science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe de Hyperloop werkt

De Hyperloop-buis zou zich uitstrekken van San Francisco tot Los Angeles, met pods die mensen meenamen voor een rit van 35 minuten als geen ander. Afbeelding met dank aan Elon Musk

Elon Musk, de miljardair-oprichter van PayPal, heeft ons snazzy gegeven, nieuwe elektrische auto's met dank aan Tesla Motors en privéruimtevluchten via zijn bedrijf SpaceX. Nu wil Musk de reistijd tussen Los Angeles en San Francisco terugbrengen tot slechts 35 minuten. Hij heeft voorgesteld een hogesnelheidstransportsysteem te bouwen waarmee mensen 760 mijl (1, 223 kilometer) per uur, of Mach 0,91 (uitgaande van 68 graden F/20 graden C).

Als het klinkt als iets uit een sciencefictionfilm ("Logan's Run, " iedereen?), het is. Nog altijd, als Musk het naar zijn zin heeft, de futuristische Hyperloop zal bullet-treinen vervangen en een revolutie teweegbrengen in het transport, net als de locomotief, auto en vliegtuig deden. Het enige probleem is dat niemand echt weet of de Hyperloop zal werken en hoeveel het daadwerkelijk gaat kosten.

Dat weerhoudt Musk er niet van om het concept te pushen. Hij zegt dat het prijskaartje slechts $ 6 miljard is. Veel mensen zijn een beetje sceptisch. Sommige experts zeggen dat ze geen behoorlijke brug konden bouwen voor zo'n schamele hoeveelheid [bron:Bilton]. Bovendien, Californië werkt nu aan een plan om een ​​veel langzamer spoorwegsysteem tussen de twee steden te bouwen voor een bedrag van $ 60 miljard. Het was dit voorstel dat Musk ertoe bracht om zich de Hyperloop voor te stellen. Het plan van Californië, Musk schreef in een 57 pagina's tellend witboek dat hij in augustus 2013 op de SpaceX-site publiceerde. was duur voor een bullet-trein die 'een van de langzaamste ter wereld' is. Voor het geval je je afvraagt, de California High-Speed ​​Rail Authority schat dat de trein in staat zal zijn om meer dan 200 mijl (322 kilometer) per uur te reizen.

Ongeacht de prijs en de moeilijkheid om een ​​bijna supersonisch transportsysteem te creëren, Musk zegt dat de Hyperloop een kruising is tussen een trein en een vliegtuig. In veel opzichten, het is net alsof je in een kogel door een geweerloop reist, deels met behulp van technologie uit een airhockeyspel. Dus, hoe ziet Musk de Hyperloop eigenlijk werken? Hoop aan boord om erachter te komen.

Inhoud
  1. Treinen, vliegtuigen, auto's, Boten en ... Pods
  2. Een oplossing, Elon Musk-stijl
  3. Pas op waar je loopt, Pod mensen

Treinen, vliegtuigen, auto's, Boten en ... Pods

In de wereld van Elon Musk, de Hyperloop wordt een "vijfde vervoermiddel", naast vliegtuigen staan, treinen, auto's en boten in het pantheon van gemechaniseerde beweging. Musk stelt zich mensen voor die door de Hyperloop reizen in pods die door stalen buizen die op pylonen zijn gemonteerd, zoeven. of pilaren, ontworpen om de aardbevingen in Californië te weerstaan. Die pylonen, gemaakt van gewapend beton, zou om de 100 voet (30 meter) of zo uit elkaar staan ​​en 20 staan, 50 en 100 voet (6, 15 en 30 meter) hoog, afhankelijk van het terrein [bron:SpaceX].

Hoe is Musk precies van plan om deze verbazingwekkende taak van de natuurkunde te volbrengen? We zullen, hij bekeek verschillende mogelijkheden. Meest, hij zei, om verschillende redenen tekortschieten. Bijvoorbeeld, de Hyperloop kan misschien krachtige ventilatoren gebruiken om de pods te duwen, net als pneumatische buizen die kantoren gebruiken om post van het ene gebouw naar het andere te schuiven. Musk zegt dat hoewel het mogelijk is om zulke gigantische fans te bouwen, het is onpraktisch omdat een 563 kilometer lange luchtkolom die zo snel beweegt een enorme hoeveelheid wrijving in de buis zou veroorzaken, het type snelheid dat hij hoopt te bereiken onmogelijk maken [bron:SpaceX].

De ondernemer heeft ook uitgesloten dat de pods door vacuümbuizen worden verplaatst met behulp van elektromagnetische opschorting, dezelfde technologie die maglev-treinen gebruiken. Musk legt uit dat het moeilijk is om een ​​perfect vacuüm in de buizen te creëren, vooral met duizenden pods die elke dag in- en uitgaan. Bovendien, de aluminium buizen kunnen barsten of lekken, de lucht uit het systeem te laten.

"Het enige dat nodig is, is een lekkende afdichting of een kleine scheur ergens in de honderden kilometers buis en het hele systeem stopt met werken, "Schreef Musk in zijn eerste Hyperloop-rapport.

