» говорится о том, то Илон Маск, ознакомившись с проектом правительства, назвал его самым дорогим транспортным ж/д решением в пересчете на одну милю. О проекте Hyperloop предприниматель впервые заявил в июле 2012 года. Тогда он сообщил что новое транспортное средство будет примерно в два раза быстрее самолета и в 3–4 раза быстрее любого действующего скоростного поезда. Тот же путь от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско (расстояние 561 км по прямой) у Hyperloop займет около получаса.

Исходя из этого многие СМИ делают вывод, что Маск разработал и предложил собственную идею, то есть он является ее автором. На самом деле это не так. О системе трубопроводов (или тоннелей) с почти полным вакуумом внутри и капсулами специальной конструкции на магнитной подушке внутри писали фантасты середины 20-го века. Первые предложения по созданию транспортной сети такого типа появились в конце 19-го века. Были даже попытки реализовать ее, например, соединить Нью-Йорк и Сан-Франциско специальным тоннелем. Но дальше разговоров дело не пошло, поскольку уровень развития технологий на тот момент не позволял реализовать такой план.

Концепт трубопровода для скоростных поездов (1974 г.)

Вероятнее всего, Маск просто когда-то слышал или читал об этом, и обдумав идею, решил попробовать возродить ее. В пользу этого говорит, например, то, что он представил в самом начале лишь эскизы проекта, наметки без расчетной базы.

Hyperloop, предложенный Маском — это же поезд на магнитной подушке, верно?

Не совсем так. Да, магнитная подушка в качестве элемента системы присутствует в большинстве проектов подобного рода, в том числе, и в НФ произведениях. Но для достижения запланированной скорости в примерно 1000 км/ч нужна не только магнитная подушка, но и почти полный вакуум в тоннеле, по которому перемещается поезд. Как оказалось, обеспечить и то, и другое — дорогое удовольствие.

Маск предложил не гнаться за достижением полного вакуума, а поддерживать форвакуум с давлением в 100 Па (примерно 1/1000 от атмосферного давления). Дальнейшее снижение давления не слишком выгодно, поскольку затраты растут экспоненциально.

Те воздушные массы, с которыми сталкивается поезд в процессе движения, решили перенаправлять — прямо под днище капсул для создания воздушной подушки. Давление в условиях сильной разреженности нужно небольшое — около 9,4 кПа, это требует подачи примерно 200 г воздуха в секунду. Так что и магнитная подушка не нужна.

Примерно такую концепцию и реализуют компании, которые занимаются созданием Hyperloop в том либо ином виде.

Ну хорошо, но сколько это стоит? Вероятно, система просто жутко дорогая

Не совсем так. Если проект правительства, о котором шла речь выше — это затраты в десятки миллиардов долларов США, которые пойдут на создание ветки Лос-Анджелес – Сан-Франциско, то аналогичная транспортная магистраль от Hyperloop (аналогичная по протяженности и месту создания) обойдется всего в $6–10 млрд. Правда, если масштабировать Hyperloop на весь штат Калифорния, то тогда получится около $60 млрд. Но это все же целый штат, а не одна трасса.

Строить тоннели планируют, в основном, над землей. Линии предлагается пустить по маршруту уже существующих автобанов. Аренда земли должна быть минимальной именно в силу того, что трубопровод не идет прямо по земле, а «висит» над ней. Плюс ко всему, работать Hyperloop будет в любое время года и при любой погоде — внешние условия для тоннельного транспорта не слишком важный фактор.

Hyperloop реализует Илон Маск?

И да, и нет. Дело в том, что изначально бизнесмен лишь просто рассказал о своем видении этой системы — как она должна выглядеть, работать и какие принципы лежат в ее основе. После этого Маск заявил, что заниматься реализацией проекта не собирается.

Ну а поскольку «свято место пусто не бывает», появилось сразу несколько желающих вдохнуть в идею жизнь. Позже добавилось еще несколько. Наверное, первой компанией, которая решилась взяться за проект, стала Hyperloop Transportation Technologies Inc (HTT). Дело в том, что спустя всего месяц после рассказа Маска группа специалистов Ansys во главе с Сандипом Совани провела компьютерное моделирование экономической модели, показавшей реальность идеи. Средства собирались при помощи краудсорсинговой платформы JumpStartFund. В итоге ее сооснователь Дирк Алборн и президент SpaceX Гвинн Шотвелл стали руководить процессом.

image

Чуть позже еще одна команда была сформирована Шервином Пишеваром, это первый инвестор Uber и основатель венчурного фондад Sherpa Ventures. Спустя всего несколько месяцев после публикации идеи Пишевар добился аудиенции у Барака Обамы. После живописания всех преимуществ проекта экс-президент поручил Бюро по научно-технической политике своей администрации изучить идею.

Еще через некоторое время Пишевар создал собственную компанию, которую назвал Hyperloop Technologies Inc.

Именно этой компании в декабре 2017 года удалось разогнать капсулу Hyperloop до скорости 386 км/ч. Возможно, благодаря успеху компанию решил поддержать Ричард Брэнсон, который инвестировал достаточно крупную сумму денег и вошел в совет директоров Hyperloop One. Компания была даже переименована в Virgin Hyperloop One. Это вполне жизнеспособный проект, который сумел собрать около $245 млн инвестиций, а оценка стартапа превысила $700 млн. Еще чуть-чуть, и появится очередной «единорог», прием весьма высокотехнологичный.

Есть и еще Hyperloop-ы. В частности, нидерландская Hardt Hyperloop. Эта компания расположена в Нидерландах, ее поддерживает правительство.

Илон Маск, вернее, его компания SpaceX тоже принимает участие в реализации идеи. В 2015 году Маск заявил, что собирается проложить тестовый участок трассы и испытать его. Компания объявила конкурс на дизайн капсулы транспортного средства. Кроме того, теперь ежегодно проводятся соревнования Hyperloop pod competition, которые позволяют испытывать различные конструкции капсул.

Не так давно компания Маска смогла получить официальное разрешение на создание полноценной трассы Hyperloop. Это будет очередной тестовый участок протяженностью около 17 км. Связывать он будет Балтимор и Ганновер. Возможно, в дальнейшем трассу удлинят и соединят с ее помощью Вашингтон с Нью-Йорком. Правда, тоннели будут проложены не только над землей, но и под — для этого у Маска есть еще одна компания — The Boring Company.

Сколько будет стоить билет?

imageЗдесь пока сложно сказать что-то определенное, поскольку, как видим, компаний много, а их видение бизнеса Hyperloop отличается. Маск как-то говорил, что некоторые участки трассы могут быть бесплатными. Потом он заявил о цене билетов на рейс «Вашингтон – Нью-Йорк» в $25.

Virgin Hyperloop One, которая строит скоростную трассу в Индии озвучила цену в 150 долларов США. Правда, сама трасса будет готова не ранее 2025 года. Это позволит сократить время, проведенное в пути, с 3,5 часов до 25 минут. Возможно, стоимость проезда в капсуле будет даже ниже, чем стоимость билета на самолет.

Когда можно будет покататься?

image

Нескоро. Несмотря на то, что технической реализацией проекта занимается сразу несколько компаний, о чем говорилось выше, планы очень долгосрочные. Скорее всего, ранее 2025 года пассажирских рейсов не будет, или будут, но на очень ограниченных участках трассы.

Сейчас уже 2018 год, а решить технические (не говоря уже о правовых и финансовых) проблемы пока не представляется возможным. Так, если раньше говорилось о том, что Hyperloop будет передвигаться со скоростью, превышающей скорость самолета, то сейчас непонятно, как этого можно добиться. Максимальный рекорд, поставленный Virgin Hyperloop One в 2017 составляет 387 км/ч.

Существуют железнодорожные проекты, в рамках которых разрабатываются сверхскоростные поезда, способные побить любой современный рекорд для железной дороги. И никаких тоннелей, разреженного воздуха и тому подобных вещей.

С другой стороны, вполне можно допустить, что кто-то из Hyperloop-ов все же сможет совершить прорыв, договориться с властями и запустить коммерческие рейсы уже в ближайшее время.

Та же Virgin Hyperloop One уже договорилась с правительством Индии о строительстве тестовой трассы в штате Махараштра, между городами Пуна и Мумбаи. Но сроки все равно не радуют. Тестовая трасса будет построена в течение 2-3 лет, в течение еще последующих 5-7 лет будет создана полноценная дорога. В мае компания объявила о создании компании, которая будет использовать технологии Hyperloop, но заниматься грузоперевозками, а не пассажирами.

В общем и целом, планов — громадье, но их реализация несколько задерживается. Сейчас, к сожалению, вокруг проектов Hyperloop больше шумихи, чем реальных дел.

habr.com

Для чего нам Hyperloop — The Village


В начале сентября премьер-министр Эстонии подписал договор о намерениях строить между Таллином и Хельсинки подводный транспортный туннель Hyperloop. Разговоры о сверхскоростном вакуумном поезде ведутся последние пять лет, но только сейчас все больше стран начинают воспринимать проект Илона Маска как реальный и заключать договоры о строительстве Hyperloop у себя. The Village разобрался, что это за новый вид транспорта и как путь из Петербурга в Москву станет занимать всего 36 минут.


Текст


ДЕНИС БОНДАРЕВ


Все началось с того, что в Калифорнии между Лос-Анджелесом и Сан-Франциско решили построить высокоскоростную (350 километров в час) железную дорогу. В 2012 году анонсировали бюджет проекта — 68,4 миллиарда долларов. Почти сразу после этого один из самых неординарных бизнесменов планеты, Илон Маск, раскритиковал проект как слишком дорогой и отсталый. Он заявил, что в штате, где находится Силиконовая долина и штаб-квартиры множества главных технологический компаний мира, главная транспортная артерия должна быть покруче. Примерно тогда же он рассказал об идее создать новый, пятый вид транспорта, который будет дешевле, удобнее и в разы быстрее предложенного поезда.


Через год, летом 2013 года, Маск выложил в открытый доступ описание проекта Hyperloop. Визионер предлагал создать транспорт, в котором отдельные вагоны-капсулы передвигались бы в герметичной трубе за счет разницы давлений. Перед капсулой с пассажирами нагнеталось бы давление, близкое к вакууму, за счет чего ее, по сути, всасывало бы в трубу. Это позволило бы избавиться от сопротивления воздуха — основного противодействия при движении на высокой скорости.


