Forskere har længe konkluderet, at forfor at øge hastigheden på ethvert køretøj er det nødvendigt at undertrykke friktionskraften så meget som muligt. I henhold til dette princip flyver rumskibe, som kan rejse i rummet i meget lang tid uden miljømodstand. Det er denne funktion, der ligger i hjertet af projektet kendt som "fremtidens vakuumtog."
Hurtigste tog
Den højeste præstation af forskere på områdethøjhastigheds jordbevægelse betragtes som i dag som magnetisk levitation. Magnetiske levitationstog blev testet i Japan, England og Tyskland tilbage i halvfjerdserne af forrige århundrede. I øjeblikket bruges denne type transport med succes i mange stater. I dette tilfælde tilvejebringes hastigheder på op til 500 km / h ved at minimere friktion. Desuden er sådan rullende materiel yderst effektiv, miljøvenlig og lav støj. Sammen med dette skal det bemærkes, at en stigning i bevægelseshastigheden medfører en forøgelse af aerodynamisk modstand. Forskere foreslår at oprette et vakuumtog ved hjælp af en lignende tilgang. Princippet for dens drift er, at ruten skal passere inden i et rør med evakueret luft, så alle modstandskræfter er udelukket.
Fremkomsten af ideen om vakuumtransport
Transatlantisk konstruktionskoncepten fragtledning til levering af varer fra Europa til Amerika og vice versa dukkede først op i USA tilbage i tresserne af forrige århundrede. Ifølge ideen var det planlagt at bygge et rør i havet på en dybde af en halv kilometer, hvor transporten indeni skulle udføres af tog, der bevæger sig på en magnetpude. Det var først i 1999, at en amerikansk ingeniør, Dariel Oster, formåede at få et patent på vakuumrørlednings-transportteknologier, hvilket gav en ny drivkraft til deres udvikling.
Oster projekt
I henhold til Osters idé skulle banen repræsentereDet drejer sig om to luftledninger (til bevægelse i forskellige retninger), hvis diameter hver er 150 cm. Det antages, at transportkapsler på en magnetisk ophæng glider indeni. Deres diameter vil være 130 cm og deres længde - 490 cm. Seks passagerer med en samlet vægt på op til 370 kg kan samtidig bevæge sig i traileren.
Motoren til Oster vakuumtogetbestår af det primære (røret på ruten udstyret med viklinger) og det sekundære (selve kapsellegemet fra en ferromagnetisk legering) elementer. Den minimale afstand mellem dem muliggør anvendelse af en asynkron lineær motor. I selve traileren behøver du kun installere en elektrodynamisk ophæng for at give magnetisk levitation, et luftregenerationssystem, sæder og miniatyrbatterier designet til virtuelle vinduer og tv. Da bevægelsen af kapslen vil finde sted med praktisk talt ingen modstand, kan en betydelig del af energien, der bruges ved acceleration, returneres under bremsning. Den vigtigste ulempe ved gennemførelsen af dette projekt er, at toget i et vakuumrør skal bevæge sig langs et perfekt lige spor. Ellers er elektromagneterne nødt til at kompensere for centrifugalkraften, når der drejes rundt.
Schweizisk projekt
Noget lignende ingeniører fra Schweiz startedeudvikle sig tilbage i 1974. Deres projekt gik ned i historien som Swissmetro. Som planlagt skulle de magnetiske levitationskapsler køre i hastigheder på op til 500 km / t. Fremtidens schweiziske vakuumtog var designet til at forbinde de største byer i staten (Bern, Zürich, Genève, Lausanne og Basel). I dette tilfælde var det planlagt at bruge rør med en diameter på 180 cm og en otte-personers vogn til transport af passagerer. I dag er det vanskeligt at bedømme om andre egenskaber, da projektet ikke er blevet udarbejdet til slut. I 2009 opgav landets regering denne idé.
Fremtidens engelske tog
Britiske ingeniører i 2002 vendte tilbage tilprojektet om at skabe et vakuumtog. Deres planer er simpelthen storslåede, fordi opfinderne agter at oprette et netværk, der erstatter jernbane- og vejtransport. For at gøre dette skal du bygge et helt net af rør i hele landet. I dette tilfælde er kapslerne designet til højst to passagerer placeret i en liggende position. I modsætning til tidligere projekter, skal det rullende materiel her bevæge sig på skinner i hastigheder op til 420 km / t. De elektriske motorer, der er placeret på vognene, drives af kontaktskinnen. Den største ulempe, som det engelske vakuumtog har, ifølge udviklerne, er forbundet med det høje energiforbrug til transport af en passager, sammenlignet med tidligere projekter. På den anden side ligger dens største fordel i de relativt lave omkostninger ved bygning af et transportnet.
