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

Hyperloóp (МФА: [hiːpɜːˈl̩up], рус. гиперпетля) — проект вакуумного поезда[⇨], предложенный в 2012—2013 годах американским венчурным капиталистом Элоном Маском[⇨], который собираются реализовать в Калифорнии в 2017 году. Наибольшую активность в воплощении проекта в жизнь проявляют калифорнийские компании HTT (Дирк Алборн)[⇨] и Hyperloop Tech (Шервин Пишевар)[⇨].

История[править | править вики-текст]

Элон 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 Элон 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, который 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 (англ. Dirk Ahlborn) и президент SpaceX Гвинн Шотвелл (англ. Gwynne Shotwell)[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].

Hyperloop Technologies[править | править вики-текст]

Другая команда сформирована Шервином Пишеваром (англ. Shervin Pishevar) — 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 Hyperloop Tech 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].

SpaceX[править | править вики-текст]

Как оказалось, Элон 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][15]. В июне того же года SpaceX объявила конкурс на дизайн пассажирской капсулы. Капсулы будут испытываться в ходе гонок на пробной трассе длиной в 1 милю, которую планируется возвести в калифорнийском Хоторне, где расположена штаб-квартира компании[16].

Описание идеи[править | править вики-текст]

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

Вид системы снаружи. На крыше расположены солнечные батареи.

Э. 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[17]. Hyperloop был задуман как расположенный на опорах надземный трубопровод, внутри которого со скоростью от 480 до 1 220 км/ч (в зависимости от ландшафта[17]) 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[17], 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[17]. 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 1 220 км/ч будет недостижима[18].

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[19]. Материалы, связанные с данным моделированием, выложены на GitHub[20].

Летом 2015 года студенты Иллинойсского университета сконструировали рабочую модель Hyperloop в масштабе 1:24, которая может разогнать капсулу до скорости 3 м/с[21].

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[22]. 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 Tech решила сосредоточиться на направлении «каргопетли» (англ. cargoloop), а именно организации контейнерных перевозок. При этом Бемброган скептически относится к перспективам энергетической автономии системы[8].

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 Элона 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. Batheja A. Musk: Texas a «Leading Candidate» for Hyperloop Track (англ.) // The Texas Tribune : газета. — Остин, 15 января 2015.
  16. 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.
  17. 1 2 3 4 5 Dodson
  18. Rouleau G. Hyperloop: Not so fast! (англ.). The MathWorks (22 November 2013). Проверено 30 марта 2015.
  19. Chin etc., 2015, p. 14
  20. Gray
  21. Поезд будущего Hyperloop построили в масштабе 1:24, Популярная механика (2 июля 2015). Проверено 21 июля 2015.
  22. HTT, 2014, p. 21-24

Литература[править | править вики-текст]

Рекомендуемая литература[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]