Другой движущей силой капсулы должен был стать линейный электродвигатель. Одна его часть, статор, представляет собой часть рельса, который прокладывается на дне транспортной трубы, другая, ротор, — индукционные катушки на дне капсулы. Возникающее между ними магнитное поле сообщало бы мощное ускорение капсуле. За счет него она бы резко стартовала и получала повторный разгон по ходу движения. При этом превращать весь рельс в дорогостоящий электродвигатель необязательно — достаточно устанавливать 15-метровые части двигателя примерно каждые 100 километров. Также электродвигатель отвечал бы и за остановку Hyperloop.


Так как капсула будет двигаться не в полном вакууме, встречные потоки воздуха все-таки будут на нее воздействовать. Маск придумал, как использовать и их. Кроме обтекаемой формы, он предложил разместить на носу капсулы вентилятор, который распределял бы потоки воздуха так, чтобы они поддерживали капсулу — создавали воздушную подушку, за счет чего она бы летела, не соприкасаясь с рельсом. Это избавило бы Hyperloop от трения с его поверхностью.


Кроме того, для проекта в Калифорнии бизнесмен предложил покрыть 600 километров трассы-трубы сверху солнечными батареями. В жарком штате эти панели не только обеспечили бы затраты на работу Hyperloop — половину полученной энергии можно было бы продавать в окрестные города.


В результате капсулы Hyperloop должны двигаться по трубе, по расчетам Маска, со скоростью от 500 до 1 200 километров в час в зависимости от ландшафта и близости поворота. А расстояние от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско в ней можно было бы преодолеть за 30 минут вместо двух часов 40 минут на скоростном поезде, а билет на Hyperloop между калифорнийскими городами стоил бы 20 долларов вместо 81. По расчетам, проект стоимостью 6 миллиардов долларов должен окупиться за 20 лет.


По мнению Маска, путешествие на самолете менее чем на 1 500 километров сегодня дороже и медленнее, чем на Hyperloop. За счет того, что передвижение происходит в маленьких капсулах-вагонах, которые запускаются независимо друг от друга, путешествие идет от точки до точки. Это значит, что пассажирам не приходится терять время на остановки в пути.


Пропускная способность Hyperloop — одна капсула с 28 пассажирами на борту каждые две минуты, или 840 человек в час. Кроме того, Маск предложил и рассчитал, как использовать Hyperloop для грузовых перевозок. Это сделало бы проект на 1,5 миллиарда долларов дороже. Трубу предлагалось прокладывать над землей на бетонных опорах. Это не нарушило бы, например, сельскохозяйственных угодий и позволило бы прокладывать трассу по любой местности, в том числе в горах.


К сегодняшнему дню изначальная задумка Маска технически существенно изменилась. Например, ранее планировалось, что капсула будет высотой 1,1 метра и шириной 1,35 метра, а теперь она ближе по размерам к вагону метро, а кроме воздушной подушки капсулы, поддерживает и магнитное поле. Важно, что это все так же проект левитирующей капсулы в герметичной трубе.


Опубликовав проект Hyperloop, Маск сразу заявил, что его реализацией он заниматься не будет — не хватит времени на создание электромобиля Tesla и подготовки полета на Марс ракет SpaceX. Вместо этого бизнесмен предложил всем желающим использовать его концепт и воплощать идею футуристического транспорта, пообещав поддерживать чужие начинания.


Почти сразу после публикации за проект Маска взялась компания Ansys, которая занимается инженерными симуляциями на основе компьютерных технологий. Инженеры компании провели моделирование физики движения капсулы и сделали вывод, что идея Маска — не пустые фантазии, а, вероятно, следующий шаг в развитии транспортных технологий.


В том же 2013 году для реализации футуристического проекта была создана компания Hyperloop Transport Technologies (HTT). Для развития проекта привлекали специалистов-волонтеров, которые были готовы в нем участвовать за долю в компании. В 2014 году еще одна компания, Hyperloop One, отнеслась к идее Маска прагматично.


Сейчас компании конкурируют между собой в плане используемых технологий и договоренностей о строительстве Hyperloop с правительствами разных стран. Так, HTT в 2016 году договорилась со Словакией о строительстве трасс, которые свяжут Братиславу с Веной и Будапештом, а в 2017-м — еще и с Брно в Чехии; сообщалось об их договоренности построить Hyperloop в Южной Корее. В свою очередь, у Hyperloop One сегодня есть подтверждения от ОАЭ, Швейцарии, Нидерландов, Великобритании. На днях, 2 сентября, компания подписала намерение о строительстве трассы Таллин — Хельсинки с премьер-министром Эстонии.


Однако в вопросе испытаний технологии Hyperloop One сильно опережает конкурента. В мае 2016 года Hyperloop One на своей 500-метровой трассе в Неваде успешно протестировала разгонную систему капсулы. Год спустя, 12 мая 2017-го, был совершен первый полный тест системы с левитирующей капсулой XP-1 в условиях, близких к вакууму. Ее разогнали до 111 километров в час, назвав это официальным рождением нового вида транспорта. HTT свою тестовую трассу пока только строит.


За лето 2017 года Hypeloop One ставила один скоростной рекорд за другим и 29 июля объявила о том, что разогнала свою капсулу до 310 километров в час. Но триумф компании омрачил Илон Маск.


В начале 2015 года Илон Маск заявил, что решил все же поучаствовать в воплощении собственной идеи. Он объявил о планах построить тестовую трассу и организовал соревнование Hyperloop Pod Competition, в котором команды ученых и студентов соревнуются в создании прототипа капсулы для Hyperloop. В 2016 году SpaceX сделала заявление, в котором подчеркивала, что она не связана ни с одним из проектов коммерческой реализации Hyperloop и просто хочет помочь собрать лучшие идеи для развития этого вида транспорта.


Для испытаний капсул Маск построил трубу длиной 1,6 километра рядом со штаб-квартирой SpaceX. На втором соревновании прототипов капсул 25–27 августа команда Мюнхенского технического университета побила рекорд Hyperloop One, разогнав капсулу своей команды, WARR, до 324 километров в час. А 31 августа публике неожиданно представили капсулу самого Маска, разработку компаний Tesla и SpaceX. Во время теста она установила новый рекорд — 355 километров в час.


Еще одна недавняя сенсация, связанная с возвращением Маска к своей идее, — в июле этого года он сообщил об устном согласовании строительства трассы Hyperloop от Нью-Йорка до Вашингтона. Судя по всему, проект планируется реализовывать сразу несколькими компаниями миллиардера: The Boring Company, которая строит транспортные туннели, сделает трубы для Hyperloop, а Tesla, SpaceX и SolarCity возьмутся за начинку.


Россия заинтересовалась проектом Hyperloop одной из первых в мире. На ПМЭФ-2016 мэр Москвы Сергей Собянин, сооснователь Hyperloop One Шервин Пишевар и российский инвестор Зиявудин Магомедов договорились о строительстве Hyperloop в Москве и подписали меморандум о сотрудничестве. Магомедов, к слову, играет особенную роль в популяризации нового транспорта в России: 63-я строчка российского списка Forbes через свой венчурный фонд Caspian VC Partners дважды инвестировал в компанию Hyperloop One. Сообщалось об общей сумме вложений в 90 миллионов долларов. В октябре 2016 года Магомедов вошел в совет директоров Hyperloop One. Возможно, именно поэтому о контактах с HTT в России ничего не сообщалось.


Магомедов охотно рассказывает о реализации проекта Hyperloop, в том числе на территории России. В весеннем интервью Forbes он рассуждал о перспективах грузовых перевозок с помощью нового вида транспорта, о возможности замены стали на композитные материалы и существенном удешевлении технологии, а также о перспективе разогнать Hyperloop до 2 тысяч километров в час. Отвечая на вопрос RNS, бизнесмен оценил стоимость строительства трассы Hyperloop в 12–15 миллионов долларов на километр в обе стороны. Очевидно, что его очень привлекает идея реализации проекта Hyperloop в России. Бизнесмен, например, озвучивал перспективу строительства нового «Шелкового пути» с помощью этой технологии — из Китая в Европу через Казахстан и Россию. Из ближайших перспектив Магомедов говорил о строительстве 65 километров трассы из порта Зарубино (Приморский край) в Хуньчунь (Китай), а также о маршруте Санкт-Петербург — Москва. Продолжительность поездки в Hyperloop по последнему должна составить 36 минут. Также сообщалось, что Hyperloop One начнет строить первые действующие трассы вакуумного поезда в 2021 году. Правда, не исключено, что всегда расторопный и располагающий серьезными ресурсами Илон Маск, который пока не называл подобных сроков, сможет опередить всех остальных.


В июне этого года Hyperloop One представила результаты конкурса маршрутов нового транспорта в Европе. Победители (их девять) — наиболее вероятные направления для строительства трасс компанией. Сейчас маршруты оценивают эксперты. В апреле были названы 11 финалистов того же конкурса для США.


В 2003 году писатель, графический дизайнер и архитектор Марк Овенден в шутку наложил карту лондонского метро на карту мира — 14 лет спустя, смотря на согласующиеся один за другим маршруты Hyperloop, шутка Овендена не кажется такой уж смешной.



Обложка: hyperlooptech.com

www.the-village.ru

Hyperloop: вакуумные поезда и их подводные камни

Проект скоростного, качественно нового вида транспорта – пятого по счёту, после уже традиционного автомобильного, водного, железнодорожного и воздушного, – предложенный в августе 2013 года Илоном Маском, одним из самых популярных в мире бизнесменов, последнее время часто упоминается в новостях на ITC.UA. Однако перспектива массовых путешествий на расстояние в тысячу-полторы километров продолжительностью в полчаса остаётся при этом далеко не такой уж и безоблачной – недостатка в критиках у замысла «Гиперпетли» не наблюдается, а вот воплощений его на практике пока что так и не видно. Насколько реально осуществление этой теории, заманчивой и вполне привлекательной на бумаге и на иллюстрированных фантазией художников веб-сайтах? Совершится ли в ближайшем времени революция в средствах передвижения, или же Hyperloop суждено пополнить собой солидную кунсткамеру утопических проектов времён безудержного научно-технического оптимизма?

Для начала вкратце напомним основные идеи Илона Маска, изложенные им два с половиной года назад в 57-страничном дизайн-документе «Hyperloop Alpha». Задуматься над необходимостью нового вида транспорта предпринимателя заставила информация о планирующемся в Калифорнии строительстве скоростного поезда, который оказывался по своим показателям одним из самых дорогих в мире – и одним из самых медленных из всех железнодорожных проектов новейшего типа. Маск пришёл к выводу, что «пятый транспорт» должен быть непременно как дешевле, так и безопаснее – и обратился к идеям создания поезда в вакуумной трубе, выдвинутым ещё в начале ХХ века американским ракетостроителем Робертом Годдардом, а позднее развитым корпорацией RAND. Идеи эти остались нереализованными – не в последнюю очередь из-за сложности достижения ситуации полного вакуума.

