powered by CADENAS

Social Share

Hyperloop (7007 views - Transportation - Air Water Earth)

Hyperloop (МФА: [haipə' lu:p], с англ. — «гиперпетля») — проект вакуумного поезда, предложенный в 2012—2013 годах американским венчурным капиталистом Илоном Маском. В настоящий момент не реализован. Наибольшую активность в воплощении проекта в жизнь проявляют компании SpaceX, Hyperloop One (Шервин Пишевар) и HTT (Дирк Алборн).
Go to Article

Explanation by Hotspot Model

Hyperloop

Hyperloop

Hyperloop
Привод

линейный электродвигатель

Период

концепция с 2013 года

Скорость

до 1 220 км/ч

Область применения

межгородское перемещение людей и твёрдых грузов

Инфраструктура

надземный трубопровод, форвакуум, воздушная / магнитная подушка

Hyperloop (МФА: [haipə' lu:p], с англ. — «гиперпетля») — проект вакуумного поезда[⇨], предложенный в 2012—2013 годах американским венчурным капиталистом Илоном Маском[⇨]. В настоящий момент не реализован. Наибольшую активность в воплощении проекта в жизнь проявляют компании SpaceX[⇨], Hyperloop One (Шервин Пишевар)[⇨] и HTT (Дирк Алборн)[⇨].

Предыстория

Идея Hyperloop возникла в ответ на правительственный проект высокоскоростной железной дороги California High-Speed Rail (англ.), которая к 2029 году должна соединить Лос-Анджелес и Сан-Франциско. «Высокоскоростная» линия предполагает движение поездов со скоростью свыше 200 миль (322 км) в час[1], стоимость проекта в опубликованном в апреле 2012 года бизнес-плане была оценена в $68,4 млрд.[2][3] По этому поводу Илон Маск заявил, что калифорнийская дорога станет самой медленной среди скоростных железнодорожных магистралей мира и при этом самой дорогой в пересчёте на милю[4].

Впервые Маск упомянул о Hyperloop в интервью с Сарой Лэйси, которое дал в июле 2012 года на мероприятии PandoDaily в Санта-Монике. Предприниматель пообещал, что новое транспортное средство будет в 2 раза быстрее самолёта и в 3—4 раза быстрее скоростного поезда, время в пути от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско (расстояние 561 км по прямой) займёт всего 30 минут[5]. Позже Маск сделал ещё ряд громких заявлений: проект окажется в 10 раз дешевле по сравнению с California High-Speed Rail; транспорт не будет подвержен авариям; дорога должна работать от солнечной энергии; пассажирам не придётся подстраиваться к расписанию, ибо транспортные капсулы будут двигаться с короткими интервалами, как в метро; все спецификации окажутся в свободном доступе[6]. Наконец, в августе 2013 года была опубликована 58-страничная «альфа-версия» проекта[7][8][9].

Описание идеи

Первая концепция (август 2013)

И. Маск подавал свою идею как пятый вид транспорта после поезда, самолёта, автомобиля и корабля[4]. По его словам, это нечто среднее между «Конкордом», рельсотроном и столом для аэрохоккея[10]. Hyperloop был задуман как расположенный на опорах надземный трубопровод, внутри которого со скоростью от 480 до 1 220 км/ч (в зависимости от ландшафта[10]) с интервалом в 30 секунд в одном направлении перемещаются одиночные транспортные капсулы длиной 25—30 м. Предусмотрены два варианта системы[7]:

  • пассажирский — предполагает внутренний диаметр трубопровода 2,23 м, сечение капсулы 1,35 м в ширину х 1,1 м в высоту, площадь лобовой проекции 1,4 кв. м, капсула вмещает 2 ряда сидячих мест по 14 кресел в каждом;
  • пассажиро-грузовой (нечто вроде парома, даёт возможность пассажирам перемещаться вместе с их легковыми автомобилями) — внутренний диаметр трубы 3,3 м, лобовая проекция капсулы 4,0 кв. м.

Ключевым фактором обнародованной 12 августа 2013 года[2] концепции было стремление к дешевизне системы. Поэтому Маск взял за основу модель вакуумного поезда[2], преимуществом которого является отсутствие необходимости преодолевать трение опоры и встречное сопротивление воздуха. Однако предприниматель усовершенствовал идею: по его мнению, нет смысла стремиться к достижению в трубе полного вакуума. Достаточно поддержания форвакуума, а именно давления в 100 Па (это 1/1000 от атмосферного давления) — дальнейшее снижение давления невыгодно, потому что ведёт к экспоненциальному росту затрат. В то же время поддерживать форвакуум можно с помощью насосов умеренной мощности и стенок трубы из обычной стали толщиной 20—25 мм[7].

