Hyperloop | |
---|---|
| |
Привод | линейный электродвигатель |
Период | концепция с 2013 года |
Скорость | до 1220 км/ч |
Область применения | межгородское перемещение людей и твёрдых грузов |
Инфраструктура | надземный трубопровод, форвакуум, воздушная / магнитная подушка |
Hyperloóp (МФА: [haipə' lu:p], с англ. — «гиперпетля») — проект вакуумного поезда , предложенный в 2013 году американским венчурным предпринимателем Илоном Маском . До конца не реализован. На сегодняшний день построены испытательные полигоны в Хоторне (компания SpaceX, длина трассы 1,5 км) и Лас-Вегасе (компания Virgin Hyperloop One, длина 0,5 км) . Возводится также полигон в Тулузе (компания HyperloopTT, участки длиной 1 км и 320 м) . Максимальная достигнутая на испытаниях скорость — 457 км/ч[1].
Заключены соглашения о строительстве эксплуатационных трасс длиной 10 км в городах Дубай и Тунжэнь (компания HyperloopTT), сроки реализации проектов неизвестны . Принадлежащая Илону Маску Boring Company возводит тоннель между городами Балтимор и Вашингтон .
Идея Hyperloop возникла в ответ на правительственный проект высокоскоростной железной дороги California High-Speed Rail, которая к 2029 году должна соединить Лос-Анджелес и Сан-Франциско. «Высокоскоростная» линия предполагает движение поездов со скоростью свыше 322 км (200 миль) в час[2], стоимость проекта в опубликованном в апреле 2012 года бизнес-плане была оценена в $68,4 млрд.[3][4] 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[5].
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[6]. 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[7]. Наконец, в августе 2013 года была опубликована 58-страничная «альфа-версия» проекта[8][9][10].
И. Маск подавал свою идею как пятый вид транспорта после поезда, самолёта, автомобиля и корабля[5]. По его словам, это нечто среднее между «Конкордом», рельсотроном и столом для аэрохоккея[11]. Hyperloop был задуман как расположенный на опорах надземный трубопровод, внутри которого со скоростью от 480 до 1220 км/ч (в зависимости от ландшафта[11]) с интервалом в 30 секунд в одном направлении перемещаются одиночные транспортные капсулы длиной 25—30 м. Предусмотрены два варианта системы[8]:
Ключевым фактором обнародованной 12 августа 2013 года[3] концепции было стремление к дешевизне системы. Поэтому Маск взял за основу модель вакуумного поезда[3], 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[8].
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[8].
Капсула должна приводиться в движение линейным электродвигателем. Статором послужит алюминиевый рельс длиной 15 м на полу трубы[11], который нужен только через каждые 110 км[3]. 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[11]. Как результат, билет в один конец должен стоить $20, и при общей стоимости системы $7,5 млрд окупаемость проекта будет достигнута за 20 лет[8].
На случай возникновения аварийных ситуаций предусмотрено следующее[8]:
Проведённое в сентябре 2013 года работниками Ansys компьютерное моделирование показало, что идея осуществима, однако нуждается в доработке. Необходимы корректировки следующего рода[12]:
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[13].
В январе 2015 года на ежегодной конференции Американского института аэронавтики и астронавтики (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[14]. Материалы, связанные с данным моделированием, выложены на GitHub[15].
Наработки конкурирующих команд пока далеки от завершённости. Так, HTT отказался от использования воздушной подушки, поскольку она может создать проблемы с управлением, и выбрал магнитную левитацию[16]. Virgin Hyperloop One тоже предпочёл магнитную левитацию, только не активную (как у маглева), а пассивную. Эта технология разработана в Ливерморской национальной лаборатории, она предполагает, что постоянные магниты прикреплены к капсуле, тем самым движутся над проводящей поверхностью[17].