А потому, в качестве оптимального транспортного средства для преодоления расстояний до 1500 км между большими городами (для более дальних поездок, считает Маск, сверхзвуковой самолёт будет и быстрее, и дешевле), можно было бы использовать ту же трубу, но не вакуумную, а с разрежённым воздухом, сводящим к минимуму эффект трения, – с давлением в 100 Па, т. е. на уровне 1/6 от давления на поверхности Марса, или подобно земной атмосфере на высоте 45 км. Как предприниматель, а не инженер, Илон Маск акцентировал внимание именно на практической стороне вопроса, хотя и не собирался сам заниматься конструированием, предоставив весь свой проект в открытое пользование.

По его замыслу, Hyperloop представляет собой две – для движения в обе стороны – тонких стальных трубы диаметром около двух метров, расположенных на шестиметровых пилонах, выставленных через каждые тридцать метров. В целях экономии строить их предлагается вдоль уже имеющейся автотрассы; общие расходы, по расчётам Маска, должны составить около шести миллиардов долларов, или в десять раз меньше того самого скоростного поезда. Этот последний собирается преодолевать путь из Сан-Франциско в Лос-Анджелес за 2 часа 38 минут, а билет в один конец обойдётся в 105 долларов, – «Гиперпетля» же, уверяет глава Tesla, позволит добраться из одного крупнейшего калифорнийского мегаполиса в другой всего за 35 минут и всего за 20 долларов: по трубам будут перемещаться 40 капсул на 28 посадочных мест каждая, так что «поезда» смогут отправляться каждые две минуты, а в час пик и раз в тридцать секунд. В качестве дополнения предложен и чуть более дорогостоящий пассажирско-грузовой вариант, позволяющий перевозить также и автомобили.

2

Рекламные цифры проекта Hyperloop смотрятся вполне привлекательно

Прежде, чем рассматривать реалистичность заявленных количественных и качественных характеристик Hyperloop, обратим внимание на историю этого нового типа транспорта. Ничего принципиально нового в проекте Илона Маска нет, кроме разве что соединения идей вакуумного поезда с не менее известным подвесом на воздушной подушке, – хотя до озвучивания им этих идей они и не могли похвастаться такой широкой популярностью. Дело собственно не в вакууме: соображения касательно скоростного перемещения по замкнутой трубе снарядоподобной капсулы высказывались задолго до Роберта Годдарда, ещё в XVII в., а успешно реализованы были в конце XVIII в. шотландским изобретателем Вильямом Мёрдоком. Правда, на практике распространение получили только перемещения таким способом сравнительно небольших объектов, используя для создания тяги вентиляторы: к середине XIX века пневматическая почта стала реальностью во многих городах Европы, где письма доставлялись адресатам по трубам при помощи как сжатого, так и разрежённого – отчасти подобно Hyperloop – воздуха. Да и поныне эта оригинальная система передачи малогабаритных предметов на небольшое расстояние продолжает использоваться – например, в банках, больницах или даже библиотеках, для доставки в книгохранилища листков с требованиями читателей.

3

Трубы пневмопочты – дальние предки современных проектов скоростного транспорта

Другое дело, что в середине XIX века как некоторым учёным, так и многим писателям-фантастам казалось само собой разумеющимся, что передвижение таким способом и пассажиров – вопрос самого скорого времени. Поезд, движимый по герметически закрытой (между станциями) трубе силой сжатого воздуха и электромагнитного притяжения подробно описан, например, в антиутопии Жюля Верна «Париж в XX веке», впервые опубликованной через сто тридцать лет после написания. В те же годы были осуществлены и две попытки практического воспроизведения задуманной технологии транспорта – обе успешные, но скорее экспериментальные. С августа 1864 года в течение нескольких месяцев в парке Хрустального дворца на юге Лондона действовала сконструированная Томасом Раммелем пневматическая железная дорога: вагон, перемещавшийся по туннелю длиной 550 м и диаметром около 3 м, приводился в движение гигантским вентилятором, работающим в свою очередь от паровой машины. Для рейса назад вентилятор включался в обратную сторону, создавая вакуум: вагон «засасывался» в туннель, а для остановки использовал собственные тормоза.

Подобное же транспортное средство было продемонстрировано американским изобретателем Альфредом Эли Бичем в 1867 году в Нью-Йорке, а с 1870 по 1873 годы даже действовало как работающий прототип метрополитена: за 25 центов можно было прокатиться под Бродвеем в цилиндрическом вагончике на 22 пассажира по туннелю длиной всего 95 м. Хотя для публики это был своего рода аттракцион, его создатель планировал Beach Pneumatic Transit в качестве полномасштабной транспортной системы – которой, впрочем, так и не суждено было появиться на свет.

beachpneumatic.0

«Гиперпетля» середины позапрошлого века: демонстрация пневматического поезда А. Э. Бича на выставке Американского института в Нью-Йорке в 1867 году

Уже в конце XIX века простой пневматический транспорт стал выглядеть тупиковой ветвью развития, не способной конкурировать по скорости и стоимости с электрическими, а то и с паровыми двигателями. В 1909 году упоминавшийся уже Роберт Годдард анонимно опубликовал статью о поезде нового типа – вакуумном; однако, подробные чертежи прототипов такого транспорта, способного двигаться со скоростью до 1600 км/ч, были найдены в его бумагах после смерти изобретателя, отличавшегося редкой скрытностью, – патенты «Vacuum tube transportation system» и «Apparatus for vacuum tube transportation» были выданы его вдове только в 1949–50 годах.

Кроме того, практически одновременно с Годдардом, опыты с перемещением тел в вакуумной трубе при помощи электромагнитного подвеса успешно проводил в 1911–1913 годах профессор физики Томского технологического института Борис Вейнберг, прочитавший 31 марта 1914 года в Санкт-Петербурге лекцию под заглавием «Движение без трения», вскоре изданную и отдельной брошюрой. Идеальный «безвоздушный электрический путь», качественно отличающийся от всех обычных способов сообщения, представлял собой металлическую сигарообразную капсулу, движущуюся в горизонтальной трубе, из которой выкачан воздух; благодаря магнитам или соленоидам с током вагон не касается дна и не подтягивается к потолку, а значит и не сталкивается с трением – и потому развивает скорость в 800 км/ч. Вейнберг мечтал о создании скоростных вакуумных поездов из Москвы в Петербург или во Владивосток, – однако, дело не пошло далее лабораторных опытов с трубочкой в десять дюймов диаметром. Зато статья Вейнберга с описанием этого проекта в 1917 году была опубликована и на английском языке в журнале «Popular Science Monthly», так что вполне могла быть известна и самому Роберту Годдарду.

5

Вакуумный электромагнитный поезд Бориса Вейнберга: диаметр цилиндра составляет всего около метра, и одинокий пассажир может преодолевать весь путь разве что лёжа

За прошедшие с тех пор десятилетия проекты вакуумного поезда так и не были реализованы, хотя идеи, напоминающие о проектах Годдарда и Вейнберга, всё же продолжали периодически выдвигаться. Так, в 1974 году инженер Швейцарских федеральных железных дорог Родольф Ньет, вынужденный ежедневно ездить на работу из Лозанны в Берн, придумал способ сократить время на такой путь, используя маглев-поезда в подземном вакуумном туннеле. Перспектива реализации такого проекта вызревала крайне медленно, в течение всех 1990-х годов, вылившись в итоге в проект Swissmetro – вакуумного поезда, движущегося в среде низкого давления (около 100 миллибар – в сто раз больше, чем в планах Илона Маска) со скоростью около 500 км/ч и соединяющего Сент-Галлен с Цюрихом, а затем следующего в Базель, Берн, Лозанну и Женеву. К примеру, из Берна в Цюрих можно было бы добраться тогда за всего 12 минут вместо нынешнего часа. Увы, после многих лет проектировки Swissmetro окончательно закрывается в 2009 году, так ни к чему и не приведя. Причина банальна: нехватка финансирования для реализации – и, согласно всем подсчётам, нерентабельность проекта в плане стоимости и сроков, необходимых для его воплощения в жизнь.

6

Swissmetro: ещё один так и не родившийся идейный предшественник Hyperloop

Собственно, как раз стоимость оказывается одним из основных предметов для критики в адрес и проекта Илона Маска – несмотря на то, что именно дешевизну автор идеи «Гиперпетли» указывает в качестве одного из двух ключевых её преимуществ сравнительно с уже привычными скоростными поездами. Американские экономисты, в том числе специализирующиеся по железным дорогам, утверждают, что даже без учёта стоимости приобретения необходимых для строительства земельных участков, – а именно эта статья расходов оказывается основной составляющей в тех возмутивших Маска 68-ми миллиардах, запланированных на создание калифорнийского скоростного поезда, – цифра в 6 миллиардов для создания Hyperloop занижена как минимум в 10–20 раз.

Да и того самого приобретения земли избежать никак не получится: даже если стараться прокладывать линию труб как можно ближе к шоссе, всё равно на некоторых участках она будет значительно отходить от автострады. Как говорит профессор экономики Калифорнийского университета Майкл Андерсон, основываясь на собственных расчётах стоимости строительства «Гиперпетли» между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом, более-менее реалистичная цена на билет в одну сторону составит не двадцать, а тысячу долларов, – всё же предприятие в целом способно потянуть на сто миллиардов вместо заявленных шести.