Схема пассажирской капсулы. Спереди расположен вентилятор с компрессором. За ним находится отсек с 28 пассажирами, в хвосте размещены аккумуляторы.

Однако на предусмотренной проектом скорости транспортное средство всё равно сталкивается с набегающими воздушными массами. Маск решил использовать их для создания воздушной подушки: расположенные в носу транспортной капсулы специальные направляющие и вентилятор должны перенаправлять встречный поток воздуха под днище. В условиях форвакуума для создания воздушной подушки достаточно будет обеспечить давление в 9,4 кПа, что потребует подачи всего 200 г воздуха в секунду. Тем самым Маск отказывается от гораздо более дорогой в реализации идеи магнитной подушки[7].

Капсула должна приводиться в движение линейным электродвигателем. Статором послужит алюминиевый рельс длиной 15 м на полу трубы[10], который нужен только через каждые 110 км[2]. Ротор будет находиться в каждой капсуле, при этом требуемая постоянная мощность составляет всего 100 кВт. Поскольку система будет приводиться в движение электричеством, предусмотрено получение энергии с помощью солнечных батарей. Они должны вырабатывать 57 МВт электроэнергии при потребности системы только в 21 МВт. Поскольку статор выполняет не только ускорение, но и торможение, в последнем случае кинетическая энергия капсулы также преобразуется в электрическую. От продажи излишков энергии планируется выручать $25 млн ежегодно, что создаст дополнительный источник финансирования эксплуатационных расходов[10]. Как результат, билет в один конец должен стоить $20, и при общей стоимости системы $7,5 млрд окупаемость проекта будет достигнута за 20 лет[7].

На случай возникновения аварийных ситуаций предусмотрено следующее[7]:

Результаты моделирования

Проведённое в сентябре 2013 года работниками Ansys компьютерное моделирование показало, что идея осуществима, однако нуждается в доработке. Необходимы корректировки следующего рода[11]:

В ноябре того же года в своём блоге на сайте компании The MathWorks Гай Руло (англ. Guy Rouleau) поделился результатами собственного моделирования, которое показало, что по условиям трассы между Лос-Анджелесом и Сан-Франциско скорость 1220 км/ч будет недостижима[12].

В январе 2015 года на ежегодной конференции Американского института аэронавтики и астронавтики (англ.) (AIAA SciTech 2015) специалисты NASA Glenn Research Center представили свои результаты моделирования, выполненного в открытой программной среде OpenMDAO. Ключевыми их выводами стало то, что диаметр трубы надо увеличить примерно в 2 раза, а опасение нагрева капсулы из-за трения воздуха является преувеличенным[13]. Материалы, связанные с данным моделированием, выложены на GitHub[14].

Последующие доработки

Наработки обеих конкурирующих команд пока далеки от завершённости. Так, HTT сомневается в целесообразности использования воздушной подушки, поскольку она может создать проблемы с управлением. Как вариант, изучается величина удорожания проекта в случае перехода на магнитную левитацию[15]. Даже без такого изменения, по расчётам компании, стоимость двухпутной дороги между Лос-Анджелесом и Сан-Франциско составит от 7 до 16 млрд долларов США, что больше первоначальных планов Маска[16].

В свою очередь, Hyperloop One решила сосредоточиться на направлении «каргопетли» (англ. cargoloop), а именно организации контейнерных перевозок. При этом Бемброган скептически относится к перспективам энергетической автономии системы[8]. На сегодня Hyperloop One тоже склоняется к идее магнитной левитации. Только не активной, как у маглева, а пассивной. Эта технология разработана в Ливерморской национальной лаборатории, она предполагает движение постоянных магнитов над проводящей поверхностью[17].

Конкуренция проектов

HTT

Поскольку Маск объявил, что сам заниматься реализацией Hyperloop не собирается, появилось несколько групп энтузиастов, которые решили воплотить проект в жизнь самостоятельно[8]. Уже спустя месяц после публикации «альфа-версии» группа специалистов Ansys во главе с Сандипом Совани (англ. Sandeep Sovani) провела компьютерное моделирование, которое показало принципиальную возможность реализации идеи[11]. Результаты моделирования побудили оказать проекту поддержку со стороны краудсорсинговой платформы JumpStartFund, в ходе голосования на которой проект получил более 300 голосов[18].

