Vakuový vlak: princip provozu, testování. Vlak budoucnosti

Vědci se dlouho k závěru, že pro zvýšení rychlosti pohybu každého vozidla, by mělo být možné potlačit vliv tření. Tímto principem létají kosmické lodě, které mohou po dlouhou dobu cestovat ve vesmíru bez odolnosti životního prostředí. Právě tato funkce je základem projektu, známého jako "vakuový vlak budoucnosti".

Nejrychlejší vlaky

Nejvyšší dosažení vědců v oblasti vysokorychlostního pohybu povrchu je dnes považováno za nejvyšší magnetické levitace.Vlaky na magnetickém polštáři byly testovány v Japonsku, Anglii a Německu v sedmdesátých letech minulého století. V současné době se tento typ dopravy úspěšně používá v mnoha zemích. V tomto případě je díky minimalizaci tření zajištěna rychlost 500 km / h. Navíc, takový kolejová vozidla Je charakterizována vysokou účinností, ekologickou čistotou a nízkou hladinou hluku. Nicméně je třeba poznamenat, že zvýšení rychlosti pohybu s sebou nese zvýšení táhnout. Vědci navrhují podobný přístup k vytvoření vakuového vlaku. Jeho pracovní princip je, že trať se musí konat do evakuované trubice, takže všechny odporové síly jsou vyloučeny.

Vznik myšlenky přepravy podtlakem

Koncept budování transatlantického nákladního potrubí pro dodávku zboží z Evropy do Ameriky a opačným směrem se poprvé objevil v USA v šedesátých letech minulého století. Podle myšlenky bylo plánováno vybudování potrubí v oceánu v hloubce půl kilometru, přičemž vnitřek by se měl uskutečnit kvůli sloučeninám pohybujícím se na magnetickém polštáři. Teprve v roce 1999 se americký inženýr Dariel Oster podařilo získat patent na technologie přepravy podtlakových potrubí, což dal nový impuls jejich vývoji.

Projekt Oster

Podle Ostera by měla být dráha dvě nadzemní potrubí (pro pohyb v různých směrech), z nichž každý má průměr 150 cm. Předpokládá se, že uvnitř přepravních kapslí se posune na magnetické zavěšení. Jejich průměr je 130 cm a délka je 490 cm. Šest cestujících s nákladovou hmotností až 370 kg se může současně pohybovat v přívěsu.

Motor pro vakuový vlak Oster se skládá z primárního (navíjecího potrubí) a sekundárního (tělesa kapsle vyrobené z feromagnetické slitiny). Minimální vzdálenost mezi nimi umožňuje použití asynchronního lineárního motoru. V samotném přívěsu stačí instalovat elektrodynamické zavěšení, které zajistí magnetické levitace, systém regenerace vzduchu, sedadla a miniaturní baterie určené pro virtuální okna a televizory. Jelikož pohyb kapsle nastane s malým nebo žádným odporem, značná část energie vynaložené během zrychlení se může během brzdění vrátit. Hlavním závěrem při realizaci tohoto projektu je, že vlak ve vakuové trubce se musí pohybovat po ideálně přímé trati. V opačném případě budou muset elektromagnety kompenzovat odstředivou sílu v rozích.

Švýcarský projekt

Něco podobného inženýra ze Švýcarska se začalo vyvíjet v roce 1974. Jejich projekt šel do historie pod jménem Swissmetro. Podle myšlenky musely kapsle na magnetickém polštáři běžet rychlostí až 500 km / h. Švýcarský vakuový vlak budoucnosti byl navržen tak, aby spojil hlavní města státu (Bern, Zurich, Ženeva, Lausanne a Basilej). V tomto případě bylo plánováno použití potrubí o průměru 180 cm a osmi-osobní automobil pro přepravu cestujících. Dnes je těžké posoudit další charakteristiky, protože projekt nebyl do konce vyřešen. V roce 2009 vláda tuto myšlenku opustila.

Anglický vlak budoucnosti

Britští inženýři se v roce 2002 vrátili k projektu vytvoření vakuového vlaku. Jejich plány jsou prostě grandiózní, protože vynálezci hodlají vytvořit síť, která nahradí železnici a silniční dopravu. K tomu je třeba postavit celou síť trubek po celé zemi. V tomto případě budou kapsle navrženy pro maximálně dva cestující umístěné v poloze ležení. Na rozdíl od předchozích projektů se zde musí kolejová vozidla pohybovat po kolejích rychlostí až 420 km / h. Elektromotory umístěné na vozíku budou napájeny z kontaktní lišty. Hlavní nevýhoda, která má podle vývojářů anglický vakuový vlak, je spojena s vysokými náklady na energii pro přepravu jednoho cestujícího ve srovnání s předchozími projekty. Na druhé straně jeho hlavní výhodou je poměrně nízké náklady na budování dopravní sítě.