7

Предложенное Илоном Маском устройство капсулы Hyperloop

К критикам-экономистам присоединяются и инженеры: некоторые аспекты замысла Маска кажутся им не менее сложными для практической реализации, чем известные уже в истории безуспешные попытки конструирования вакуумных поездов. Так, по мнению одного из бывших разработчиков Swissmetro, профессора Федеральной политехнической школы в Лозанне Марселя Жуфера, достижение давления в 1 миллибар (или 100 Па) может оказаться крайне трудной и ресурсоёмкой задачей, в том числе в плане конструирования шлюзов для посадки и высадки пассажиров. Самые большие сомнения вызывает та самая воздушная подушка, которая выступает отличительной чертой проекта Илона Маска, сравнивающего «Гиперпетлю» с шайбой в аэрохоккее. Зазор между внутренней стенкой трубы и подвесом капсулы не должен превышать 0,5–1,3 мм – показатель, необходимый для достижения нужных скоростей, но выдвигающий крайне жёсткие требования в плане точности всей конструкции. Один из изобретателей маглев-поезда, Джеймс Пауэлл, утверждает, что достигнуть подобной точности на практике крайне сложно: любая неровность внутренней поверхности, любая «кочка» размером всего в ¾ мм будет означать катастрофу мчащегося с огромной скоростью снаряда-вагона.

la-fi-spacex-hyperloop-competition-20150615

Безопасность Hyperloop и просто удобство его использования оказывается вторым наиболее популярным – после стоимости – предметом для критики. Согласно показателям исходного проекта Маска, максимальная ширина пассажирской капсулы достигает всего 1,35 м, а наибольшая высота – 1,10 м: пусть это и не «сигара» Вейнберга начала ХХ века, в которой можно было только лежать плашмя, но и далеко не самое комфортабельное транспортное средство. Даже если не говорить о катастрофах вследствие мельчайших выпуклостей внутри трубы, простое её отклонение от прямого курса всего на миллиметр способно привести к значительной качке – при том, что ни встать в капсуле, ни перейти на другое место практически невозможно, не говоря уже о том, что ни туалетов, ни врачебной помощи во время пути не предусмотрено. Иначе говоря, «Гиперпетлёй» смогут успешно пользоваться только очень стройные пассажиры с очень крепкими нервами и очень сильным вестибулярным аппаратом: планируемый уровень перегрузки в 2–3 раза превышает таковой при взлёте или посадке рейсового самолёта и напоминает скорее пиковые показатели «американских горок»: до потери сознания и до реальной угрозы для жизни пусть и далеко, но тошноту вызвать вполне может, что в условиях тесной и замкнутой капсулы уже само по себе достаточная неприятность.

elon-musk-backing-hyperloop-tube-that-could-transport-people-750-mph-01

Иллюстрация к проекту компании Hyperloop Technologies: помещение капсулы в трубу

Разумеется, все эти критические замечания теоретиков, выдвинутые в большинстве своём сразу же следом за громкой декларацией Илона Маска в 2013 году, можно было бы опровергнуть простым фактом успешной реализации предложенного замысла. Однако, и на практическом фронте дела обстоят пока что не очень впечатляюще. Прежде всего, стоит упомянуть две компании с похожими названиями, взявшиеся за воплощение идеи нового транспорта в жизнь. Hyperloop Technologies, основанная Шервином Пишеваром и ныне руководимая Робом Ллойдом, бывшим до этого президентом по продажам и развитию в Cisco, занимается лабораторными тестированиями, производит трубы и в этом году собирается приступить к строительству экспериментальной дороги длиной в 3 км в пустыне штата Невада, – создание же полноценного Hyperloop планируется не ранее, чем в 2020 году.

Примерно в таком же состоянии дела и у конкурирующей фирмы Hyperloop Transportation Technologies, возглавляемой Дирком Альборном. Обновления на сайте проекта появляются крайне редко, зато эта компания куда более активно мелькает в СМИ в связи с подписываемыми ею договорами: HTT собирается построить в Калифорнии действующую систему длиной в 8 км, а в Словакии – соединить Братиславу с Веной и Будапештом. Однако в первом случае речь идёт о таком же экспериментальном проекте: Quay Valley – запланированный к возведению «город будущего» на солнечной энергии и на 75 тыс. жителей, который пока что находится на стадии проектирования – начало строительства ожидается в этом году. Столь же далеки ещё от реализации и планы постройки Hyperloop в Восточной Европе: подписанный с руководством Словакии документ означает лишь выражение обоюдной заинтересованности, но ни точного расчёта стоимости, ни конкретных планов относительно финансирования и начала производственной фазы пока что не озвучено, – судя по всему, не были ещё начаты и переговоры с Австрией и Венгрией. По мнению словацких специалистов, перспектива сооружения такого масштабного проекта хотя бы к 2020 году остаётся весьма сомнительной. Кроме этого, практически одновременно появились новости и о переговорах Hyperloop Transportation Technologies с Россией, в отношении проекта скоростного поезда, позволяющего добраться из Москвы в Санкт-Петербург за 35 минут, и с Китаем (по поводу строительства такого сообщения между материком и Гонконгом).

9

Пока что Hyperloop Technologies может продемонстрировать журналистам из CNN только уже готовые секции труб

Как известно, занимается своим проектом и сам Илон Маск, организовав недавно соответствующий студенческий конкурс. Следующим этапом этого соревнования должны стать практические испытания на тестовом треке в Калифорнии длиной в 1,6 км с участием примерно двадцати команд и с уже объявленными техническими характеристиками трубы, предусматривающими возможность использования и колёс, и воздушной подушки, и магнитной левитации, – однако дата начала «Фазы 2» остаётся не совсем ещё определённой, отодвинувшись недавно на август 2016 года. Наконец, можно упомянуть и канадскую компанию Transpod, также занимающуюся в настоящее время испытаниями и поисками финансирования, но планирующую соединить скоростной линией сообщения Торонто и Монреаль к тому же знаковому 2020 году.

Вполне очевидно, таким образом, что бесспорная теоретическая возможность сооружения вакуумного поезда на воздушной подушке или на магнитной левитации ещё далеко не означает скорой перспективы практической реализации такого проекта, а главное – его массового, а не штучно-экспериментального характера в случае успешного воплощения на практике. Для примера можно вспомнить историю сверхзвуковой гражданской авиации, которая часто приводится в качестве аналогии и самим Илоном Маском, описывающим Hyperloop как своего рода симбиоз «Конкорда» и аэрохоккея. Англо-французский проект «Конкорд», как и схожий с ним по своей нелёгкой судьбе советский Ту-144, наглядно демонстрируют все подводные камни, подстерегающие попытки массовизации передовых технологий, связанных со скоростным транспортом. Зародившись в 1960-е годы, когда сверхзвуковые авиалайнеры казались наиболее перспективным видом транспорта для всеобщего внедрения в самом скором будущем, оба этих проекта не дожили до нашего времени по тем же двум банальным причинам – высокая стоимость и не всегда достаточный уровень безопасности. Уже в 1970-х годах, после разразившегося нефтяного кризиса, содержание «Конкордов» оказалось для авиакомпаний тяжёлой ношей – прибыль удавалось получать разве что от чартерных рейсов, в том числе и от сдачи флагманских воздушных суден в аренду африканским диктаторам. Ту-144 прекратил рейсовые полёты намного раньше, поскольку практику повышение цен на билеты, не говоря уже об аренде частным лицам, плановая экономика допустить никак не могла. Да и внештатные ситуации в полётах возникали в большом количестве.

10

Аналогии Hyperloop с проектами пассажирского звукового самолёта могут быть истолкованы далеко не в пользу коммерческой перспективности задумки Илона Маска

Иными словами, такого рода проект может стать в наше время успешным лишь при условии своего массового характера – как мобильные телефоны, о популярности которых умалчивали писатели-фантасты ХІХ и ХХ веков, щедро наделявшие будущее космическими путешествиями, скоростными поездами или телепортами и видеофонами. В конце концов, до широкого распространения пока что далековато и самому любимому детищу Илона Маска – электромобилям. Не зря, несмотря на всю свою славу и харизму, глава Tesla явно проигрывает в сравнении, скажем, с Генри Фордом: Tesla Model S обходится ненамного менее сотни тысяч долларов, в то время как легендарная Ford Model T в лучшие свои годы стоила всего 260 долларов (или около 3–3,5 тысяч в переводе на современные американские деньги) – то есть примерно столько же, сколько зарабатывал в месяц любой нью-йоркский слесарь или плотник.

В итоге из Hyperloop может получиться нечто вроде Tesla Powerwall – технологии несомненно интересной, но отнюдь не для всех полезной (и отнюдь не революционной). Тем не менее, мечта о скоростном вакуумном поезде вполне научно обоснована и куда ближе к реализации, чем мечта, скажем, о скором полёте на Марс, которой Илон Маск также далеко не чужд. В любом случае, до 2020 года остаётся не так много времени – и все критики ещё вполне могут быть посрамлены.

itc.ua

Hyperloop – вакуумный экспресс наращивает скорость

Начиная с 2013 года, изобретатели вакуумного поезда Hyperloop вместе с инвесторами  продолжают надеяться на лучшее. В конце декабря 2017 года завершились очередные высокоскоростные испытания Гиперлопа. Инженерная группа «Virgin Hyperloop One» провела третью по счёту демонстрацию собственной нестандартной транспортной системы. Местом испытаний выбрали пустыню за пределами Лас-Вегаса. Именно там проектировщики отправили в очередной рейс инновационную магнито-левитирующую капсулу. Однако Hyperloop вновь пролетел пустым — без пассажиров, сквозь вакуумную трубу испытательного трека. Скорость движения в этот раз составила без малого 387 км/ч.

СОДЕРЖИМОЕ ПУБЛИКАЦИИ :

Подробности испытания Гиперлопа

Инженерам следует отдать должное, так как в этот раз отметился значительный прогресс по сравнению с предыдущим показателем команды (308 км/ч).

Но задуманного достичь так и не удалось, если учитывать, что теоретическая максимально возможная скорость поезда должна составить 1125 км/ч.

Тоннель для движения капсулы HyperloopЕщё 2000 метров вакуумного тоннеля необходимо разработчикам проекта для движения капсулы Hyperloop с заявленной скоростью 1125 км/ч

Инженеры «Virgin Hyperloop One» полагают, что для достижения теоретически заявленной скорости им потребуется нарастить дополнительно 2000 метров вакуумной трубы.

Существующая ныне конструкция тоннеля длиной 490 м, позволяет развивать на испытательном треке DevLoop предельно возможную скорость не выше 401 км/ч.

Возможно, более важной, чем скорость капсулы XP-1, стала демонстрация командой инженеров новой технологии воздушного шлюза.

Для получения высоких скоростей, впервые описанных изобретателем Элоном Маском в 2013 году, гиперлоп-модуль должен следовать сквозь фактически вакуумную среду тоннеля.

Вакуумная среда исключает эффект трения, позволяет магнито-левитирующей капсуле перемещаться со скоростью авиалайнера по всей длине тоннеля.

Воздушный шлюз при этом становится ключевым фактором, с точки зрения функций передачи багажных контейнеров пассажирам или грузов в атмосферную среду.

Подведение итогов теста «Virgin Hyperloop One»

Капсульный поезд Hyperloop перед очередным заездомКапсульный поезд Hyperloop перед очередным испытательным заездом. Внешне выглядит футуристическим, технически пока что выглядит недоработанным

Все компоненты инновационной системы передвижения были успешно протестированы. Конкретно упоминаются следующие модули, успешно прошедшие испытательный тест:

  • воздушный шлюз,
  • высокоэффективный электродвигатель,
  • расширенные средства управления,
  •  силовая электроника,
  • подвеска капсулы,
  • вакуумная установка.