Een ander technisch probleem betreft de pod die door een buis met lucht beweegt. Musk zegt dat als de wanden van de buis en de pod dicht bij elkaar zijn, "de capsule zal zich gedragen als een spuit." Met andere woorden, de pod zou de hele luchtkolom in het systeem duwen in plaats van deze voorbij te laten stromen. Het resultaat is dat de peulen heel langzaam zouden moeten reizen, of ingenieurs zouden een enorme buis moeten bouwen om het reizen sneller te maken. In dat geval, renners zouden enkele duizenden mijlen per uur afleggen, hun lichaam onderwerpen aan verpletterende G-krachten wanneer ze door de geringste bocht gaan [bron:SpaceX].

Een oplossing, Elon Musk-stijl

Je kijkt naar een Hyperloop-capsule in buisuitsnijding met daaraan bevestigde zonnepanelen. Afbeelding met dank aan Elon Musk

De lijst met problemen lijkt overweldigend. Maar Musk, ooit de vindingrijke vernieuwer, heeft een team van ingenieurs van Tesla en SpaceX ingeschakeld om hem te helpen een oplossing te vinden. Ze stellen voor om twee buizen op te tillen (een gaat naar het noorden, het andere zuiden) langs Interstate 5 en het verminderen van de luchtdruk binnen.

De theorie is eenvoudig:straalvliegtuigen vliegen op grote hoogte door lucht die minder dicht is en de weerstand wordt verminderd. Het Musk-team besloot dat de luchtdruk in het systeem een ​​zesde zou moeten zijn van de druk van de dunne atmosfeer op Mars, wat de weerstand op de snelheidscapsules aanzienlijk vermindert. In aanvulling, het situeren van de Hyperloop in de mediaan van de I-5 is voor het grootste deel een kostenbesparende beslissing omdat het de ontwikkelaar in staat stelt te vermijden land te kopen van degenen die langs de route wonen [bronnen:Belfiore, RuimteX, Lavrinc].

Ze maakten de pod ook tot het hart van het systeem, met als doel de buis zo low-tech mogelijk te houden. Het plan is om een ​​pod te ontwerpen met metalen ski's die rijden, of zweven, op een luchtkussen dat door kleine gaatjes in de ski's wordt gepompt. Het concept is vergelijkbaar met een airhockeyspel, behalve dat de lucht wordt gegenereerd door de snelle passage van de pod door de buis, en een superkrachtige elektrische compressor aan de voorkant van de pod die lucht naar achteren pompt. (Niet bekend met elektrische compressoren? Vaak u vindt ze op bouwplaatsen voor verschillende taken, vooral waar luchtgereedschap wordt gebruikt.) Magneten op de ski's, gekoppeld aan een elektromagnetische puls, geef de pod zijn eerste duw. die duw, Musk vertelde verslaggevers, zou vergelijkbaar zijn met wat een passagier aan boord van een vliegtuig ervaart bij het opstijgen. "Als je er dan bent, "Muk zegt, "er is geen gevoel van snelheid" [bronnen:Belfiore, RuimteX, Lavrinc].

Lineaire inductiemotoren , die hun sap halen uit magneten en geleiders, zou op verschillende punten langs de buis worden geplaatst en de pod snel en stabiel laten bewegen met weinig kans op ongelukken. Daarover gesproken, langs de buis zouden nooduitgangen worden gebouwd. De Hyperloop zou zijn stroom krijgen van motoren en batterijen die zijn ontwikkeld voor de elektrische auto Tesla Model S, samen met zonnepanelen op het dak van de buizen [bronnen:Belfiore, RuimteX, Becker, Lavrinc].

Pas op waar je loopt, Pod mensen

Deze uitsnede van de Hyperloop-passagierscapsule geeft je een idee van hoe het zou kunnen zijn om in het voorgestelde transportsysteem te zitten. Afbeelding met dank aan Elon Musk

Musk belooft dat de pods comfortabel en veilig zouden zijn. Pods zouden één voor één door de Hyperloop reizen, vertrekt elke 30 seconden of zo tijdens de spits en gemiddeld 23 mijl (37 kilometer) uit elkaar. Passagiers kunnen de buis aan elk uiteinde en via vertakkingen langs de lus in- en uitstappen (zie Musk's witboek voor voorgestelde routespecificaties). Elke passagierscapsule is ontworpen om 28 personen te kunnen vervoeren in 14 rijen van twee, samen met een bagageruimte aan het ene uiteinde, en grotere pods kunnen een auto bevatten. Passagiers zouden $ 20 betalen voor een enkeltje [bronnen:Belfiore, RuimteX, Lavrinc].

Eenmaal op en ontdaan van hun bagage, passagiers konden plaatsnemen in hun stoelen, gesp hun veiligheidsgordels om en zet hun persoonlijke entertainmentdisplays op voor de rit van 35 minuten. Sta gewoon niet op om de badkamer te gebruiken. Omdat er geen sprake is van een. Nog. En met een maximale pod-hoogte van 1,10 meter (6,11 voet) en een breedte van 1,35 meter (4,43 voet), het is misschien een beetje te gezellig voor de claustrofobisch geneigde [bronnen:SpaceX].