Для реализации идеи было решено создать компанию Hyperloop Transportation Technologies Inc. (HTT), ключевыми фигурами которой являются сооснователь JumpStartFund Дирк Алборн и президент SpaceX Гвинн Шотвелл[8]. Бизнес-модель компании не совсем обычна: она объединяет волонтёров, которые трудятся бесплатно, рассчитывая в случае успеха на долю возможной выручки с проекта[16]. На сегодня проект собрал 200 добровольцев из Cisco Systems, Boeing, Гарвардского университета и Школы архитектуры и дизайна Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Сотрудничество такой массы людей основано на том, что проект разбит на мелкие задачи. Взаимодействие участников обеспечивается с помощью Google Docs и еженедельных групповых видеоконференций[8][19].

В феврале 2015 года объявлено о том, что HTT достигла соглашения с девелопером эко-города Долина Квэя (англ.), возведение которого должно начаться в 2016 году в округе Кингс штата Калифорния, о строительстве там первой 8-километровой трассы. Необходимые для строительства $100 млн компания надеется привлечь с помощью IPO[20].

В марте 2016 года Дирк Алборн объявил о подписании с правительством Словакии договора о строительстве трассы, которая соединит Братиславу с Веной и Будапештом. Время поездки должно будет составлять восемь минут. При этом сроки реализации проекта Алборн не обозначил[21].

В июле 2017 года Алборн заявил, что его компания заказала создание первой капсулы для полевых испытаний у испанского производителя авиационных фюзеляжей Carbures и получила территорию для строительства научно-исследовательского центра в Тулузе (Франция). Капсула будет построена в 2018 году, затем в Тулузе начнётся её интеграция в дорожную инфраструктуру. Официальное заявление о том, где будет построена первая линия, обещано в течение второго полугодия 2017 года. Наибольшие шансы стать первыми у Объединённых Арабских Эмиратов и Южной Кореи (линия HyperTube Express между Сеулом и Пусаном)[22][23].

Hyperloop One

Другая команда сформирована Шервином Пишеваром — первым инвестором Uber'а, основателем венчурного фонда Sherpa Ventures, крупным спонсором Демократической партии США. На конференции All Things Digital в мае 2013 года Пишевар публично просил Маска обнародовать детали Hyperloop. После публикации 3 месяца спустя подробностей проекта Пишевар добился аудиенции у президента Обамы, после чего президент поручил Бюро по научно-технической политике своей администрации изучить идею. Постепенно Пишевар привлёк в компанию, которую назвал Hyperloop Technologies Inc. (Hyperloop Tech), следующих партнёров: сооснователя Palantir и совладельца венчурного фонда Formation 8 Джо Лонсдэйла, руководителя победной для Обамы президентской кампании 2012 года Джима Мессину, основателя Space Adventures и главу фонда X Prize Питера Диамандиса, члена «мафии PayPal» Дэвида Сакса. Последний стал сопредседателем компании и привлёк к работе над проектом «гуру SpaceX» инженера Кевина Брогана, сменившего имя на Брогана Бемброгана (англ. Brogan BamBrogan)[8].

Hyperloop Tech начиналась в гараже Бемброгана в местечке Лос-Фелис, затем переехала в здание бывшей фабрики мороженого. В планах компании построить опытную трассу, строительство которой оценено в $80 млн, не считая $8,5 млн затрат на инжиниринг и дизайн. Пишевар обещает найти половину требуемой суммы самостоятельно. На тему выбора участка для строительства уже полноценной трассы были проведены переговоры с Энтони Марнеллом III (англ. Anthony Marnell III), владельцем Marnell Corrao Associates — крупнейшего американского строителя казино. Марнелл давно намеревается соединить Лас-Вегас высокоскоростной железнодорожной линией с Западным побережьем США и является одним из инвесторов проекта XpressWest, которому принадлежит право на возведение подобной дороги[8].

В ходе двух раундов инвестиций компания смогла привлечь более $92,6 млн.[17] Среди инвесторов присутствуют Sherpa Ventures, EightVC, ZhenFund, Национальная компания французских железных дорог, Oerlikon Leybold Vacuum (одним из акционеров является Виктор Вексельберг), а также российский венчурный фонд Caspian VC Partners (представляет интересы Зиявудина Магомедова)[24][25].

