Hyperloop, ktorý v roku 2012 prvýkrát zdokonalil ako koncept zakladateľa Tesly a SpaceX Elona Muska, je propagovaný ako budúcnosť osobnej dopravy.
Pre nezasvätených je hyperloop vysokorýchlostný systém osobnej dopravy, ktorý zahŕňa utesnenú trubicu, cez ktorú sa pohybujú vysokorýchlostné moduly, čím sa skracuje doba jazdy. Napríklad cesta z Londýna do Edinburghu – ktorá vo vlaku trvá viac ako štyri hodiny – by teoreticky trvala len 30 minút.
Musk odvtedy povzbudil začínajúce firmy a študentské projekty, aby vytvorili svoje vlastné verzie hyperloopu. Vysokorýchlostný systém využíva verziu magnetickej levitácie, ale čo to je a ako to funguje?
Čo je magnetická levitácia?
Magnetická levitácia alebo maglev je, keď je objekt zavesený vo vzduchu iba pomocou magnetických polí a bez inej podpory.
Spolu so super rýchlymi vlakmi maglev má magnetická levitácia rôzne technické využitie vrátane magnetických ložísk. Môže sa tiež použiť na zobrazovanie a nové účely, ako sú plávajúce reproduktory.
Ako funguje magnetická levitácia?
Najznámejšie použitie magnetickej levitácie je vo vlakoch maglev. Vlaky Maglev, ktoré sú v súčasnosti v prevádzke len v niekoľkých krajinách vrátane Číny a Japonska, sú najrýchlejšie na svete s rekordnou rýchlosťou 375 mph (603 km/h) . Konštrukcia vlakových systémov je však neuveriteľne nákladná a často skončia ako málo používané projekty.
Fotografický kredit: Ministerstvo energetikyExistujú dva hlavné typy technológie vlakov maglev – elektromagnetické odpruženie (EMS) a elektrodynamické odpruženie (EDS).
EMS využíva elektronicky riadené elektromagnety vo vlaku na pritiahnutie k magnetickej oceľovej dráhe, pričom EDS využíva supravodivé elektromagnety na vlaku aj na koľajnici na vytvorenie vzájomne sa odpudzujúcej sily, vďaka ktorej sa vozne vznášajú.
Variant technológie EDS – ako sa používa v systéme Inductrack – využíva pole permanentných magnetov na spodnej strane vlaku namiesto napájaných elektromagnetov alebo chladených supravodivých magnetov. Toto je tiež známe ako technológia pasívnej magnetickej levitácie.
Ako Hyperloop využíva magnetickú levitáciu?
V pôvodnom Muskovom koncepte struky plávali na vrstve stlačeného vzduchu, podobným spôsobom ako puky plávajúce na vzdušnom hokejovom stole. Avšak novšia verzia technológie od Hyperloop Transportation Technologies (HTT) – jednej z dvoch spoločností vedúcich preteky hyperloopov – využíva na dosiahnutie rovnakého efektu pasívnu magnetickú levitáciu.
Fotografický kredit: HyperloopTTNa technológiu bola HTT licencovaná od Lawrence Livermore National Labs (LLNL), ktorá ju vyvinula ako súčasť systému Inductrack. Táto metóda sa považuje za lacnejšiu a bezpečnejšiu ako tradičné systémy maglev.
Pri tejto metóde sú magnety umiestnené na spodnej strane kapsúl v Halbachovom poli. Toto sústreďuje magnetickú silu magnetov na jednu stranu poľa, zatiaľ čo takmer úplne ruší pole na druhej strane. Tieto magnetické polia spôsobujú, že struky plávajú, keď prechádzajú cez elektromagnetické cievky zabudované v dráhe. Ťah z lineárnych motorov poháňa struky dopredu.
Hlavný rival HTT, Hyperloop One, tiež používa pasívny systém magnetickej levitácie, kde permanentné magnety na strane modulu odpudzujú pasívnu dráhu, pričom jediná vstupná energia pochádza z rýchlosti modulu.
Fotografický kredit: Virgin HyperloopPre oba systémy sa tlak vzduchu v tuneloch znižuje pomocou vzduchových čerpadiel, aby sa uľahčil pohyb strukov. Nízky tlak vzduchu dramaticky znižuje odpor, takže na dosiahnutie maximálnej rýchlosti je potrebné len relatívne malé množstvo elektriny.
Hyperloop Progress
Teraz, keď rozumieme magnetickej levitácii, je čas pozrieť sa na pokrok, ktorý spoločnosti dosahujú pri rozširovaní technológie na všeobecné použitie.
Vzrušujúcou správou je, že Virgin's Hyperloop bezpečne prepravil dvoch cestujúcich na 2-miestnom Pod-2. Toto vozidlo je oveľa menšou verziou toho, čo od spoločnosti očakávame neskôr. Podľa projekcií Virgin jedného dňa uvidíme 28-miestne osobné vozidlo.
Súčasný model dosiahol iba 107 míľ za hodinu, ale urobili to bezpečne a budeme to nazývať víťazstvom novej technológie.
Elon Musk, samozrejme, nedovolí spoločnosti Virgin vziať všetku slávu Hyperloopu. V júli tohto roku Musk tweetoval, že sa teší na vybudovanie 10-kilometrového tunela s niekoľkými krivkami, aby lepšie napodobňoval skutočné cestovanie hyperloopom.
Budúcnosť Hyperloopu
S takým veľkým pokrokom v roku 2020 je prirodzené pýtať sa, kedy uvidíme dopravný systém v plnom rozsahu. Ešte je priskoro povedať to úprimne. Táto technológia je neuveriteľne drahá a má pred sebou ešte dlhú cestu k dosiahnutiu projektovanej rýchlosti, ktorú si vedci a inžinieri myslia, že je schopná.
Zatiaľ budeme pokračovať v sledovaní pokroku a budeme vás informovať o najnovšom vývoji v transportoch založených na magnetickej levitácii, ako je Hyperloop.