Испытания проводились внутри герметичного тоннеля (трубы), с понижением внутреннего давления до уровня, эквивалентного давлению воздуха на высоте 60 000 км над уровнем моря.

Капсула от «Virgin Hyperloop One» уверенно поднимается на рабочей дорожкой, действующей по принципу магнитной левитации.

В таком состоянии капсула передвигается со скоростью близкой к скорости самолёта, благодаря сверхнизкому аэродинамическому сопротивлению внутри трубы-тоннеля.

Между тем способность поддерживать вакуум в трубе, имеющей протяжённость до 2 км, является одной из серьёзных проблем для группы испытателей.

Капсула Hyperloop на стартеВоздушный шлюз испытательного трека открыт. Капсульный поезд загружен внутрь трековой трубы и почти готов к старту

Каждый раз, когда капсульный поезд прибывает на станцию, необходимо быстро замедлиться и остановиться. Затем воздушный шлюз должен закрыться, герметизироваться и вновь перейти в открытое состояние.

Капсула должна успеть освободить шлюз до того момента, когда прибудет следующий поезд. Периодичность, с которой происходят эти события, определяет стабильность дистанции между поездами.

Главные проблемы Гиперлопа

Чем дольше длиться остановка, тем меньше производительность вакуумных капсульных поездов. Этим фактором определяется, насколько полезной может быть инновационная система массового транзита.

Можно, конечно, попытаться увеличить габариты капсульных поездов, но тогда понадобится более прочная сталь для сборки конструкции. А за этим стоят: неизбежность компенсации увеличенного веса, наращивание финансовых затрат.

Рекорд скорости «Virgin Hyperloop One» непокорённым явно долго не останется. Полученная цифра лишь немногим больше скорости 350 км/ч, которой удалось достичь фирменному бренду именитого американо-канадца Илона Маска в августе того же 2017 года.

Этим результатом отметился проект миллиардера Илона Маска под названием «SpaceX Hyperloop Pod», принимавший участие в конкурсе Хоторна (штат Калифорния).

Там же — в Хоторне, студенческая команда WARF Hyperloop (Германия) взяла главный приз конкурса за собственный проект капсульного поезда, который проехал с результатом — 323,5 км/ч.

История проекта вакуумного экспресса продолжается!

Видео-запись теста капсульного экспресса Virgin Hyperloop One


По материалам: Hyperloop-one

zetsila.ru

вакуумные поезда и их подводные камни

Гиперпетле быть?

Проект скоростного, качественно нового вида транспорта – пятого по счету, после уже традиционного автомобильного, водного, железнодорожного и воздушного, – предложенный в августе 2013 года Илоном Маском, одним из самых популярных в мире бизнесменов, последнее время часто упоминается в новостях. Однако перспектива массовых путешествий на расстояние в тысячу-полторы километров продолжительностью в полчаса остается при этом далеко не такой уж и безоблачной – недостатка в критиках у замысла «Гиперпетли» не наблюдается, а вот воплощений его на практике пока что так и не видно.

Насколько реально осуществление этой теории, заманчивой и вполне привлекательной на бумаге и на иллюстрированных фантазией художников веб-сайтах? Совершится ли в ближайшем времени революция в средствах передвижения, или же Hyperloop суждено пополнить собой солидную кунсткамеру утопических проектов времен безудержного научно-технического оптимизма?

Для начала вкратце напомним основные идеи Илона Маска, изложенные им два с половиной года назад в 57-страничном дизайн-документе «Hyperloop Alpha». Задуматься над необходимостью нового вида транспорта предпринимателя заставила информация о планирующемся в Калифорнии строительстве скоростного поезда, который оказывался по своим показателям одним из самых дорогих в мире – и одним из самых медленных из всех железнодорожных проектов новейшего типа.

Маск пришел к выводу, что «пятый транспорт» должен быть непременно как дешевле, так и безопаснее – и обратился к идеям создания поезда в вакуумной трубе, выдвинутым еще в начале ХХ века американским ракетостроителем Робертом Годдардом, а позднее развитым корпорацией RAND. Идеи эти остались нереализованными – не в последнюю очередь из-за сложности достижения ситуации полного вакуума.

 

А потому, в качестве оптимального транспортного средства для преодоления расстояний до 1500 км между большими городами (для более дальних поездок, считает Маск, сверхзвуковой самолет будет и быстрее, и дешевле), можно было бы использовать ту же трубу, но не вакуумную, а с разреженным воздухом, сводящим к минимуму эффект трения, – с давлением в 100 Па, т. е. на уровне 1/6 от давления на поверхности Марса, или подобно земной атмосфере на высоте 45 км.

Как предприниматель, а не инженер, Илон Маск акцентировал внимание именно на практической стороне вопроса, хотя и не собирался сам заниматься конструированием, предоставив весь свой проект в открытое пользование. По его замыслу, Hyperloop представляет собой две – для движения в обе стороны – тонких стальных трубы диаметром около двух метров, расположенных на шестиметровых пилонах, выставленных через каждые тридцать метров. В целях экономии строить их предлагается вдоль уже имеющейся автотрассы; общие расходы, по расчетам Маска, должны составить около шести миллиардов долларов, или в десять раз меньше того самого скоростного поезда.

Этот последний собирается преодолевать путь из Сан-Франциско в Лос-Анджелес за 2 часа 38 минут, а билет в один конец обойдется в 105 долларов, – «Гиперпетля» же, уверяет глава Tesla, позволит добраться из одного крупнейшего калифорнийского мегаполиса в другой всего за 35 минут и всего за 20 долларов: по трубам будут перемещаться 40 капсул на 28 посадочных мест каждая, так что «поезда» смогут отправляться каждые две минуты, а в час пик и раз в тридцать секунд. В качестве дополнения предложен и чуть более дорогостоящий пассажирско-грузовой вариант, позволяющий перевозить также и автомобили.

 

Рекламные цифры проекта Hyperloop смотрятся вполне привлекательно

Прежде, чем рассматривать реалистичность заявленных количественных и качественных характеристик Hyperloop, обратим внимание на историю этого нового типа транспорта.

Ничего принципиально нового в проекте Илона Маска нет, кроме разве что соединения идей вакуумного поезда с не менее известным подвесом на воздушной подушке, – хотя до озвучивания им этих идей они и не могли похвастаться такой широкой популярностью. Дело собственно не в вакууме: соображения касательно скоростного перемещения по замкнутой трубе снарядоподобной капсулы высказывались задолго до Роберта Годдарда, еще в XVII в., а успешно реализованы были в конце XVIII в. шотландским изобретателем Вильямом Мердоком.

Правда, на практике распространение получили только перемещения таким способом сравнительно небольших объектов, используя для создания тяги вентиляторы: к середине XIX века пневматическая почта стала реальностью во многих городах Европы, где письма доставлялись адресатам по трубам при помощи как сжатого, так и разреженного – отчасти подобно Hyperloop – воздуха. Да и поныне эта оригинальная система передачи малогабаритных предметов на небольшое расстояние продолжает использоваться – например, в банках, больницах или даже библиотеках, для доставки в книгохранилища листков с требованиями читателей.

 

Трубы пневмопочты – дальние предки современных проектов скоростного транспорта

Другое дело, что в середине XIX века как некоторым ученым, так и многим писателям-фантастам казалось само собой разумеющимся, что передвижение таким способом и пассажиров – вопрос самого скорого времени. Поезд, движимый по герметически закрытой (между станциями) трубе силой сжатого воздуха и электромагнитного притяжения подробно описан, например, в антиутопии Жюля Верна «Париж в XX веке», впервые опубликованной через сто тридцать лет после написания.

В те же годы были осуществлены и две попытки практического воспроизведения задуманной технологии транспорта – обе успешные, но скорее экспериментальные. С августа 1864 года в течение нескольких месяцев в парке Хрустального дворца на юге Лондона действовала сконструированная Томасом Раммелем пневматическая железная дорога: вагон, перемещавшийся по туннелю длиной 550 м и диаметром около 3 м, приводился в движение гигантским вентилятором, работающим в свою очередь от паровой машины.

Для рейса назад вентилятор включался в обратную сторону, создавая вакуум: вагон «засасывался» в туннель, а для остановки использовал собственные тормоза.

 

Подобное же транспортное средство было продемонстрировано американским изобретателем Альфредом Эли Бичем в 1867 году в Нью-Йорке, а с 1870 по 1873 годы даже действовало как работающий прототип метрополитена: за 25 центов можно было прокатиться под Бродвеем в цилиндрическом вагончике на 22 пассажира по туннелю длиной всего 95 м. Хотя для публики это был своего рода аттракцион, его создатель планировал Beach Pneumatic Transit в качестве полномасштабной транспортной системы – которой, впрочем, так и не суждено было появиться на свет.

 

«Гиперпетля» середины позапрошлого века: демонстрация пневматического поезда А. Э. Бича на выставке Американского института в Нью-Йорке в 1867 году

Уже в конце XIX века простой пневматический транспорт стал выглядеть тупиковой ветвью развития, не способной конкурировать по скорости и стоимости с электрическими, а то и с паровыми двигателями. В 1909 году упоминавшийся уже Роберт Годдард анонимно опубликовал статью о поезде нового типа – вакуумном; однако, подробные чертежи прототипов такого транспорта, способного двигаться со скоростью до 1600 км/ч, были найдены в его бумагах после смерти изобретателя, отличавшегося редкой скрытностью, – патенты «Vacuum tube transportation system» и «Apparatus for vacuum tube transportation» были выданы его вдове только в 1949–50 годах.

Кроме того, практически одновременно с Годдардом, опыты с перемещением тел в вакуумной трубе при помощи электромагнитного подвеса успешно проводил в 1911–1913 годах профессор физики Томского технологического института Борис Вейнберг, прочитавший 31 марта 1914 года в Санкт-Петербурге лекцию под заглавием «Движение без трения», вскоре изданную и отдельной брошюрой.

Идеальный «безвоздушный электрический путь», качественно отличающийся от всех обычных способов сообщения, представлял собой металлическую сигарообразную капсулу, движущуюся в горизонтальной трубе, из которой выкачан воздух; благодаря магнитам или соленоидам с током вагон не касается дна и не подтягивается к потолку, а значит и не сталкивается с трением – и потому развивает скорость в 800 км/ч.

Вейнберг мечтал о создании скоростных вакуумных поездов из Москвы в Петербург или во Владивосток, – однако, дело не пошло далее лабораторных опытов с трубочкой в десять дюймов диаметром. Зато статья Вейнберга с описанием этого проекта в 1917 году была опубликована и на английском языке в журнале «Popular Science Monthly», так что вполне могла быть известна и самому Роберту Годдарду.

