Vakuumtrein: die beginsel van werk, toetsing. Trein van die toekoms

Wetenskaplikes het lank tot die gevolgtrekking gekom dat om die spoed van enige voertuig te verhoog, dit nodig is om die wrywingskrag soveel as moontlik te onderdruk. Volgens hierdie beginsel, ruimtetuigvliegtuig wat baie lank in die ruimte kan reis sonder die weerstand van die omgewing. Dit is hierdie funksie wat onderliggend is aan die projek, bekend as die "vakuumtrein van die toekoms".

Vinnigste treine

Die hoogste prestasie van wetenskaplikes op die gebied van hoëspoed-grondbeweging, is vanaf vandag magnetiese levitasie. Treine op 'n magnetiese kussing is in die eeue van die vorige eeu in Japan, Engeland en Duitsland getoets. Tans word hierdie tipe vervoer suksesvol in baie lande gebruik. In hierdie geval word die spoed van 500 km / h as gevolg van die wrywingskorting verseker. Daarbenewens word so 'n rolvoorraad gekenmerk deur hoë doeltreffendheid, ekologiese suiwerheid en lae geraasvlak. Terselfdertyd moet daarop gelet word dat die toename in die spoed van beweging behels 'n toename in aerodinamiese weerstand. Wetenskaplikes stel 'n soortgelyke benadering voor om 'n vakuumtrein te skep. Die beginsel van sy werk is dat die roete met ontruimde lug in die pyp moet gaan, sodat al die kragte van weerstand uitgesluit word.

Die ontstaan van die idee van vakuum vervoer

Die konsep van die bou van 'n trans-Atlantiese vragpyplyn vir die lewering van goedere van Europa na Amerika en in die teenoorgestelde rigting het eers in die VSA in die sestigerjare van die vorige eeu verskyn. Volgens die idee is daar beplan om 'n pyp in die see op 'n diepte van 'n halwe kilometer te bou, die vervoer binne wat uitgevoer sou word deur treine wat op 'n magnetiese kussing beweeg. Eers in 1999 het die Amerikaanse ingenieur, Dariel Oster, 'n patent gekry vir die vervoer van tegnologiespuitleidings, wat 'n nuwe impuls gegee het aan hul ontwikkeling.

Die Oster-projek

Volgens Oster behoort die baan twee bogrondse pype te wees (vir beweging in verskillende rigtings), elkeen is 150 cm in deursnee. Daar word aanvaar dat binne die transportkapules op die magnetiese skorsing sal gly. Hul deursnee is 130 cm en die lengte is 490 cm. Ses passasiers kan gelyktydig in die sleepwa vervoer met 'n vrag van tot 370 kg.

Die enjin vir die Oster-vakuumtrein sal bestaan uit 'n primêre (kronkelbuis van die roete) en 'n sekondêre (die liggaam van die kapsule wat van 'n ferromagnetiese legering gemaak is) van die elemente. Die minimum speling tussen hulle laat die gebruik van 'n asynchrone lineêre motor toe. In die sleepwa self, moet jy net 'n elektrodinamiese skorsing installeer om magnetiese levitasie, 'n lugregenerasiestelsel, sitplekke en miniatuurbatterye vir virtuele vensters en televisies te verskaf. Aangesien die beweging van die kapsule met min of geen weerstand plaasvind, kan 'n beduidende deel van die energie wat tydens versnelling uitgegee word, terugbesorg word tydens die rem. Die belangrikste stap in die verwesenliking van hierdie projek is dat die trein in die vakuumbuis langs 'n ideale reguit spoor moet beweeg. Andersins moet die elektromagnetes vergoed vir die sentrifugale krag by die hoeke.

Switserse projek

Iets soortgelyke ingenieurs van Switserland het in 1974 begin ontwikkel. Hul projek het in die geskiedenis onder die naam Swissmetro afgegaan. Volgens die idee moes die kapsules op die magnetiese kussing teen 'n spoed van tot 500 km / h hardloop. Die Switserse vakuumtrein van die toekoms is ontwerp om die hoofstede van die staat te verbind (Bern, Zürich, Genève, Lausanne en Basel). In hierdie geval is daar beplan om pype met 'n deursnee van 180 cm te gebruik en 'n agt-sitwa vir die vervoer van passasiers. Tot op datum is dit moeilik om oor ander eienskappe te oordeel, want die projek is nie tot die einde uitgewerk nie. In 2009 het die regering hierdie idee verwerp.

Engelse trein van die toekoms

Britse ingenieurs het in 2002 teruggekeer na die projek om 'n vakuum-trein te skep. Hul planne is eenvoudig grandiose, omdat die uitvinders van plan is om 'n netwerk te skep wat spoor- en padvervoer sal vervang . Om dit te kan doen, is dit nodig om 'n hele netwerk van pype regdeur die land te bou. In hierdie geval sal die kapsules ontwerp word vir 'n maksimum van twee passasiers wat in die ligposisie geleë is. In teenstelling met vorige projekte, moet die rolvoorraad teen die spore beweeg teen 'n snelheid van 420 km / h. Die elektriese motors wat op die trollies geleë is, word van die kontakrail aangedryf. Die grootste nadeel, wat volgens die ontwikkelaars 'n Engelse vakuumtrein het, word geassosieer met hoë energiekoste vir die vervoer van een passasier, in vergelyking met vorige projekte. Aan die ander kant lê sy grootste voordeel in die relatief lae koste van die bou van 'n vervoernetwerk.