Hyperloop-projekt
Det mest lovende projekt ligner et togfremtid kaldet Hyperloop. Ideen om dens oprettelse i 2012 blev foreslået af den amerikanske milliardær Elon Musk. Oprindeligt blev projektet omtalt som den femte transportform, men det gik ikke ud over diskussioner på tv. Efter at det blev kendt om regeringens planer om at bygge en højhastigheds jernbanelinje mellem Los Angeles og San Francisco, begyndte forretningsmanden at implementere hans koncept. Hyperloop-projektet er en onshore-rørledning, hvor et vakuumtog kan køre i hastigheder fra 400 til 1220 km / t. I august 2013 blev ideen formelt præsenteret for offentligheden i en 58-siders præsentation.
Princippet om drift
Hovedideen bag Hyperloop-projektet erden maksimale billighed ved oprettelse af et transportnet fra rør og videre drift. I denne henseende var det baseret på en sådan model som et vakuumtog. I USA er det ifølge opfinderen nødvendigt at opbygge et netværk af lukkede parallelle ruter, der vil forbinde ved rutens slutpunkter. For at skabe et vakuum i dem og vedligeholde det, er stålrør med en tykkelse på 25 mm og pumper med lav effekt tilstrækkelige. Inde i dem foreslår Elon Musk at lancere kapsler op til 30 meter lange. Forretningsmanden ønsker at være den første, der forbinder San Francisco og Los Angeles.
Ifølge udvikleren skal du skabe et absolut vakuumi rør fungerer ikke. I denne henseende vil luftmasser blive ledet under bunden af det rullende materiel gennem specielle dyser i dets bue. Dette vil skabe en luftpude og spare betydelige midler, der kræves til implementering af elektromagneten. For at genoplade motoren, hvormed kapslen sættes i bevægelse, installeres en 15 meter lang aluminiumsskinne på rørbunden hver 110 km.
Systemfunktioner
Præsentationen handler om passagerer ogpassager- og fragtversion af systemet. I det første tilfælde foreslås det at bygge et rør med en diameter på 2,23 m. Et vakuumtog, der kører inde, vil være i stand til at transportere op til 28 passagerer på en tur. Den anden mulighed giver mulighed for brug af en rørledning med en diameter på 3,3 m. I dette tilfælde kan hver kapsel desuden transportere tre køretøjer. Det skal bemærkes, at der ifølge projektet fra Elon Musk afgår tog hvert halve minut.
Omkostningseffektivitet og test
Hyperloop-projektet kan kaldes meget effektivt. Udviklerne har til hensigt at tilfredsstille deres behov fuldt ud gennem sol- og vindenergi. De planlægger at sælge alt dets overskud og tjener cirka 25 millioner dollars årligt på dette. Ifølge Elon Musk skal envejsprisen være ca. $ 20. I dette tilfælde betaler projektet sig om tyve år.
De første tests af vakuumtoget fandt sted iMaj 2016. Til dette formål blev der bygget et specielt teststed i ørkenen nær Las Vegas. Vognen, ved hjælp af elektromagneter, accelererede først til 180 km / t, hvorefter den gradvist stoppede.
sikkerhed
Udviklerne var især forsigtige medsikkerhed. Kapslens bevægelse vil ikke på nogen måde påvirke passagerernes komfort. Følelsen af dets acceleration adskiller sig ikke fra flyets jogging inden start, og derefter - stille glidning og ingen turbulens. Elon Musk hævder, at et vakuumtog ikke kan spore eller falde fra en højde, så det bør betragtes som en af de sikreste transportformer. I tilfælde af strømafbrydelser findes der batterier i kapslen, hvis strømforsyning vil være tilstrækkelig til passagerernes livsstøtte i 45 minutter, med andre ord for hele ruten. Når alt kommer til alt er de fleste mennesker meget afslappede med at rejse i passagerfly, på trods af at redningsmidlerne i tilfælde af en katastrofe er meget tvivlsomme.
færdiggørelse
Oprettelsen af et vakuumtog er uden tvivlkræver enorme økonomiske omkostninger. Derudover er det nødvendigt at løse mere end et teknisk problem inden projektets gennemførelse. I vores tid ser man dog under hensyntagen til den konstante udvikling af teknologi ikke muligheden for at gennemføre denne satsning så vag ud som for flere årtier siden. I denne henseende bør man ikke blive overrasket, når tog, der er hurtigere end moderne supersoniske fly, snart begynder at blive brugt til at transportere passagerer og gods.
