• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Andra
    Hur Hyperloop fungerar
    Hyperloop -röret sträcker sig från San Francisco till Los Angeles, med baljor som vispade folk med på en 35-minuters resa till skillnad från alla andra. Bild med tillstånd av Elon Musk

    Elon Musk, miljardären grundare av PayPal, har gett oss snyggt, nya elbilar med tillstånd av Tesla Motors och privat rymdflygning genom sitt företag SpaceX. Nu föreställer Musk sig att minska restiden mellan Los Angeles till San Francisco till bara 35 minuter. Han har föreslagit att bygga ett höghastighets transportsystem som gör att människor kan resa 760 miles (1, 223 kilometer) i timmen, eller Mach 0,91 (förutsatt att det är 20 grader C).

    Om det låter som något ur en sci-fi-film ("Logan's Run, "någon?), det är. Fortfarande, om Musk har sin vilja, den futuristiska Hyperloop kommer att ersätta bullet -tåg och revolutionera transporten precis som loket, bil och flygplan gjorde. Det enda problemet är att ingen riktigt vet om Hyperloop kommer att fungera och hur mycket det faktiskt kommer att kosta.

    Det hindrar inte Musk från att driva konceptet. Han säger att prislappen bara är 6 miljarder dollar. Många är lite skeptiska. Vissa experter säger att de inte kunde bygga en anständig bro för en så oerhört stor mängd [källa:Bilton]. Dessutom, Kalifornien arbetar nu med en plan för att bygga ett mycket långsammare järnvägssystem mellan de två städerna till en kostnad av 60 miljarder dollar. Det var detta förslag som fick Musk att se för sig Hyperloop. Kaliforniens plan, Musk skrev i en 57-sidig vitbok som han publicerade på SpaceX-webbplatsen i augusti 2013, var dyrt för ett bullet -tåg som är "ett av de långsammaste i världen". Om du undrar, California High-Speed ​​Rail Authority uppskattar att tåget kommer att kunna resa mer än 322 kilometer i timmen.

    Oavsett priset och svårigheten att skapa ett nästan supersoniskt transportsystem, Musk säger att Hyperloop är en korsning mellan ett tåg och ett flygplan. I många avseenden, det är ungefär som att resa i en kula genom ett hagelgevär, delvis med hjälp av teknik från ett airhockeyspel. Så, hur ser Musk för sig att Hyperloop faktiskt fungerar? Hoppas ombord att ta reda på det.

    Innehåll
    1. Tåg, Plan, Bilar, Båtar och ... Bälgar
    2. En lösning, Elon Musk Style
    3. Tänk på ditt steg, Pod People

    Tåg, Plan, Bilar, Båtar och ... Bälgar

    I Elon Musks värld, Hyperloop kommer att bli ett "femte transportsätt", står bredvid flygplan, tåg, bilar och båtar i den mekaniserade rörelsens pantheon. Musk ser för sig människor som reser genom Hyperloop i baljor som susar genom stålrör monterade på pyloner, eller pelare, utformad för att klara Kaliforniens jordbävningar. De där pylonerna, tillverkad av armerad betong, skulle vara åtskilda var 30 meter eller så och stå 20, 50 och 100 fot (6, 15 och 30 meter) hög, beroende på terrängen [källa:SpaceX].

    Hur exakt planerar Musk att utföra denna fantastiska fysikuppgift? Väl, han tittade på flera möjligheter. Mest, han sa, misslyckas av olika skäl. Till exempel, Hyperloop kanske kan använda kraftfulla fläktar för att trycka på skida, ungefär som pneumatiska rör som kontor använder för att skjuta post från en byggnad till en annan. Musk säger att även om det är möjligt att bygga sådana fläckar, det är opraktiskt eftersom en 350 mil (563 kilometer) lång luftpelare som rör sig så snabbt skulle skapa en enorm mängd friktion inuti röret, gör den typ av hastighet som han hoppas kunna uppnå omöjlig [källa:SpaceX].

    Företagaren har också uteslutit att flytta baljorna genom vakuumrör med elektromagnetisk upphängning, samma teknik som maglevtåg använder. Musk förklarar att det är svårt att skapa ett perfekt vakuum i rören, särskilt med tusentals baljor som går in och ut varje dag. Dessutom, aluminiumrören kan spricka eller läcka, släppa ut luften från systemet.

    "Allt som krävs är en läckande tätning eller en liten spricka någonstans i röret på hundratals mil och hela systemet slutar fungera, "Musk skrev i sin första Hyperloop -rapport.

    Ett annat tekniskt problem centrerar sig på podden som rör sig genom ett rör som innehåller luft. Musk säger om rörets och podens väggar ligger nära varandra, "kapseln kommer att bete sig som en spruta." Med andra ord, podden skulle trycka hela luftpelaren i systemet istället för att låta den flöda förbi. Resultatet är att baljorna måste resa mycket långsamt, eller ingenjörer skulle behöva bygga ett massivt rör för att göra resandet snabbare. Isåfall, ryttare skulle åka flera tusen miles i timmen, utsätta deras kroppar för att krossa G-krafter när de går runt den minsta böjningen [källa:SpaceX].

    En lösning, Elon Musk Style

    Du tittar på en Hyperloop -kapsel i tub cutaway med bifogade solceller. Bild med tillstånd av Elon Musk

    Listan över problem verkar överväldigande. Men Musk, någonsin den fyndiga innovatören, har värvat ett team av ingenjörer från Tesla och SpaceX för att hjälpa honom att hitta en lösning. De föreslår att två rör höjs (en går norrut, andra söder) längs Interstate 5 och sänker lufttrycket inuti.

    Teorin är enkel:Jetflygplan flyger på stora höjder genom luft som är mindre tät och luftmotståndet minskar. Musk-teamet bestämde att lufttrycket inuti systemet skulle vara en sjättedel av trycket från den tunna atmosfären på Mars, vilket avsevärt minskar motståndet på hastighetsbälten. Dessutom, att placera Hyperloop i medianen av I-5 för det mesta är ett kostnadsbesparande beslut eftersom det gör det möjligt för utvecklaren att undvika att köpa mark från dem som bor längs vägen [källor:Belfiore, SpaceX, Lavrinc].

    De gjorde också podden till hjärtat i systemet, syftar till att hålla röret så lågteknologiskt som möjligt. Planen är att designa en pod med metallskidor som åker, eller sväva, på en luftdyna som pumpas genom små hål i skidorna. Konceptet liknar ett airhockeyspel, förutom att luften genereras av höghastighetspassagen av podden genom röret, och en superkraftig elektrisk kompressor på framsidan av pallen som pumpar luft till baksidan. (Känner du inte till elektriska kompressorer? Ofta, du kan hitta dem anställda på byggarbetsplatser med en mängd olika uppgifter, särskilt där luftverktyg används.) Magneter på skidorna, kopplad till en elektromagnetisk puls, ge podden sitt första skott. Den där knuffen, Musk sa till reportrar, skulle likna vad en passagerare upplever ombord på ett flygplan vid start. "När du väl är där, "Musk säger, "det finns ingen känsla av hastighet" [källor:Belfiore, SpaceX, Lavrinc].

    Linjära induktionsmotorer , som får sin saft från magneter och ledare, skulle placeras på olika punkter längs röret och hålla podden i rörelse snabbt och stabilt med liten risk för olycka. Talar om vilka, nödutgångar skulle byggas längs röret. Hyperloop skulle få sin kraft från motorer och batterier utvecklade för Tesla Model S elbil, tillsammans med solpaneler placerade på taket på rören [källor:Belfiore, SpaceX, Becker, Lavrinc].

    Tänk på ditt steg, Pod People

    Denna cutaway av Hyperloop passagerarkapsel ger dig en uppfattning om hur det kan vara att sitta i det föreslagna transportsystemet. Bild med tillstånd av Elon Musk

    Musk lovar att baljorna skulle vara bekväma och säkra. Skida skulle resa genom Hyperloop en i taget, lämnar var 30:e sekund i rusningstiden och ligger i genomsnitt 37 kilometer från varandra. Passagerare kan komma in och ut ur röret i varje ände och via grenar längs slingan (se Musks vitbok för föreslagna ruttspecifika). Varje passagerarkapsel är utformad för att rymma 28 personer i 14 rader om två, tillsammans med ett bagageutrymme i ena änden, och större baljor kan hålla en bil. Passagerare skulle betala $ 20 för en enkelbiljett [källor:Belfiore, SpaceX, Lavrinc].

    Väl på och av med bagaget, passagerare kunde slå sig ner i sina säten, spänna fast säkerhetsbältena och vänd på deras personliga underhållningsdisplayer under 35-minutersresan. Bara gå inte upp för att använda badrummet. För det nämns inte en. Än. Och med en maximal podhöjd på 1,11 meter (1,11 meter) och en bredd på 1,35 meter (4,43 fot), det kan vara lite för mysigt för de klaustrofobiskt benägna [källor:SpaceX].