Hyperloop Projek

Die mees belowende projek lyk soos 'n trein van die toekoms, Hyperloop genoem. Die idee van sy skepping in 2012 is deur die Amerikaanse miljardêr Elon Mask voorgestel. Aanvanklik is die projek as die vyfde vorm van vervoer gepraat, maar verdere besprekings oor televisie het nie plaasgevind nie. Nadat dit bekend geword het oor die regering se planne om 'n hoëspoedverbinding tussen Los Angeles en San Francisco te bou, het die sakeman die implementering van sy konsep aangepak. Die Hyperloop-projek is 'n grondpyplyn waarin 'n vakuum trein kan ry teen spoed van 400 tot 1.220 km / h. In Augustus 2013 is die idee amptelik aan die algemene publiek voorgelê in 'n aanbieding van 58 bladsye.

Bedryfsbeginsel

Die hoofgedagte van die Hyperloop-projek is om die billikheid van die skep van 'n vervoernetwerk van pype en verdere operasie te maksimeer. In hierdie verband is dit gebaseer op so 'n model as 'n vakuumtrein. In die Verenigde State, volgens die uitvinder, is dit nodig om 'n netwerk van geslote parallelle roetes te bou wat by die eindpunte van die roetes sal verbind. Om 'n vakuum in hulle te skep en in stand te hou, is genoeg staalpype 25 mm dik en pompe met lae krag. Binnekant stel Elon Mask voor dat 'n kapsule tot 30 meter lank uitgevoer word. Die eerste sakeman wil met mekaar verbind San Francisco en Los Angeles.

Volgens die ontwikkelaar sal dit nie moontlik wees om 'n absolute vakuum in die pype te skep nie. In hierdie verband sal lugmassas onder die onderkant van die rollend materieel deur middel van spesiale spuitpunte in sy boog gestuur word. Dit sal 'n lugkussing skep en beduidende fondse spaar wat nodig is om die elektromagnet te implementeer. Om die enjin te herlaai, waarvolgens die kapsule in werking gestel word, sal elke 110 km op elke vloer van die pyp 'n aluminiumstaaf van 15 meter lank geïnstalleer word.

Varianten van die stelsel funksioneer

Die aanbieding handel oor die passasiers- en passasiervrag-weergawe van die stelsel. In die eerste geval word voorgestel om 'n pyp met 'n deursnee van 2.23 m te bou. 'N Vakuumtrein wat binne trein, kan tot 28 passasiers vir een reis vervoer. Die tweede opsie behels die gebruik van 'n pyplyn, waarvan die deursnee 3,3 m is. In hierdie geval, in elke kapsule, sal dit ook moontlik wees om drie motors elk te vervoer. Daar moet op gelet word dat die vertrek van treine volgens die Elon Mask-projek elke halfuur sal plaasvind.

Ekonomiese doeltreffendheid en toetsing

Die Hyperloop-projek kan baie effektief genoem word. Die ontwikkelaars gaan ten volle aan sy behoeftes voldoen ten koste van son- en windenergie. Al hul surplus wat hulle beplan om te verkoop, verdien sowat $ 25 miljoen per jaar. Volgens Elon Mask sal die prys aan die een kant sowat 20 dollar wees. In hierdie geval sal die projek in twintig jaar afbetaal.

Die eerste toetse van die vakuumtrein het in Mei 2016 plaasgevind. Vir hierdie doel is 'n spesiale toetsterrein in die woestyn naby Las Vegas gebou. Die kar met die hulp van elektromagnette het eers tot 180 km / h versnel, waarna dit geleidelik gestaak het.

veiligheid

Veral versigtig het die ontwikkelaars gereageer op veiligheid. Die beweging van die kapsule beïnvloed nie die gerief van passasiers nie. Volgens die gevoel sal die versnelling nie verskil van die aanloop van die vliegtuig voor afloop nie, en verder - 'n stil gly en geen turbulensie nie. Elon Musk voer aan dat 'n vakuum-trein nie van die rails af kan kom of van 'n hoogte val nie, dus dit moet beskou word as een van die veiligste vervoermiddele. In die geval van 'n kragonderbreking in die kapsule word batterye verskaf, waarvan die toevoer voldoende is vir die instandhouding van passasiers vir 45 minute, met ander woorde - vir die hele roete. Uiteindelik is die meeste mense baie kalm oor die reis op vliegtuie, ondanks die feit dat die reddingsmiddel in geval van 'n ramp in hulle baie twyfelagtig is.

voltooiing

Die skepping van 'n vakuumtrein benodig ongetwyfeld groot finansiële koste. Daarbenewens, voordat die projek geïmplementeer word, is dit nodig om baie tegniese probleme op te los. In ons tyd, met inagneming van die voortdurende ontwikkeling van tegnologie, lyk die moontlikheid om hierdie onderneming te implementeer egter nie so vae soos 'n paar dosyn jaar gelede nie. In hierdie opsig moet dit nie verbasend wees as treine wat vinniger as moderne supersoniese vliegtuie is nie, binnekort gebruik word om passasiers en vragte te vervoer.