Что ждет сверхбыструю систему передвижения Hyperloop Илона Маска в будущем?
В Европе и в некоторых странах Азии путешественник может пользоваться высокоскоростной сетью железных дорог. От Малаги до Мадрида, от Токио до Осаки поезда курсируют со скоростью 300 км/ч. А самая быстрая в мире частная железнодорожная служба — “Шанхайский маглев” — использует поезда на магнитной подушке, которые могут разгоняться до 431 км/ч.
Конечно, воздушный транспорт по-прежнему остается самым быстрым: крейсерская скорость самолета Airbus A380 может достигать 1000 км/ч. Но в то время, когда человечество совместными усилиями старается сократить выбросы парниковых газов, возникает потребность в более чистых и энергоэффективных альтернативах, особенно в США — стране с рекордным числом пассажирских авиаперевозок (ежегодно американские авиакомпании перевозят 800 миллионов пассажиров внутри страны). Возможно, лучшей альтернативной станет технология Hyperloop — вакуумный поезд, скорость которого, по мнению разработчиков, в 1,5 раза будет превышать скорость самолетов.
Hyperloop — детище американского миллиардера и основателя космической компании SpaceX Илона Маска. Предложенный в 2013 году проект Hyperloop представляет собой сверхбыструю систему передвижения, работающую на солнечной энергии. Пассажирские капсулы (“стручки”) будут перемещаться со скоростью близкой к скорости звука по специальной трубе благодаря магнитной левитации и приводимым в движение линейным электродвигателям, спрятанным внутри трубы в “рельсах”. Такие трубы могут быть размещены как под землей, так и над землей.
Гонка начинается
Изначально проект Hyperloop Илона Маска был рассчитан на то, чтобы сделать поездку человека из Лос-Анджелеса в Сан-Франциско более быстрой. Инженер хотел разработать систему, позволяющую преодолевать 613 километровое расстояние (расстояние от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско) за 35 минут. Сегодня курсирующие между двумя этими городами поезда преодолевают такое расстояние за 12 часов. Хотя проект и не был профинансирован властями США, он пришелся по вкусу другим странам.
Руководство богатейшего города мира Дубаи договорилось с одной из компаний, занимающейся разработкой и строительством гиперпетли Hyperloop, проложить линию между Дубаи и столицей ОАЭ Абу-Даби. Кроме того, уже решено провести такую линию и в Европе. Первая гиперпетля Hyperloop соединит Вену, Братиславу и Будапешт. Также рассматривается строительство линии в Австралии (Сидней-Мельбурн) и Индии (Мумбаи-Дели).
Хотя введение Hyperloop в повседневную жизнь технически возможно, и сам проект вполне реальный, многие скептики ставят будущее сверхбыстрой линии Илона Маска под вопрос.
Слишком быстро, чтобы работать?
По расчетам инженеров, максимальная скорость капсул Hyperloop будет достигать 1220 км/ч (чуть меньше скорости звука). Такую скорость капсулы будут развивать за 70 секунд при перегрузке в 0,5g (ускорение свободного падения или сила тяжести описывается G-силой или g. Чем больше g, тем тело становится тяжелее, и человеку труднее двигаться, вплоть до невозможности пошевелиться и сделать вдох. Человек может выдерживать перегрузки до 15 g от 4 до 5 секунд без потери сознания).
Когда мы находимся на Земле, идем или просто сидим за столом, то испытываем g равное 1. Во время взлета или посадки самолета мы испытываем дополнительные 0,2-0,3g, нас вжимает в сиденье с силой, равной массе нашего тела плюс 20-30% от нее.
Мы испытываем G-силу, например, вовремя криволинейного движения (движения по кривой). Это “центробежная сила”, которая бросает нас из стороны в сторону на каруселях (например, на популярном аттракционе Американские горки и т.д). Порог «комфортной» перегрузки — 0,5g. Передвижение на скорости 1220 км/ч, требует минимального радиуса кривой 23 км, это значит, что трасса должна быть достаточно прямой, и она также должна быть очень ровной, потому что любой малейший бугорок увеличит g.
Если выбрать правильное место для строительства линии, перегрузки перестанут быть проблемой, их просто не будет. Реальным испытанием для Hyperloop может стать движение земной коры и тепловое расширение. При крупномасштабном строительстве, например, мостов, учитывается погрешность на коэффициент линейного температурного расширения материалов: делаются специальные микрозазоры на стыках соединений, чтобы при перепаде температур конструкция не разрушилась. Для Hyperloop такой способ строительства не подойдет.
Все сегменты трубы должны быть соединены очень точно. Малейший зазор в этих соединениях приведет к возникновению колебаний, из-за которых будет потерян контроль над управлением капсулой. Как решат эту проблему специалисты в будущем, пока неизвестно. Кроме того, чтобы в трубе поддерживать необходимое разрежение, нужны мощные вакуумные насосы, которых пока не изобрели.
Нужно не забывать, что Hyperloop — это технология будущего, которую ждет не один десяток испытаний. На заре авиации многие энтузиасты постоянно выслушивали критику и доводы “почему не получится” противников полетов на машинах тяжелее воздуха. А сегодня мы спокойно пользуемся услугами авиакомпаний, забыв про все сомнения скептиков.
Да, безусловно, строительство Hyperloop обойдется весьма дорого. Но согласитесь, дни воздушных и морских судов будут сочтены, если мы не сможем найти способ, благодаря которому самолеты начнут летать на чистом экологическом топливе. Hyperloop предлагает новый взгляд на будущее дальних путешествий, и, возможно, в скором времени к этой технологии придется прибегнуть многим странам мира.
К слову, 11 мая 2016 года в пустыне Невада прошли первые испытания транспортной системы вакуумного поезда Hyperloop. Испытывали разгонные моторы, проверка прошла успешно.