    Kommer Hyperloop att fungera? Vem vet? Musk verkar tro det, och många säger att det är möjligt. Det närmaste till höghastighets Hyperloop är maglev bullet train, som kan toppa med 581 kilometer i timmen. Jim Powell, som hjälpte till att uppfinna tåget, berättade för The Verge att Musk är på något genom att omsluta systemet i ett rör. Han sa att ett system ute i det fria skapar för mycket drag. Powell tillade att drag kan fortfarande vara ett problem även inuti den hermetiskt förseglade Hyperloop, och att hålla en hastighet på 966 kilometer i timmen kan vara svårt [källa:Brandom].

    Dessutom, Hyperloop skulle fungera bäst om rören byggdes i en rak linje, vilket de inte kan bero på landskapet mellan Los Angeles och San Francisco. Powell sa att ryttare kan bli sjuka om beläggen vänder för kraftigt [källa:Brandom].

    Även om många är överens om att de tekniska problemen som skapades av Hyperloop förmodligen skulle kunna lösas, många frågar till vilket pris. De säger att prislappen på 6 miljarder dollar är alltför låg för ett höghastighetsprojekt av denna storlek. Fan, renoveringar av San Francisco Bay Bridge uppgick till 6,4 miljarder dollar [källa:Thanawala]. För hans del, Musk vill inte spendera sina egna pengar och hoppas att andra kommer att kliva fram, kanske även du, kära läsare, via crowdfunding -webbplatser som JumpStartFund. Om inte, då kanske mannen som satte den första privatägda raketen ut i rymden också skulle ge världen Hyperloop.

    Mycket mer information

    Författarens anmärkning:Hur Hyperloop fungerar

    Innovation är skrämmande. När någon föreslår ett revolutionerande koncept, vår första reaktion är att avfärda det, säg att det inte går att göra. Fråga bröderna Wright eller astronauterna som gick på månen. Det verkliga dilemmat är kanske inte i den hastighet med vilken vetenskap och teknik rör sig eller i de produkter det skapar, men i vår oförmåga att hantera konsekvenserna av nya upptäckter och teknik på ett eftertänksamt sätt. Oavsett om det är motiverat av oförfalskad girighet (läs:järnvägsbaronerna i slutet av 1800 -talet), eller för allmänhetens bästa, historien har visat att samhällets innovatörer, dess drömmare, har alltid flyttat bollen framåt, lämnar oss andra att följa.

    relaterade artiklar

    • 10 stora spelare i rymdloppet för privat sektor
    • Hur Elon Musk fungerar
    • Hur Maglev -tåg fungerar
    • Hur Tesla Roadster fungerar
    • Hur elektromagneter fungerar
    • Hur elektromagnetisk framdrivning kommer att fungera
    • Hur Sonic Cruisers kommer att fungera
    • Hur PayPal fungerar

    Källor

    • Belifiore, Michael. "Allt ombord på Hyperloop." Populär mekanik. 12 augusti, 2013. (29 augusti, 2013). http://www.popularmechanics.com/technology/engineering/all-aboard-the-hyperloop-15801593?click=main_sr
    • Bilton, Nick. "Elon Musk presenterar planer för Hyperloop höghastighetståg." The New York Times. 12 augusti, 2013. (29 augusti, 2013). http://bits.blogs.nytimes.com/2013/08/12/elon-musk-unveils-plans-for-hyperloop-high-speed-train/?_r=2
    • Brandom, Russell. "Så här kan Elon Musks Hyperloop faktiskt fungera." Gränsen. 18 juli kl. 2013. (29 augusti, 2013). http://www.theverge.com/2013/7/18/4534476/how-will-elon-musks-hyperloop-work
    • Lavrinc, Damon. "Detta är Hyperloop, Elon Musks Fantasy Vision of Mass Transit. Trådbunden. 12 augusti, 2013. (28 augusti, 2013). http://www.wired.com/autopia/2013/08/hyperloop-elon-musk/
    • SpaceX. "Hyperloop Alpha." (28 augusti, 2013). http://www.spacex.com/sites/spacex/files/hyperloop_alpha-20130812.pdf
    • Thanawala, Sudhin. "First Cars Cross SF-Oakland Bay Bridge's New Span." Associated Press på ABC News. (5 september, 2012) http://abcnews.go.com/US/wireStory/64b-sf-oakland-bay-bridge-opens-traffic-20139554
    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com