 

 

Вакуумный электромагнитный поезд Бориса Вейнберга: диаметр цилиндра составляет всего около метра, и одинокий пассажир может преодолевать весь путь разве что лежа

За прошедшие с тех пор десятилетия проекты вакуумного поезда так и не были реализованы, хотя идеи, напоминающие о проектах Годдарда и Вейнберга, все же продолжали периодически выдвигаться. Так, в 1974 году инженер Швейцарских федеральных железных дорог Родольф Ньет, вынужденный ежедневно ездить на работу из Лозанны в Берн, придумал способ сократить время на такой путь, используя маглев-поезда в подземном вакуумном туннеле.

Перспектива реализации такого проекта вызревала крайне медленно, в течение всех 1990-х годов, вылившись в итоге в проект Swissmetro – вакуумного поезда, движущегося в среде низкого давления (около 100 миллибар – в сто раз больше, чем в планах Илона Маска) со скоростью около 500 км/ч и соединяющего Сент-Галлен с Цюрихом, а затем следующего в Базель, Берн, Лозанну и Женеву. К примеру, из Берна в Цюрих можно было бы добраться тогда за всего 12 минут вместо нынешнего часа.

Увы, после многих лет проектировки Swissmetro окончательно закрывается в 2009 году, так ни к чему и не приведя. Причина банальна: нехватка финансирования для реализации – и, согласно всем подсчетам, нерентабельность проекта в плане стоимости и сроков, необходимых для его воплощения в жизнь.

 

Swissmetro: еще один так и не родившийся идейный предшественник Hyperloop

Собственно, как раз стоимость оказывается одним из основных предметов для критики в адрес и проекта Илона Маска – несмотря на то, что именно дешевизну автор идеи «Гиперпетли» указывает в качестве одного из двух ключевых ее преимуществ сравнительно с уже привычными скоростными поездами.

Американские экономисты, в том числе специализирующиеся по железным дорогам, утверждают, что даже без учета стоимости приобретения необходимых для строительства земельных участков, – а именно эта статья расходов оказывается основной составляющей в тех возмутивших Маска 68-ми миллиардах, запланированных на создание калифорнийского скоростного поезда, – цифра в 6 миллиардов для создания Hyperloop занижена как минимум в 10–20 раз.

Да и того самого приобретения земли избежать никак не получится: даже если стараться прокладывать линию труб как можно ближе к шоссе, все равно на некоторых участках она будет значительно отходить от автострады. Как говорит профессор экономики Калифорнийского университета Майкл Андерсон, основываясь на собственных расчетах стоимости строительства «Гиперпетли» между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом, более-менее реалистичная цена на билет в одну сторону составит не двадцать, а тысячу долларов, – все же предприятие в целом способно потянуть на сто миллиардов вместо заявленных шести.

Предложенное Илоном Маском устройство капсулы Hyperloop

К критикам-экономистам присоединяются и инженеры: некоторые аспекты замысла Маска кажутся им не менее сложными для практической реализации, чем известные уже в истории безуспешные попытки конструирования вакуумных поездов. Так, по мнению одного из бывших разработчиков Swissmetro, профессора Федеральной политехнической школы в Лозанне Марселя Жуфера, достижение давления в 1 миллибар (или 100 Па) может оказаться крайне трудной и ресурсоемкой задачей, в том числе в плане конструирования шлюзов для посадки и высадки пассажиров.

Самые большие сомнения вызывает та самая воздушная подушка, которая выступает отличительной чертой проекта Илона Маска, сравнивающего «Гиперпетлю» с шайбой в аэрохоккее. Зазор между внутренней стенкой трубы и подвесом капсулы не должен превышать 0,5–1,3 мм – показатель, необходимый для достижения нужных скоростей, но выдвигающий крайне жесткие требования в плане точности всей конструкции.

Один из изобретателей маглев-поезда, Джеймс Пауэлл, утверждает, что достигнуть подобной точности на практике крайне сложно: любая неровность внутренней поверхности, любая «кочка» размером всего в ¾ мм будет означать катастрофу мчащегося с огромной скоростью снаряда-вагона.

Безопасность Hyperloop и просто удобство его использования оказывается вторым наиболее популярным – после стоимости – предметом для критики. Согласно показателям исходного проекта Маска, максимальная ширина пассажирской капсулы достигает всего 1,35 м, а наибольшая высота – 1,10 м: пусть это и не «сигара» Вейнберга начала ХХ века, в которой можно было только лежать плашмя, но и далеко не самое комфортабельное транспортное средство.

Даже если не говорить о катастрофах вследствие мельчайших выпуклостей внутри трубы, простое ее отклонение от прямого курса всего на миллиметр способно привести к значительной качке – при том, что ни встать в капсуле, ни перейти на другое место практически невозможно, не говоря уже о том, что ни туалетов, ни врачебной помощи во время пути не предусмотрено.

Иначе говоря, «Гиперпетлей» смогут успешно пользоваться только очень стройные пассажиры с очень крепкими нервами и очень сильным вестибулярным аппаратом: планируемый уровень перегрузки в 2–3 раза превышает таковой при взлете или посадке рейсового самолета и напоминает скорее пиковые показатели «американских горок»: до потери сознания и до реальной угрозы для жизни пусть и далеко, но тошноту вызвать вполне может, что в условиях тесной и замкнутой капсулы уже само по себе достаточная неприятность.

 

Иллюстрация к проекту компании Hyperloop Technologies: помещение капсулы в трубу

Разумеется, все эти критические замечания теоретиков, выдвинутые в большинстве своем сразу же следом за громкой декларацией Илона Маска в 2013 году, можно было бы опровергнуть простым фактом успешной реализации предложенного замысла. Однако, и на практическом фронте дела обстоят пока что не очень впечатляюще. Прежде всего, стоит упомянуть две компании с похожими названиями, взявшиеся за воплощение идеи нового транспорта в жизнь.

Hyperloop Technologies, основанная Шервином Пишеваром и ныне руководимая Робом Ллойдом, бывшим до этого президентом по продажам и развитию в Cisco, занимается лабораторными тестированиями, производит трубы и в этом году собирается приступить к строительству экспериментальной дороги длиной в 3 км в пустыне штата Невада, – создание же полноценного Hyperloop планируется не ранее, чем в 2020 году.

Примерно в таком же состоянии дела и у конкурирующей фирмы Hyperloop Transportation Technologies, возглавляемой Дирком Альборном. Обновления на сайте проекта появляются крайне редко, зато эта компания куда более активно мелькает в СМИ в связи с подписываемыми ею договорами: HTT собирается построить в Калифорнии действующую систему длиной в 8 км, а в Словакии – соединить Братиславу с Веной и Будапештом.

Однако в первом случае речь идет о таком же экспериментальном проекте: Quay Valley – запланированный к возведению «город будущего» на солнечной энергии и на 75 тыс. жителей, который пока что находится на стадии проектирования – начало строительства ожидается в этом году. Столь же далеки еще от реализации и планы постройки Hyperloop в Восточной Европе: подписанный с руководством Словакии документ означает лишь выражение обоюдной заинтересованности, но ни точного расчета стоимости, ни конкретных планов относительно финансирования и начала производственной фазы пока что не озвучено, – судя по всему, не были еще начаты и переговоры с Австрией и Венгрией.

По мнению словацких специалистов, перспектива сооружения такого масштабного проекта хотя бы к 2020 году остается весьма сомнительной. Кроме этого, практически одновременно появились новости и о переговорах Hyperloop Transportation Technologies с Россией, в отношении проекта скоростного поезда, позволяющего добраться из Москвы в Санкт-Петербург за 35 минут, и с Китаем (по поводу строительства такого сообщения между материком и Гонконгом).

 

 

Пока что Hyperloop Technologies может продемонстрировать журналистам из CNN только уже готовые секции труб

Как известно, занимается своим проектом и сам Илон Маск, организовав недавно соответствующий студенческий конкурс. Следующим этапом этого соревнования должны стать практические испытания на тестовом треке в Калифорнии длиной в 1,6 км с участием примерно двадцати команд и с уже объявленными техническими характеристиками трубы, предусматривающими возможность использования и колес, и воздушной подушки, и магнитной левитации, – однако дата начала «Фазы 2» остается не совсем еще определенной, отодвинувшись недавно на август 2016 года.

Наконец, можно упомянуть и канадскую компанию Transpod, также занимающуюся в настоящее время испытаниями и поисками финансирования, но планирующую соединить скоростной линией сообщения Торонто и Монреаль к тому же знаковому 2020 году.

 

 

Вполне очевидно, таким образом, что бесспорная теоретическая возможность сооружения вакуумного поезда на воздушной подушке или на магнитной левитации еще далеко не означает скорой перспективы практической реализации такого проекта, а главное – его массового, а не штучно-экспериментального характера в случае успешного воплощения на практике.

Для примера можно вспомнить историю сверхзвуковой гражданской авиации, которая часто приводится в качестве аналогии и самим Илоном Маском, описывающим Hyperloop как своего рода симбиоз «Конкорда» и аэрохоккея. Англо-французский проект «Конкорд», как и схожий с ним по своей нелегкой судьбе советский Ту-144, наглядно демонстрируют все подводные камни, подстерегающие попытки массовизации передовых технологий, связанных со скоростным транспортом.

Зародившись в 1960-е годы, когда сверхзвуковые авиалайнеры казались наиболее перспективным видом транспорта для всеобщего внедрения в самом скором будущем, оба этих проекта не дожили до нашего времени по тем же двум банальным причинам – высокая стоимость и не всегда достаточный уровень безопасности. Уже в 1970-х годах, после разразившегося нефтяного кризиса, содержание «Конкордов» оказалось для авиакомпаний тяжелой ношей – прибыль удавалось получать разве что от чартерных рейсов, в том числе и от сдачи флагманских воздушных суден в аренду африканским диктаторам.

Ту-144 прекратил рейсовые полеты намного раньше, поскольку практику повышение цен на билеты, не говоря уже об аренде частным лицам, плановая экономика допустить никак не могла. Да и внештатные ситуации в полетах возникали в большом количестве.

 

Аналогии Hyperloop с проектами пассажирского звукового самолета могут быть истолкованы далеко не в пользу коммерческой перспективности задумки Илона Маска

Иными словами, такого рода проект может стать в наше время успешным лишь при условии своего массового характера – как мобильные телефоны, о популярности которых умалчивали писатели-фантасты ХІХ и ХХ веков, щедро наделявшие будущее космическими путешествиями, скоростными поездами или телепортами и видеофонами. В конце концов, до широкого распространения пока что далековато и самому любимому детищу Илона Маска – электромобилям.

