Как работает Hyperloop? Все, что вам нужно знать о магнитной левитации

Концепция Hyperloop, впервые отточенная в 2012 году основателем Tesla и SpaceX Илоном Маском, преподносится как будущее пассажирского транспорта.

Для непосвященных Hyperloop - это высокоскоростная система пассажирского транспорта, которая включает в себя герметичную трубу, по которой движутся высокоскоростные капсулы, сокращая время в пути. Например, поездка из Лондона в Эдинбург, которая занимает более четырех часов на поезде, теоретически займет всего 30 минут.

С тех пор Маск поощряет стартап-фирмы и проекты под руководством студентов создавать свои собственные версии Hyperloop. В высокоскоростной системе используется разновидность магнитной левитации, но что это такое и как она работает?

Что такое магнитная левитация?

Магнитная левитация или маглев - это когда объект подвешен в воздухе с использованием только магнитных полей и никакой другой поддержки.

Наряду со сверхбыстрыми поездами на магнитной подвеске, магнитная левитация имеет различные инженерные применения, включая магнитные подшипники. Его также можно использовать для демонстрации и новизны, например, для плавающих динамиков.

Как работает магнитная левитация?

Наиболее известное применение магнитной левитации - в поездах на магнитной подвеске. В настоящее время поезда на маглеве работают только в нескольких странах, включая Китай и Японию, и являются самыми быстрыми в мире с рекордной скоростью375 миль / ч (603 км / ч). Однако системы поездов невероятно дороги в строительстве и часто заканчиваются тем, что остаются малоиспользуемыми объектами тщеславия.

Фото: Департамент энергетики

Существует два основных типа технологии поездов на магнитной подвеске - электромагнитная подвеска (EMS) и электродинамическая подвеска (EDS).

EMS использует в поезде электромагниты с электронным управлением, чтобы притягивать его к стальным магнитным путям, в то время как EDS использует сверхпроводящие электромагниты как на поезде, так и на рельсах для создания взаимно отталкивающей силы, заставляющей вагоны левитировать.

как поставить музыку на айпод без itunes

В одном из вариантов технологии EDS, которая используется в системе Inductrack, используется массив постоянных магнитов на нижней стороне поезда, вместо электромагнитов с питанием или охлаждаемых сверхпроводящих магнитов. Это также известно как технология пассивной магнитной левитации.

Как Hyperloop использует магнитную левитацию?

В первоначальной концепции Маска капсулы плавали в слое сжатого воздуха, подобно шайбам, плавающим на столе для аэрохоккея. Однако более поздняя версия технологии от Hyperloop Transportation Technologies (HTT) - одной из двух компаний, лидирующих в гонке Hyperloop, - использует пассивную магнитную левитацию для достижения того же эффекта.

Фото: HyperloopTT

Лицензия на технологию была предоставлена ​​HTT Национальной лабораторией Лоуренса Ливермора (LLNL), которая разработала ее как часть системы Inductrack. Этот метод считается более дешевым и безопасным, чем традиционные магнитолевые системы.

При использовании этого метода магниты размещаются на нижней стороне капсул в виде матрицы Хальбаха. Это фокусирует магнитную силу магнитов на одной стороне массива, почти полностью нейтрализуя поле на другой стороне. Эти магнитные поля заставляют капсулы плавать, когда они проходят над электромагнитными катушками, встроенными в трек. Тяга линейных двигателей продвигает капсулы вперед.

Главный конкурент HTT, Hyperloop One, также использует систему пассивной магнитной левитации, в которой постоянные магниты на стороне капсулы отталкивают пассивную дорожку, при этом единственная входная энергия зависит от скорости капсулы.

как я могу восстановить удаленные сообщения

Фото: Virgin Hyperloop

В обеих системах давление воздуха в туннелях понижается с помощью воздушных насосов, чтобы облегчить движение контейнеров. Низкое давление воздуха резко снижает лобовое сопротивление, так что для достижения максимальной скорости требуется лишь относительно небольшое количество электроэнергии.

Hyperloop Progress

Теперь, когда мы понимаем магнитную левитацию, пришло время взглянуть на прогресс, достигнутый компаниями в расширении этой технологии для общего использования.

Интересно, что Hyperloop компании Virgin безопасно перевез двух пассажиров на 2-местном автомобиле Pod-2. Этот автомобиль - намного уменьшенная версия того, что мы ожидаем от компании позже. По прогнозам Virgin, когда-нибудь мы увидим 28-местный пассажирский автомобиль.

Текущая модель развивает только 107 миль в час, но они сделали это безопасно, и мы назовем это победой для новых технологий.

Конечно, Илон Маск не позволяет Virgin забрать всю славу Hyperloop. В июле этого года Маск написал в Твиттере, что с нетерпением ждет постройки 10-километрового туннеля с несколькими поворотами, чтобы лучше имитировать реальное путешествие по гипер-петле.

Будущее Hyperloop

При таких больших успехах в 2020 году естественно задаться вопросом, когда мы увидим транспортную систему в полном объеме. Честно говоря, пока рано говорить. Технология невероятно дорогая, и ей еще предстоит пройти долгий путь, чтобы достичь прогнозируемых скоростей, на которые, по мнению ученых и инженеров, она способна.

На данный момент мы продолжим следить за прогрессом и будем держать вас в курсе последних событий в области транспорта на основе магнитной левитации, такого как Hyperloop.