11 мая 2016 года в жизни компании произошло два знаковых события. Во-первых, во избежание путаницы с HTT, она была переименована в Hyperloop One. Во-вторых, в городе Норт-Лас-Вегас (Невада) на открытом воздухе было проведено испытание двигателя для Hyperloop[25]. Впрочем, сейчас главной новостью из стана Hyperloop One является иск уволившегося Бемброгана к Пишевару, Лонсдэйлу и CEO компании Роберту Ллойду[26]. В то же время один из акционеров проекта, Caspian VC Partners, презентовал на втором Восточном экономическом форуме во Владивостоке план строительства ветки Hyperloop длиной около 65 км по маршруту Хуньчунь (Китай) — порт Зарубино. Средняя скорость движения должна составить около 740 км/ч, инвестиции оцениваются в 30-40 млрд рублей, срок реализации — в 5 лет[27].

В мае 2017 года компания провела первое полноценное полевое испытание системы. Испытание проводилось на тестовом участке под названием DevLoop, строительство которого завершено месяцем ранее в пригороде Лас-Вегаса. Протяжённость участка составляет 500 м, диаметр трубы — 3,3 м. Пассажирская капсула разогналась до 113 км/ч[28], а 29 июля скорость удалось поднять до 310 км/ч[29]. По словам З. Магомедова, который стал сопредседателем совета директоров Hyperloop One, при тех же технических характеристиках системы скорость на дистанции 2 км увеличится до 1 000–1 200 км/ч[30].

В сентябре того же года компания закрыла третий раунд привлечения инвестиций в размере $85 млн. Одним из новых инвесторов стал Ричард Брэнсон. В результате общая сумма инвестиций составила $245 млн., а оценка стартапа превысила $700 млн.[31] В следующем месяце глава Hyperloop One Роб Ллойд (англ. Rob Lloyd) дал пресс-конференцию, где заявил, что ожидает начала реализации первого транспортного проекта в 2019 году с запуском во временную эксплуатацию в 2021 году. По его мнению, строительство вакуумных трасс на треть дешевле высокоскоростных железных дорог, в то время как скорость поездки в 2-3 раза выше. Также он высказал предположение, что билет для поездки на расстояние 50-60 км будет стоить $5[32].

SpaceX

Как оказалось, Илон Маск тоже не готов совсем отказаться от реализации проекта. В январе 2015 года он заявил на Техасском транспортном форуме, что собирается построить пробную трассу Hyperloop длиной 5 миль, и лидирующее место в списке потенциальных участков для строительства принадлежит Техасу[8][33].

В июне того же года SpaceX объявила конкурс на дизайн пассажирской капсулы. Капсулы предполагалось испытать в ходе гонок на пробной трассе в калифорнийском Хоторне, где расположена штаб-квартира компании[34]. Соревнование получило название Hyperloop pod competition (англ.). В январе 2016 года на базе Техасского университета A&M в Колледж-Стейшен состоялся первый этап, на котором были отобраны 22 лучшие команды. Все они получили право испытать свои модели на настоящей трассе в ходе второго этапа. Главный приз достался команде Массачусетского технологического института[35].

Первоначально проведение финального этапа Hyperloop pod competition ожидалось в середине августа того же года[36], но было отложено. SpaceX объявила о начале строительства испытательной трассы длиной 1 500 м и с диаметром трубы 1,8 м только в начале сентября 2016 года[37]. В итоге заключительный этап состоялся 27 августа 2017 года. Первое место на нём завоевала команда из Мюнхенского технического университета, чья капсула развила скорость 327 км/ч[38]. Впрочем, рекорд немцев продержался всего несколько дней, ведь 31 августа Маск продемонстрировал капсулу, созданную совместно компаниями SpaceX и Tesla, которая смогла достичь скорости 355 км/ч[39].

В середине октября Маск получил первое официальное разрешение на строительство полноценной трассы Hyperloop. Участок протяжённостью 10,3 мили (примерно 16,58 км) должен связать окраину Балтимора с территорией Ганновер (штат Мэриленд). Ожидается, что дорога станет в дальнейшем частью маршрута ВашингтонНью-Йорк с остановками в Балтиморе и Филадельфии. Трасса будет строиться в подземном исполнении, тоннель должна построить масковская Boring Company[40].



This article uses material from the Wikipedia article "Hyperloop", which is released under the Creative Commons Attribution-Share-Alike License 3.0. There is a list of all authors in Wikipedia

Transportation - Air Water Earth

3D,CAD,Model,Libary,Railway, Train, Ship, Marine, Submarine, Automotive, Locomotive, Bike, Car, Formula 1, Space, Aircraft, Aerospace, Satelite, Automobile, Yacht