Не зря, несмотря на всю свою славу и харизму, глава Tesla явно проигрывает в сравнении, скажем, с Генри Фордом: Tesla Model S обходится ненамного менее сотни тысяч долларов, в то время как легендарная Ford Model T в лучшие свои годы стоила всего 260 долларов (или около 3–3,5 тысяч в переводе на современные американские деньги) – то есть примерно столько же, сколько зарабатывал в месяц любой нью-йоркский слесарь или плотник.

В итоге из Hyperloop может получиться нечто вроде Tesla Powerwall – технологии несомненно интересной, но отнюдь не для всех полезной (и отнюдь не революционной). Тем не менее, мечта о скоростном вакуумном поезде вполне научно обоснована и куда ближе к реализации, чем мечта, скажем, о скором полете на Марс, которой Илон Маск также далеко не чужд. В любом случае, до 2020 года остается не так много времени – и все критики еще вполне могут быть посрамлены.

Подписывайтесь на Квибл в Viber и Telegram,
чтобы быть в курсе самых интересных событий.

quibbll.com

вакуумные поезда и их подводные камни

Гиперпетле быть?

Проект скоростного, качественно нового вида транспорта – пятого по счету, после уже традиционного автомобильного, водного, железнодорожного и воздушного, – предложенный в августе 2013 года Илоном Маском, одним из самых популярных в мире бизнесменов, последнее время часто упоминается в новостях. Однако перспектива массовых путешествий на расстояние в тысячу-полторы километров продолжительностью в полчаса остается при этом далеко не такой уж и безоблачной – недостатка в критиках у замысла «Гиперпетли» не наблюдается, а вот воплощений его на практике пока что так и не видно.

Насколько реально осуществление этой теории, заманчивой и вполне привлекательной на бумаге и на иллюстрированных фантазией художников веб-сайтах? Совершится ли в ближайшем времени революция в средствах передвижения, или же Hyperloop суждено пополнить собой солидную кунсткамеру утопических проектов времен безудержного научно-технического оптимизма?

Для начала вкратце напомним основные идеи Илона Маска, изложенные им два с половиной года назад в 57-страничном дизайн-документе «Hyperloop Alpha». Задуматься над необходимостью нового вида транспорта предпринимателя заставила информация о планирующемся в Калифорнии строительстве скоростного поезда, который оказывался по своим показателям одним из самых дорогих в мире – и одним из самых медленных из всех железнодорожных проектов новейшего типа.

Маск пришел к выводу, что «пятый транспорт» должен быть непременно как дешевле, так и безопаснее – и обратился к идеям создания поезда в вакуумной трубе, выдвинутым еще в начале ХХ века американским ракетостроителем Робертом Годдардом, а позднее развитым корпорацией RAND. Идеи эти остались нереализованными – не в последнюю очередь из-за сложности достижения ситуации полного вакуума.

 

А потому, в качестве оптимального транспортного средства для преодоления расстояний до 1500 км между большими городами (для более дальних поездок, считает Маск, сверхзвуковой самолет будет и быстрее, и дешевле), можно было бы использовать ту же трубу, но не вакуумную, а с разреженным воздухом, сводящим к минимуму эффект трения, – с давлением в 100 Па, т. е. на уровне 1/6 от давления на поверхности Марса, или подобно земной атмосфере на высоте 45 км.

Как предприниматель, а не инженер, Илон Маск акцентировал внимание именно на практической стороне вопроса, хотя и не собирался сам заниматься конструированием, предоставив весь свой проект в открытое пользование. По его замыслу, Hyperloop представляет собой две – для движения в обе стороны – тонких стальных трубы диаметром около двух метров, расположенных на шестиметровых пилонах, выставленных через каждые тридцать метров. В целях экономии строить их предлагается вдоль уже имеющейся автотрассы; общие расходы, по расчетам Маска, должны составить около шести миллиардов долларов, или в десять раз меньше того самого скоростного поезда.

Этот последний собирается преодолевать путь из Сан-Франциско в Лос-Анджелес за 2 часа 38 минут, а билет в один конец обойдется в 105 долларов, – «Гиперпетля» же, уверяет глава Tesla, позволит добраться из одного крупнейшего калифорнийского мегаполиса в другой всего за 35 минут и всего за 20 долларов: по трубам будут перемещаться 40 капсул на 28 посадочных мест каждая, так что «поезда» смогут отправляться каждые две минуты, а в час пик и раз в тридцать секунд. В качестве дополнения предложен и чуть более дорогостоящий пассажирско-грузовой вариант, позволяющий перевозить также и автомобили.

 

Рекламные цифры проекта Hyperloop смотрятся вполне привлекательно

Прежде, чем рассматривать реалистичность заявленных количественных и качественных характеристик Hyperloop, обратим внимание на историю этого нового типа транспорта.

Ничего принципиально нового в проекте Илона Маска нет, кроме разве что соединения идей вакуумного поезда с не менее известным подвесом на воздушной подушке, – хотя до озвучивания им этих идей они и не могли похвастаться такой широкой популярностью. Дело собственно не в вакууме: соображения касательно скоростного перемещения по замкнутой трубе снарядоподобной капсулы высказывались задолго до Роберта Годдарда, еще в XVII в., а успешно реализованы были в конце XVIII в. шотландским изобретателем Вильямом Мердоком.

Правда, на практике распространение получили только перемещения таким способом сравнительно небольших объектов, используя для создания тяги вентиляторы: к середине XIX века пневматическая почта стала реальностью во многих городах Европы, где письма доставлялись адресатам по трубам при помощи как сжатого, так и разреженного – отчасти подобно Hyperloop – воздуха. Да и поныне эта оригинальная система передачи малогабаритных предметов на небольшое расстояние продолжает использоваться – например, в банках, больницах или даже библиотеках, для доставки в книгохранилища листков с требованиями читателей.

 

Трубы пневмопочты – дальние предки современных проектов скоростного транспорта

Другое дело, что в середине XIX века как некоторым ученым, так и многим писателям-фантастам казалось само собой разумеющимся, что передвижение таким способом и пассажиров – вопрос самого скорого времени. Поезд, движимый по герметически закрытой (между станциями) трубе силой сжатого воздуха и электромагнитного притяжения подробно описан, например, в антиутопии Жюля Верна «Париж в XX веке», впервые опубликованной через сто тридцать лет после написания.

В те же годы были осуществлены и две попытки практического воспроизведения задуманной технологии транспорта – обе успешные, но скорее экспериментальные. С августа 1864 года в течение нескольких месяцев в парке Хрустального дворца на юге Лондона действовала сконструированная Томасом Раммелем пневматическая железная дорога: вагон, перемещавшийся по туннелю длиной 550 м и диаметром около 3 м, приводился в движение гигантским вентилятором, работающим в свою очередь от паровой машины.

Для рейса назад вентилятор включался в обратную сторону, создавая вакуум: вагон «засасывался» в туннель, а для остановки использовал собственные тормоза.

 

Подобное же транспортное средство было продемонстрировано американским изобретателем Альфредом Эли Бичем в 1867 году в Нью-Йорке, а с 1870 по 1873 годы даже действовало как работающий прототип метрополитена: за 25 центов можно было прокатиться под Бродвеем в цилиндрическом вагончике на 22 пассажира по туннелю длиной всего 95 м. Хотя для публики это был своего рода аттракцион, его создатель планировал Beach Pneumatic Transit в качестве полномасштабной транспортной системы – которой, впрочем, так и не суждено было появиться на свет.

 

«Гиперпетля» середины позапрошлого века: демонстрация пневматического поезда А. Э. Бича на выставке Американского института в Нью-Йорке в 1867 году

Уже в конце XIX века простой пневматический транспорт стал выглядеть тупиковой ветвью развития, не способной конкурировать по скорости и стоимости с электрическими, а то и с паровыми двигателями. В 1909 году упоминавшийся уже Роберт Годдард анонимно опубликовал статью о поезде нового типа – вакуумном; однако, подробные чертежи прототипов такого транспорта, способного двигаться со скоростью до 1600 км/ч, были найдены в его бумагах после смерти изобретателя, отличавшегося редкой скрытностью, – патенты «Vacuum tube transportation system» и «Apparatus for vacuum tube transportation» были выданы его вдове только в 1949–50 годах.

Кроме того, практически одновременно с Годдардом, опыты с перемещением тел в вакуумной трубе при помощи электромагнитного подвеса успешно проводил в 1911–1913 годах профессор физики Томского технологического института Борис Вейнберг, прочитавший 31 марта 1914 года в Санкт-Петербурге лекцию под заглавием «Движение без трения», вскоре изданную и отдельной брошюрой.

Идеальный «безвоздушный электрический путь», качественно отличающийся от всех обычных способов сообщения, представлял собой металлическую сигарообразную капсулу, движущуюся в горизонтальной трубе, из которой выкачан воздух; благодаря магнитам или соленоидам с током вагон не касается дна и не подтягивается к потолку, а значит и не сталкивается с трением – и потому развивает скорость в 800 км/ч.

Вейнберг мечтал о создании скоростных вакуумных поездов из Москвы в Петербург или во Владивосток, – однако, дело не пошло далее лабораторных опытов с трубочкой в десять дюймов диаметром. Зато статья Вейнберга с описанием этого проекта в 1917 году была опубликована и на английском языке в журнале «Popular Science Monthly», так что вполне могла быть известна и самому Роберту Годдарду.

 

 

Вакуумный электромагнитный поезд Бориса Вейнберга: диаметр цилиндра составляет всего около метра, и одинокий пассажир может преодолевать весь путь разве что лежа

За прошедшие с тех пор десятилетия проекты вакуумного поезда так и не были реализованы, хотя идеи, напоминающие о проектах Годдарда и Вейнберга, все же продолжали периодически выдвигаться. Так, в 1974 году инженер Швейцарских федеральных железных дорог Родольф Ньет, вынужденный ежедневно ездить на работу из Лозанны в Берн, придумал способ сократить время на такой путь, используя маглев-поезда в подземном вакуумном туннеле.

Перспектива реализации такого проекта вызревала крайне медленно, в течение всех 1990-х годов, вылившись в итоге в проект Swissmetro – вакуумного поезда, движущегося в среде низкого давления (около 100 миллибар – в сто раз больше, чем в планах Илона Маска) со скоростью около 500 км/ч и соединяющего Сент-Галлен с Цюрихом, а затем следующего в Базель, Берн, Лозанну и Женеву. К примеру, из Берна в Цюрих можно было бы добраться тогда за всего 12 минут вместо нынешнего часа.