Projekt Hyperloop

Nejslibnější projekt vypadá jako vlak budoucnosti, který se nazývá Hyperloop. Myšlenka na jeho vytvoření v roce 2012 navrhl americký miliardář Elon Mask. Zpočátku byl projekt označován za pátou formu dopravy, ale další rozhovory v televizi se neobjevily. Poté, co se dozvěděli o plánech vlády stavět vysokorychlostní železniční spojení mezi Los Angeles a San Franciscem, podnikatel převzal implementaci svého konceptu. Projekt Hyperloop je pozemní potrubí, ve kterém může vákuový vlak cestovat rychlostí od 400 do 1 220 km / h. V srpnu 2013 byla myšlenka oficiálně představena široké veřejnosti v prezentaci 58 stran.

Princip činnosti

Hlavní myšlenkou projektu Hyperloop je maximalizace lacnosti vytvoření dopravní sítě z potrubí a dalšího provozu. V této souvislosti vychází z takového modelu, jako je vakuový vlak. Ve Spojených státech je podle vynálezce nutné vybudovat síť uzavřených paralelních tratí, které se budou spojovat v koncových bodech tras. Vytvořit v nich podtlak a udržovat ho, dostatek ocelových trubek o tloušťce 25 mm a čerpadel s nízkým výkonem. Elon Mask uvnitř naznačuje, že běží kapsli o délce až 30 metrů. První obchodník se chce spojit s San Francisco a Los Angeles.

Podle vývojáře nebude v potrubí možné vytvořit absolutní vakuum. Z tohoto pohledu budou vzduchové hmoty zaslány pod dno kolejových vozidel přes speciální trysky v jeho nosu. To vytvoří vzduchový polštář a ušetřit značné finanční prostředky potřebné pro realizaci elektromagnetu. K naplnění motoru, díky němuž bude kapsle nastartována, bude na každém patře potrubí instalováno každých 110 km hliníková lišta o délce 15 metrů.

Varianty fungování systému

Prezentace se zabývá verzí systému pro osobní i nákladní dopravu. V prvním případě se navrhuje vybudovat potrubí o průměru 2,23 m. Vakuový vlak, který je ve vlaku, může přepravovat až 28 cestujících na jednu cestu. Druhá možnost zahrnuje použití potrubí o průměru 3,3 m. V tomto případě bude možné v každé kapse dodatečně přepravovat tři vozy. Je třeba poznamenat, že podle projektu Elon Mask se odjezd vlaků uskuteční každou půl minuty.

Ekonomická účinnost a testování

Projekt Hyperloop lze nazvat velmi efektivní. Vývojáři plně uspokojí své potřeby na úkor sluneční a větrné energie. Všechny své přebytky plánují prodávat a vydělávají asi 25 milionů dolarů ročně. Podle Elon Mask by cena na jednu stranu měla činit asi 20 dolarů. V tomto případě se projekt vyplatí za dvacet let.

První testy vákuového vlaku proběhly v květnu 2016. Za tímto účelem byla v poušti poblíž Las Vegas postavena speciální zkušební stanice. Vozík s elektromagnety se nejprve zrychlil na značku rychlostí 180 km / h, poté postupně zastavil.

Bezpečnost

Obzvláště pečlivě vývojáři reagovali na bezpečnost. Pohyb kapsle neovlivní pohodlí cestujících. Podle jeho pocitu se jeho zrychlení neliší od běhu letadla před vzletem a dále - klidné posuvné a žádné turbulence. Elon Musk tvrdí, že vakuový vlak se nemůže dostat z kolejnic nebo spadnout z výšky, takže by měl být považován za jeden z nejbezpečnějším dopravním prostředkem. V případě výpadku elektrické energie v kapsli jsou nabízeny baterie, jejichž napájení je dostatečné pro životnost cestujících po dobu 45 minut, jinými slovy - pro celou trasu. Nakonec je většina lidí velmi spokojená s cestováním po letadlech navzdory skutečnosti, že prostředky na záchranu v případě katastrofy v nich jsou velmi pochybné.

Dokončení

Vytvoření vakuového vlaku bezpochyby vyžaduje obrovské finanční náklady. Navíc před realizací projektu je nutné vyřešit mnoho technických problémů. Nicméně v dnešní době, s přihlédnutím k neustálému vývoji technologie, není možnost realizace tohoto podnikání vypadat tak vágně jako před několika desítkami let. V tomto ohledu by nemělo být překvapující, když brzy budou používány vlaky, které jsou rychlejší než moderní nadzvukové letadla, k přepravě cestujících a nákladu.