Как работи hyperloop? Всичко, което трябва да знаете за магнитната левитация

За първи път усъвършенствана като концепция от основателя на Tesla и SpaceX Илон Мъск през 2012 г., хиперлупът се рекламира като бъдещето на пътническия транспорт.

За непознатите, hyperloop е високоскоростна система за пътнически транспорт, която включва запечатана тръба, през която се движат високоскоростни шушулки, намалявайки времето за пътуване. Например, пътуването от Лондон до Единбург - което отнема повече от четири часа с влак - теоретично би отнело само 30 минути.

Оттогава Мъск насърчава стартиращи фирми и проекти, ръководени от студенти, да създават свои собствени версии на hyperloop. Високоскоростната система използва версия на магнитна левитация, но какво е това и как работи?

Какво е магнитна левитация?

Магнитната левитация или маглев е, когато обект е окачен във въздуха, използвайки само магнитни полета и без друга опора.

Наред със свръхбързите влакове Maglev, магнитната левитация има различни инженерни приложения, включително магнитни лагери. Може да се използва и за дисплеи и новости, като плаващи високоговорители.

Как действа магнитната левитация?

Най-известната употреба на магнитната левитация е във влаковете Maglev. Понастоящем само в експлоатация в няколко страни, включително Китай и Япония, влаковете Maglev са най -бързите в света, с рекордна скорост от 373 мили в час (603 км/ч). Въпреки това, влаковите системи са изключително скъпи за изграждане и често завършват като изтощени като малко използвани суетни проекти.

Има два основни типа технология на влака maglev - електромагнитно окачване (EMS) и електродинамично окачване (EDS).

EMS използва електронно контролирани електромагнити във влака, за да го привлече към магнитна стоманена релса, докато EDS използва свръхпроводящи електромагнити както на влака, така и на релсата, за да произведе взаимно отблъскваща сила, която кара вагоните да левитират.

Вариант на технологията EDS - както се използва в системата Inductrack - използва масив от постоянни магнити от долната страна на влака, вместо захранвани електромагнити или охладени свръхпроводящи магнити. Това е известно още като технология за пасивна магнитна левитация.

Как Hyperloop използва магнитна левитация?

В първоначалната концепция на Мъск шушулките се носят върху слой въздух под налягане, по подобен начин на шайби, плаващи върху маса за въздушен хокей. Въпреки това, по -нова версия на технологията от Hyperloop Transportation Technologies (HTT) - една от двете компании, водещи надпреварата с хиперлуп - използва пасивна магнитна левитация за постигане на същия ефект.

Технологията е лицензирана за HTT от Lawrence Livermore National Labs (LLNL), която я разработи като част от системата Inductrack. Смята се, че този метод е по -евтин и по -безопасен от традиционните системи maglev.

С този метод магнитите се поставят от долната страна на капсулите в масив Halbach. Това фокусира магнитната сила на магнитите от едната страна на масива, докато почти изцяло отменя полето от другата страна. Тези магнитни полета карат шушулките да плуват, докато преминават през електромагнитни бобини, вградени в пистата. Тягата от линейни двигатели задвижва шушулките напред.

Основният съперник на HTT, Hyperloop One, също използва пасивна магнитна левитационна система, при която постоянните магнити от страна на шушулката отблъскват пасивна писта, като единствената входна енергия идва от скоростта на шушулката.

И за двете системи налягането на въздуха в тунелите се намалява с помощта на въздушни помпи, за да се подпомогне движението на шушулките. Ниското въздушно налягане драстично намалява съпротивлението, така че е необходимо само относително малко количество електроенергия за постигане на максимални скорости.

Прогрес на Hyperloop

Сега, когато разбрахме магнитната левитация, е време да погледнем напредъка, който компаниите постигат в разширяването на технологията за общо ползване.

Във вълнуващите новини, Virgin’s Hyperloop безопасно транспортира двама пътници на 2-местния Pod-2. Това превозно средство е много по -малка версия на това, което очакваме от компанията по -късно. Според прогнозите на Virgin, някой ден ще видим пътнически автомобил с 28 места.

Настоящият модел достига само 107 мили в час, но те го направиха безопасно и ние ще го наречем победа за новите технологии.

Разбира се, Илон Мъск не позволява на Virgin да вземе цялата слава на Hyperloop. През юли тази година Мъск написа в туитър, че очаква с нетърпение да построи тунел с дължина 10 километра с няколко криви, за да имитира по-добре реалното пътуване с хиперлуп.

Бъдещето на Hyperloop

С такива големи крачки през 2020 г. е естествено да се чудим кога ще видим пълната употреба на транспортната система. Все още е рано да се каже честно. Технологията е невероятно скъпа и все още има дълъг път, за да достигне прогнозираните скорости, на които учените и инженерите смятат, че е способна.

Засега ще продължим да следим напредъка и да ви информираме за най -новите разработки в транспорта, базиран на магнитна левитация, като Hyperloop.