Увы, после многих лет проектировки Swissmetro окончательно закрывается в 2009 году, так ни к чему и не приведя. Причина банальна: нехватка финансирования для реализации – и, согласно всем подсчетам, нерентабельность проекта в плане стоимости и сроков, необходимых для его воплощения в жизнь.

 

Swissmetro: еще один так и не родившийся идейный предшественник Hyperloop

Собственно, как раз стоимость оказывается одним из основных предметов для критики в адрес и проекта Илона Маска – несмотря на то, что именно дешевизну автор идеи «Гиперпетли» указывает в качестве одного из двух ключевых ее преимуществ сравнительно с уже привычными скоростными поездами.

Американские экономисты, в том числе специализирующиеся по железным дорогам, утверждают, что даже без учета стоимости приобретения необходимых для строительства земельных участков, – а именно эта статья расходов оказывается основной составляющей в тех возмутивших Маска 68-ми миллиардах, запланированных на создание калифорнийского скоростного поезда, – цифра в 6 миллиардов для создания Hyperloop занижена как минимум в 10–20 раз.

Да и того самого приобретения земли избежать никак не получится: даже если стараться прокладывать линию труб как можно ближе к шоссе, все равно на некоторых участках она будет значительно отходить от автострады. Как говорит профессор экономики Калифорнийского университета Майкл Андерсон, основываясь на собственных расчетах стоимости строительства «Гиперпетли» между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом, более-менее реалистичная цена на билет в одну сторону составит не двадцать, а тысячу долларов, – все же предприятие в целом способно потянуть на сто миллиардов вместо заявленных шести.

Предложенное Илоном Маском устройство капсулы Hyperloop

К критикам-экономистам присоединяются и инженеры: некоторые аспекты замысла Маска кажутся им не менее сложными для практической реализации, чем известные уже в истории безуспешные попытки конструирования вакуумных поездов. Так, по мнению одного из бывших разработчиков Swissmetro, профессора Федеральной политехнической школы в Лозанне Марселя Жуфера, достижение давления в 1 миллибар (или 100 Па) может оказаться крайне трудной и ресурсоемкой задачей, в том числе в плане конструирования шлюзов для посадки и высадки пассажиров.

Самые большие сомнения вызывает та самая воздушная подушка, которая выступает отличительной чертой проекта Илона Маска, сравнивающего «Гиперпетлю» с шайбой в аэрохоккее. Зазор между внутренней стенкой трубы и подвесом капсулы не должен превышать 0,5–1,3 мм – показатель, необходимый для достижения нужных скоростей, но выдвигающий крайне жесткие требования в плане точности всей конструкции.

Один из изобретателей маглев-поезда, Джеймс Пауэлл, утверждает, что достигнуть подобной точности на практике крайне сложно: любая неровность внутренней поверхности, любая «кочка» размером всего в ¾ мм будет означать катастрофу мчащегося с огромной скоростью снаряда-вагона.

Безопасность Hyperloop и просто удобство его использования оказывается вторым наиболее популярным – после стоимости – предметом для критики. Согласно показателям исходного проекта Маска, максимальная ширина пассажирской капсулы достигает всего 1,35 м, а наибольшая высота – 1,10 м: пусть это и не «сигара» Вейнберга начала ХХ века, в которой можно было только лежать плашмя, но и далеко не самое комфортабельное транспортное средство.

Даже если не говорить о катастрофах вследствие мельчайших выпуклостей внутри трубы, простое ее отклонение от прямого курса всего на миллиметр способно привести к значительной качке – при том, что ни встать в капсуле, ни перейти на другое место практически невозможно, не говоря уже о том, что ни туалетов, ни врачебной помощи во время пути не предусмотрено.

Иначе говоря, «Гиперпетлей» смогут успешно пользоваться только очень стройные пассажиры с очень крепкими нервами и очень сильным вестибулярным аппаратом: планируемый уровень перегрузки в 2–3 раза превышает таковой при взлете или посадке рейсового самолета и напоминает скорее пиковые показатели «американских горок»: до потери сознания и до реальной угрозы для жизни пусть и далеко, но тошноту вызвать вполне может, что в условиях тесной и замкнутой капсулы уже само по себе достаточная неприятность.

 

Иллюстрация к проекту компании Hyperloop Technologies: помещение капсулы в трубу

Разумеется, все эти критические замечания теоретиков, выдвинутые в большинстве своем сразу же следом за громкой декларацией Илона Маска в 2013 году, можно было бы опровергнуть простым фактом успешной реализации предложенного замысла. Однако, и на практическом фронте дела обстоят пока что не очень впечатляюще. Прежде всего, стоит упомянуть две компании с похожими названиями, взявшиеся за воплощение идеи нового транспорта в жизнь.

Hyperloop Technologies, основанная Шервином Пишеваром и ныне руководимая Робом Ллойдом, бывшим до этого президентом по продажам и развитию в Cisco, занимается лабораторными тестированиями, производит трубы и в этом году собирается приступить к строительству экспериментальной дороги длиной в 3 км в пустыне штата Невада, – создание же полноценного Hyperloop планируется не ранее, чем в 2020 году.

Примерно в таком же состоянии дела и у конкурирующей фирмы Hyperloop Transportation Technologies, возглавляемой Дирком Альборном. Обновления на сайте проекта появляются крайне редко, зато эта компания куда более активно мелькает в СМИ в связи с подписываемыми ею договорами: HTT собирается построить в Калифорнии действующую систему длиной в 8 км, а в Словакии – соединить Братиславу с Веной и Будапештом.

Однако в первом случае речь идет о таком же экспериментальном проекте: Quay Valley – запланированный к возведению «город будущего» на солнечной энергии и на 75 тыс. жителей, который пока что находится на стадии проектирования – начало строительства ожидается в этом году. Столь же далеки еще от реализации и планы постройки Hyperloop в Восточной Европе: подписанный с руководством Словакии документ означает лишь выражение обоюдной заинтересованности, но ни точного расчета стоимости, ни конкретных планов относительно финансирования и начала производственной фазы пока что не озвучено, – судя по всему, не были еще начаты и переговоры с Австрией и Венгрией.

По мнению словацких специалистов, перспектива сооружения такого масштабного проекта хотя бы к 2020 году остается весьма сомнительной. Кроме этого, практически одновременно появились новости и о переговорах Hyperloop Transportation Technologies с Россией, в отношении проекта скоростного поезда, позволяющего добраться из Москвы в Санкт-Петербург за 35 минут, и с Китаем (по поводу строительства такого сообщения между материком и Гонконгом).

 

 

Пока что Hyperloop Technologies может продемонстрировать журналистам из CNN только уже готовые секции труб

Как известно, занимается своим проектом и сам Илон Маск, организовав недавно соответствующий студенческий конкурс. Следующим этапом этого соревнования должны стать практические испытания на тестовом треке в Калифорнии длиной в 1,6 км с участием примерно двадцати команд и с уже объявленными техническими характеристиками трубы, предусматривающими возможность использования и колес, и воздушной подушки, и магнитной левитации, – однако дата начала «Фазы 2» остается не совсем еще определенной, отодвинувшись недавно на август 2016 года.

Наконец, можно упомянуть и канадскую компанию Transpod, также занимающуюся в настоящее время испытаниями и поисками финансирования, но планирующую соединить скоростной линией сообщения Торонто и Монреаль к тому же знаковому 2020 году.

 

 

Вполне очевидно, таким образом, что бесспорная теоретическая возможность сооружения вакуумного поезда на воздушной подушке или на магнитной левитации еще далеко не означает скорой перспективы практической реализации такого проекта, а главное – его массового, а не штучно-экспериментального характера в случае успешного воплощения на практике.

Для примера можно вспомнить историю сверхзвуковой гражданской авиации, которая часто приводится в качестве аналогии и самим Илоном Маском, описывающим Hyperloop как своего рода симбиоз «Конкорда» и аэрохоккея. Англо-французский проект «Конкорд», как и схожий с ним по своей нелегкой судьбе советский Ту-144, наглядно демонстрируют все подводные камни, подстерегающие попытки массовизации передовых технологий, связанных со скоростным транспортом.

Зародившись в 1960-е годы, когда сверхзвуковые авиалайнеры казались наиболее перспективным видом транспорта для всеобщего внедрения в самом скором будущем, оба этих проекта не дожили до нашего времени по тем же двум банальным причинам – высокая стоимость и не всегда достаточный уровень безопасности. Уже в 1970-х годах, после разразившегося нефтяного кризиса, содержание «Конкордов» оказалось для авиакомпаний тяжелой ношей – прибыль удавалось получать разве что от чартерных рейсов, в том числе и от сдачи флагманских воздушных суден в аренду африканским диктаторам.

Ту-144 прекратил рейсовые полеты намного раньше, поскольку практику повышение цен на билеты, не говоря уже об аренде частным лицам, плановая экономика допустить никак не могла. Да и внештатные ситуации в полетах возникали в большом количестве.

 

Аналогии Hyperloop с проектами пассажирского звукового самолета могут быть истолкованы далеко не в пользу коммерческой перспективности задумки Илона Маска

Иными словами, такого рода проект может стать в наше время успешным лишь при условии своего массового характера – как мобильные телефоны, о популярности которых умалчивали писатели-фантасты ХІХ и ХХ веков, щедро наделявшие будущее космическими путешествиями, скоростными поездами или телепортами и видеофонами. В конце концов, до широкого распространения пока что далековато и самому любимому детищу Илона Маска – электромобилям.

Не зря, несмотря на всю свою славу и харизму, глава Tesla явно проигрывает в сравнении, скажем, с Генри Фордом: Tesla Model S обходится ненамного менее сотни тысяч долларов, в то время как легендарная Ford Model T в лучшие свои годы стоила всего 260 долларов (или около 3–3,5 тысяч в переводе на современные американские деньги) – то есть примерно столько же, сколько зарабатывал в месяц любой нью-йоркский слесарь или плотник.

В итоге из Hyperloop может получиться нечто вроде Tesla Powerwall – технологии несомненно интересной, но отнюдь не для всех полезной (и отнюдь не революционной). Тем не менее, мечта о скоростном вакуумном поезде вполне научно обоснована и куда ближе к реализации, чем мечта, скажем, о скором полете на Марс, которой Илон Маск также далеко не чужд. В любом случае, до 2020 года остается не так много времени – и все критики еще вполне могут быть посрамлены.

Подписывайтесь на Квибл в Viber и Telegram,
чтобы быть в курсе самых интересных событий.

quibbll.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о