Абсолютный рекорд скорости (457 км/ч) установлен 22 июля 2018 года студенческой командой WARR Hyperloop из Мюнхенского технического университета, победительницей всех трёх соревнований Hyperloop pod competition. К настоящему моменту не построено ни одной трассы Hyperloop, где капсула приводилась бы в движение методом электромагнитной катапульты, как в классической концепции вакуумного поезда. Поэтому участники соревнований должны были создавать самодвижущиеся капсулы на электрических двигателях. 70-килограммовая капсула команды из Мюнхена оснащена восемью электромоторами суммарной мощностью 240 кВт[1][18].
Поскольку Маск объявил, что сам заниматься реализацией Hyperloop не собирается, появилось несколько групп энтузиастов, которые решили воплотить проект в жизнь самостоятельно[9]. 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[12]. Результаты моделирования побудили оказать проекту поддержку со стороны краудсорсинговой платформы JumpStartFund, в ходе голосования на которой проект получил более 300 голосов[19].
Для реализации идеи было решено создать компанию Hyperloop Transportation Technologies Inc. (HTT или HyperloopTT), ключевыми фигурами которой являются сооснователь JumpStartFund Дирк Алборн и президент SpaceX Гвинн Шотвелл[9]. Бизнес-модель компании не совсем обычна: она объединяет волонтёров, которые трудятся бесплатно, рассчитывая в случае успеха на долю возможной выручки с проекта[20]. 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[9][21].
В феврале 2015 года объявлено о том, что HTT достигла соглашения с девелопером эко-города Долина Квэя, 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 надеялась привлечь с помощью IPO[22]. 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 по ней должно составлять восемь минут. При этом сроки реализации проекта Алборн не обозначил[23].
В июле 2017 года Алборн заявил, что его компания заказала создание первой капсулы для полевых испытаний у испанского производителя авиационных фюзеляжей Carbures и получила территорию для строительства научно-исследовательского центра в Тулузе (Франция)[24]. Выбор маршрута первой эксплуатационной линии был осуществлён в апреле 2018 года. Это будет трасса длиной 10 км между аэропортом Аль-Мактум и местом проведения выставки Экспо-2020 в Дубае (ОАЭ). Соответствующее соглашение было заключено с Aldar Properties. При этом глава HyperloopTT не спешит называть конкретные сроки окончания строительства. Ожидается, что в будущем трасса свяжет Дубай с Эр-Риядом (Саудовская Аравия). Тогда же было объявлено о начале строительства испытательного полигона в Тулузе, состоящего из двух участков — длиной 320 м для грузовых капсул и длиной 1 км для пассажирских. Завершение пассажирской трассы планируется на июль-август[25][26].
В июле 2018 года был выбран второй маршрут: HTT учредил совместное предприятие с муниципалитетом китайского города Тунжэнь для строительства 10-километровой трассы между городом и местным аэропортом Tongren Fenghuang Airport. Стоимость проекта оценена в $295 млн. На втором этапе планируется продлить дорогу до горы Фанцзиньшань, в этом случае протяжённость маршрута вырастет до 50 км[18][27].
3 октября 2018 года в Испании компания Hyperloop Transportation Technologies (HyperloopTT), которая занимается реализацией проекта сверхскоростной системы поездов, продемонстрировала первую в мире пассажирскую капсулу[28].
Другая команда сформирована Шервином Пишеваром[en] — первым инвестором Uber, 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 три 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)[9].
Hyperloop Tech начиналась в гараже Бемброгана в местечке Лос-Фелис[en], 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. 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[9].
В ходе двух раундов инвестиций компания смогла привлечь более $92,6 млн.[17] Среди инвесторов оказались 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)[29][30].
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[30]. Впрочем, не менее важной новостью из стана Hyperloop One стал на тот момент иск уволившегося Бемброгана к Пишевару, Лонсдэйлу и CEO компании Роберту Ллойду[31]. 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[32].
В мае 2017 года компания провела первое полноценное полевое испытание системы. Испытание проводилось на тестовом участке под названием DevLoop, строительство которого завершено месяцем ранее в пригороде Лас-Вегаса. Протяжённость участка составляет 500 м, диаметр трубы — 3,3 м. Пассажирская капсула разогналась до 113 км/ч[33], а 29 июля скорость удалось поднять до 310 км/ч[34]. По словам З. Магомедова, который стал сопредседателем совета директоров Hyperloop One, при тех же технических характеристиках системы скорость на дистанции 2 км увеличится до 1 000–1 200 км/ч[35].
