Hyperloop

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Hyperloop
Hyperloop Cheetah capsule in tube 02.JPG
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: [hiːpɜːˈl̩up], 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)[⇨].

История[править | править вики-текст]

Илон Маск, автор идеи (на Dublin Web Summit 2013)

Создание «альфа-версии»[править | править вики-текст]

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].

Hyperloop Transportation Technologies[править | править вики-текст]

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[10]. Результаты моделирования побудили оказать проекту поддержку со стороны краудсорсинговой платформы JumpStartFund, в ходе голосования на которой проект получил более 300 голосов[11].

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[12]. 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][13].

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[14].

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[15].

Hyperloop One[править | править вики-текст]

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.[16] 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)[17][18].

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[18]. Впрочем, сейчас главной новостью из стана Hyperloop One является иск уволившегося Бемброгана к Пишевару, Лонсдэйлу и CEO компании Роберту Ллойду[19]. 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[20].

SpaceX[править | править вики-текст]

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][21].

В июне того же года SpaceX объявила конкурс на дизайн пассажирской капсулы. Капсулы будут испытываться в ходе гонок на пробной трассе в калифорнийском Хоторне, где расположена штаб-квартира компании[22]. Соревнование получило название Hyperloop pod competition. В январе 2016 года на базе Техасского университета A&M (Колледж-Стейшен) состоялся первый этап, на котором были отобраны 22 лучшие команды. Все они получили право испытать летом свои модели на настоящей трассе. Главный приз достался команде Массачусетского технологического института[23]. Проведение завершающего этапа ожидалось в середине августа[24], но в итоге было перенесено на 27-29 января 2017 года[25]. В начале сентября SpaceX объявила о том, что приступает наконец к строительству испытательной трассы длиной 1,5 км и диаметром 1,8 м[26].

Описание идеи[править | править вики-текст]

Первая концепция (август 2013)[править | править вики-текст]

Вид системы снаружи. На крыше расположены солнечные батареи.

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[27]. Hyperloop был задуман как расположенный на опорах надземный трубопровод, внутри которого со скоростью от 480 до 1 220 км/ч (в зависимости от ландшафта[27]) 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[27], 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[27]. 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[править | править вики-текст]

Проведённое в сентябре 2013 года работниками Ansys компьютерное моделирование показало, что идея осуществима, однако нуждается в доработке. Необходимы корректировки следующего рода[10]:

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[28].

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[29]. Материалы, связанные с данным моделированием, выложены на GitHub[30].

Последующие доработки[править | править вики-текст]

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[31]. 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[12].

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[16].

Примечания[править | править вики-текст]

  1. California High-Speed Rail Authority (англ.). State of California. Проверено 12 марта 2015.
  2. 1 2 3 4 The Economist, 17 августа 2013.
  3. Revised 2012 Business Plan (англ.). State of California. Проверено 12 марта 2015.
  4. 1 2 Vance A. Elon Musk, the 21st Century Industrialist (англ.) // Bloomberg. — Нью-Йорк, 13 September 2012.
  5. Garber M. The Real iPod: Elon Musk's Wild Idea for a 'Jetson Tunnel' from S.F. to L.A. (англ.) // The Atlantic : журнал. — Бостон, 13 July 2012. — ISSN 1072-7825.
  6. Васильков А. Гиперпетля Илона Маска становится общественным проектом (англ.) // Компьютерра : журнал. — 09 августа 2013. — ISSN 1815-2198.
  7. 1 2 3 4 5 6 Березин, 2013.
  8. 1 2 3 4 5 6 7 8 Апбин, 15 апреля 2015.
  9. Маск, 2013.
  10. 1 2 Паймакова, Маргарита. Моделирование показало, что транспорт может достичь скорости 1000 км/ч, Вести.ру (24 сентября 2013). Проверено 12 марта 2015.
  11. Хель, Илья. Деньги на Hyperloop собирают всем миром, Hi-News.ru (29 сентября 2013). Проверено 12 марта 2015.
  12. 1 2 Хижняк, Николай. Проект Hyperloop Элона Маска сдвинулся с мёртвой точки, Hi-News.ru (21 декабря 2014). Проверено 12 марта 2015.
  13. Rogowsky M. Hyperloop: The Crowdsourced Team Trying To Build It Adds Partners, Pushes Forward (англ.) // Forbes : журнал. — 31 October 2013.
  14. Горина, Ася. Небольшой участок Hyperloop построят в калифорнийском городе будущего, Вести.ру (27 февраля 2015). Проверено 12 марта 2015.
  15. Сверхзвуковой поезд Hyperloop запустят в Восточной Европе, Лента.ру (11 марта 2016). Проверено 3 июня 2016.
  16. 1 2 Краузова, 2 июня 2016.
  17. Фонд Магомедова увеличил инвестиции в вакуумный поезд Илона Маска, Лента.ру (11 мая 2016). Проверено 3 июня 2016.
  18. 1 2 Korosec K. Hyperloop Technologies Gets a New Name, $80M, and Partners Ahead of Public Test (англ.) // Fortune : журнал. — Бостон, 11 мая 2016. — ISSN 0015-8259.
  19. Bohler P. This Hyperloop Lawsuit Is Insane (англ.). Wired (12 July 2016). Проверено 13 июля 2016.
  20. Строительство ветки Hyperloop от порта Зарубино до Китая займет 5 лет, М.: ТАСС (2 сентября 2016). Проверено 5 сентября 2016.
  21. Batheja A. Musk: Texas a «Leading Candidate» for Hyperloop Track (англ.) // The Texas Tribune : газета. — Остин, 15 января 2015.
  22. Thompson, Cadie. More than 700 people have signed up to help Elon Musk build a Hyperloop prototype, Business Insider (22 июня 2015). Проверено 21 июля 2015.
  23. Hawkins A. MIT wins SpaceX’s Hyperloop competition, and Elon Musk made a cameo (англ.). The Verge (30 January 2016). Проверено 3 июня 2016.
  24. Hawkins A. Here are the Hyperloop pods competing in Elon Musk's big race later this year (англ.). The Verge (18 June 2016). Проверено 11 июля 2016.
  25. Morris D. SpaceX Delays Hyperloop Pod Competition to 2017 (англ.) // Fortune : журнал. — Бостон, 16 июля 2016.
  26. Привалов А. Space X начинает строить тестовый трек Hyperloop // Популярная механика : журнал. — 5 сентября 2016.
  27. 1 2 3 4 5 Dodson.
  28. Rouleau G. Hyperloop: Not so fast! (англ.). The MathWorks (22 November 2013). Проверено 30 марта 2015.
  29. Chin etc., 2015, p. 14.
  30. Gray.
  31. HTT, 2014, p. 21-24.

Литература[править | править вики-текст]

Рекомендуемая литература[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]