Zal de Hyperloop werken? Wie weet? Musk lijkt te denken van wel, en veel mensen zeggen dat het mogelijk is. Het dichtst bij de supersnelle Hyperloop is de maglev-kogeltrein, die kan uitkomen op 361 mijl (581 kilometer) per uur. Jim Powell, die hielpen bij het uitvinden van de trein, vertelde The Verge dat Musk iets op het spoor is door het systeem in een buis te stoppen. Hij zei dat een systeem in de open lucht te veel weerstand veroorzaakt. Powell voegde eraan toe dat slepen nog steeds een probleem kan zijn, zelfs in de hermetisch afgesloten Hyperloop, en het handhaven van een snelheid van bijvoorbeeld 600 mijl (966 kilometer) per uur kan moeilijk zijn [bron:Brandom].

Bovendien, de Hyperloop zou het beste werken als de buizen in een rechte lijn werden gebouwd, wat ze niet kunnen zijn vanwege het landschap tussen Los Angeles en San Francisco. Powell zei dat rijders ziek kunnen worden als de pods te scherp draaien [bron:Brandom].

Hoewel veel mensen het erover eens zijn dat de technische problemen die door de Hyperloop zijn veroorzaakt waarschijnlijk kunnen worden opgelost, veel vragen tegen welke prijs. Ze zeggen dat het prijskaartje van $ 6 miljard te laag is voor een snel project van deze omvang. verdorie, renovaties aan de San Francisco Bay Bridge bedroegen in totaal $ 6,4 miljard [bron:Thanawala]. Voor zijn deel, Musk wil zijn eigen geld niet uitgeven en hoopt dat anderen naar voren zullen stappen, misschien zelfs jij, beste lezers, via crowdfundingsites zoals JumpStartFund. Als niet, dan zal de man die de eerste particuliere raket in de ruimte heeft gebracht misschien ook de wereld de Hyperloop geven.

Veel meer informatie

Opmerking van de auteur:Hoe de Hyperloop werkt

Innovatie is eng. Als iemand een revolutionair concept voorstelt, onze eerste reactie is om het af te wijzen, zeggen dat het niet kan. Vraag het de gebroeders Wright of de astronauten die op de maan liepen. Het echte dilemma zit misschien niet in de snelheid waarmee wetenschap en technologie zich verplaatsen of in de producten die het creëert, maar in ons onvermogen om op een doordachte manier om te gaan met de implicaties van nieuwe ontdekkingen en technologieën. Of ze nu gemotiveerd zijn door onvervalste hebzucht (lees:de spoorwegbaronnen van de late 19e eeuw), of voor het algemeen belang, geschiedenis heeft aangetoond dat de vernieuwers van de samenleving, zijn dromers, de bal altijd naar voren hebben bewogen, de rest van ons achterlatend om te volgen.

gerelateerde artikelen

  • 10 grote spelers in de ruimterace in de privésector
  • Hoe Elon Musk werkt
  • Hoe Maglev-treinen werken
  • Hoe de Tesla Roadster werkt
  • Hoe elektromagneten werken
  • Hoe elektromagnetische voortstuwing zal werken
  • Hoe Sonic Cruisers zal werken
  • Hoe PayPal werkt

bronnen

  • Belifiore, Michaël. "Allemaal aan boord van de Hyperloop." Populaire mechanica. 12 aug. 2013. (29 aug. 2013). http://www.popularmechanics.com/technology/engineering/all-aboard-the-hyperloop-15801593?click=main_sr
  • Bilton, Nick. "Elon Musk onthult plannen voor Hyperloop-hogesnelheidstrein." De New York Times. 12 aug. 2013. (29 aug. 2013). http://bits.blogs.nytimes.com/2013/08/12/elon-musk-unveils-plans-for-hyperloop-high-speed-train/?_r=2
  • Brandom, Russel. "Hier is hoe de Hyperloop van Elon Musk echt zou kunnen werken." De rand. 18 juli 2013. (29 aug. 2013). http://www.theverge.com/2013/7/18/4534476/how-will-elon-musks-hyperloop-work
  • Lavrinc, Damon. "Dit is de Hyperloop, Elon Musk's fantasievisie op massatransit. Bedrade. 12 aug. 2013. (28 augustus, 2013). http://www.wired.com/autopia/2013/08/hyperloop-elon-musk/
  • RuimteX. "Hyperloop Alfa." (28 aug. 2013). http://www.spacex.com/sites/spacex/files/hyperloop_alpha-20130812.pdf
  • Thanawala, Sudhin. "Eerste auto's steken de nieuwe overspanning van SF-Oakland Bay Bridge over." Associated Press op ABC News. (5 september, 2012) http://abcnews.go.com/US/wireStory/64b-sf-oakland-bay-bridge-opens-traffic-20139554