В сентябре того же года компания закрыла третий раунд привлечения инвестиций в размере $85 млн. В результате общая сумма инвестиций составила $245 млн., а оценка стартапа превысила $700 млн.[36] В следующем месяце глава Hyperloop One Роб Ллойд (англ. Rob Lloyd) дал пресс-конференцию, где заявил, что ожидает начала реализации первого транспортного проекта в 2019 году с запуском во временную эксплуатацию в 2021 году. По его мнению, строительство вакуумных трасс на треть дешевле высокоскоростных железных дорог, в то время как скорость поездки в 2-3 раза выше. Также он высказал предположение, что билет для поездки на расстояние 50-60 км будет стоить $5[37].
15 декабря 2017 года компания смогла разогнать свою капсулу до рекордной пока скорости 387 км/ч, а днём ранее из-за сексуального скандала Hyperloop One покинул её основатель Ш. Пишевар. Освободившееся место занял один из новых акционеров Ричард Брэнсон, компания стала называться Virgin Hyperloop One[38].
В феврале 2018 года компания заключила с правительством Индии соглашение о строительстве трассы в штате Махараштра, между городами Пуна и Мумбаи. Предполагается, что после 6-месячного исследования проекта Virgin Hyperloop One возведёт в течение 2-3 лет демонстрационную трассу, а в течение следующих 5-7 лет — и полноценную дорогу[39]. В начале мая объявлено о том, что компания создала совместное предприятие с портовым оператором DP World, которое будет называться DP World Cargospeed. Оно задумано как оператор грузоперевозок на технологиях Virgin Hyperloop One[40]. Несколькими днями позже принадлежащая BMW дизайнерская студия Designworks представила концепт салона пассажирской капсулы[41].
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[9][42].
В июне того же года SpaceX объявила конкурс на дизайн пассажирской капсулы. Капсулы предполагалось испытать в ходе гонок на пробной трассе в калифорнийском Хоторне, где расположена штаб-квартира компании[43]. Соревнование получило название Hyperloop pod competition. В январе 2016 года на базе Техасского университета A&M в Колледж-Стейшен состоялся первый этап, на котором были отобраны 22 лучшие команды. Все они получили право испытать свои модели на настоящей трассе в ходе второго этапа. Главный приз достался команде Массачусетского технологического института[44].
Первоначально проведение финального этапа Hyperloop pod competition ожидалось в середине августа того же года[45], но было отложено. SpaceX объявила о начале строительства испытательной трассы длиной 1 500 м и с диаметром трубы 1,8 м только в начале сентября 2016 года[46]. В итоге заключительный этап состоялся 27 августа 2017 года. Первое место на нём завоевала команда из Мюнхенского технического университета, чья капсула развила скорость 327 км/ч[47]. Впрочем, рекорд немцев продержался всего несколько дней, ведь 31 августа Маск продемонстрировал капсулу, созданную совместно компаниями SpaceX и Tesla, которая смогла достичь скорости 355 км/ч[48].
В середине октября Маск получил первое официальное разрешение на строительство полноценной трассы Hyperloop. Участок протяжённостью примерно 16,58 км (10,3 мили) должен связать окраину Балтимора с территорией Ганновер (штат Мэриленд). Ожидается, что дорога станет в дальнейшем частью маршрута Вашингтон — Нью-Йорк с остановками в Балтиморе и Филадельфии. Трасса будет строиться в подземном исполнении, тоннель должна построить Boring Company Илона Маска[49]. В феврале 2018 года Маск получил разрешение на подготовку места строительства станции и первичные земляные работы на пустыре в северо-восточной части Вашингтона[50].
22 июля 2018 года состоялся третий этап Hyperloop pod competition. Победу в нём повторно одержала команда из Мюнхена, сумевшая разогнать капсулу до 457 км/ч. Пока это абсолютный рекорд для Hyperloop[1].
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .